Co mówią odchody warrozy? Analiza ekskrementów pasożyta odkrywa tajniki jego życia

Groźny dla pszczół miodnych (Apis mellifera) pasożyt, Varroa destructor, pozostawia po sobie ślady, które mogą okazać się kluczem do zrozumienia jego złożonej biologii. Analiza odchodów tych roztoczy, które w dużej mierze składają się z guaniny, otwiera przed naukowcami fascynujące perspektywy na zgłębienie ich metabolizmu i zachowania.

Jedną z metod pozwalających zrozumieć fizjologię organizmów jest identyfikacja i ilościowe określenie składników chemicznych w ich produktach przemiany materii. U kleszczy i innych roztoczy guanina, hipoksantyna i ksantyna pełnią rolę azotowych produktów odpadowych. Wysokie stężenie puryn w ekskrementach może świadczyć o diecie bogatej w białko i/lub intensywnym metabolizmie białek i kwasów nukleinowych.

Badania nad składem ekskrementów Varroa wykazały, że początkowo zawierają one znaczną ilość guaniny (nawet do 95%). Jednakże, analizy przeprowadzone w dłuższym okresie czasu wykazały, że zawartość guaniny w odchodach Varroa zmniejsza się z upływem czasu. Przykładowo, w próbkach zebranych w 3. i 6. dniu monitoringu, procent guaniny wynosił odpowiednio 48,9% i 18,4%, a w próbkach z 9. dnia guaniny nie wykryto w mierzalnych ilościach.

Zauważono, że zmniejszenie zawartości guaniny zbiegło się w czasie ze wzrostem śmiertelności roztoczy po 10. dniu obserwacji. Chociaż dokładna przyczyna tego zjawiska nie jest znana, spadek poziomu guaniny sugeruje, że w późniejszych dniach Varroa mogły ograniczyć żerowanie na swoim żywicielu, być może z powodu fizycznych lub fizjologicznych kosztów związanych z tworzeniem nowego otworu do karmienia każdego dnia. Co ciekawe, oszacowana waga i objętość pojedynczych ekskrementów nie uległy znaczącemu zmniejszeniu, co wskazuje, że wzrosła w nich proporcja innych, niezidentyfikowanych związków, w tym innych puryn. To z kolei nasuwa przypuszczenie o możliwym zaburzeniu procesów metabolicznych jako jednej z głównych przyczyn zwiększonej śmiertelności roztoczy.

Analiza puryn w odchodach Varroa, prowadzona metodą chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas (LC-MS), umożliwiła identyfikację i ilościowe określenie różnych związków, dostarczając cennych informacji o przemianach metabolicznych zachodzących w organizmie pasożyta. Zmiany w składzie chemicznym ekskrementów w czasie mogą odzwierciedlać zmiany w diecie, efektywności trawienia lub funkcjonowaniu układu wydalniczego Varroa.

Podsumowując, badanie składu chemicznego odchodów Varroa destructor, ze szczególnym uwzględnieniem guaniny i innych puryn, stanowi obiecujące narzędzie do lepszego zrozumienia metabolizmu i zachowania tego kluczowego pasożyta pszczół miodnych. Dalsze badania w tym zakresie mogą przyczynić się do opracowania nowatorskich strategii kontroli warrozy.

Literatura/Źródła:

1. „Insights into the metabolism and behaviour of Varroa destructor mites from analysis of their waste excretions”, Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
2. „Discussion”, (fragment z), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
3. „Excreta total weights and volumes”, (podrozdział z „Results”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
4. „LC-MS analysis of purine standards and Varroa mite excreta samples amassed at day 3 (sample 1), day 6 (sample 2) and day 9 (sample 3), of a 12-day monitoring period.”, (fragment z „Results”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
5. „One method to understand the nutritional biology and physiology of organisms is to identify the chemical components and their relative abundance in waste excretions.”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
6. „Guanine, hypoxanthine, xanthine and other purines serve as the nitrogenous wastes in ticks and other acarines…”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
7. „Previously, the waste excretions of Varroa mites were reported to consist of 95% guanine (Erickson et al ., 1994).”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
8. „Our analyses indicate that the guanine content of excreta attenuated over time; the percentage of guanine in excreta collected on days 3 and 6 was 48.9 and 18.4%, respectively, and no measurable guanine was measured in excreta collected from day 9.”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
9. „In relation to this, we noted that mites began dying in large numbers after the 10-day monitoring period (coinciding with depletion of white material visible in the digestive tract of mites; Supplymentary Fig. S3).”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762
10. „However, the estimated weight/volume of individual excreta did not show a corresponding decrease, suggesting that compounds other than those measured increased in prevalence.”, (fragment z „Discussion”), Francisco Posada-Florez, Daniel E Sonenshine, Noble I Egekwu, Clifford Rice, Robert Lupitskyy, Steven C Cook, https://doi.org/10.1017/S0031182018001762