Comparing virome composition between honey bees (Apis mellifera) and small carpenter bees (Ceratina calcarata) in response to various agricultural landscapes

ミツバチは、私たちの食料供給と野生の景観を支える静かな建築家です。彼らがいなければ、多くの花が実を結ぶことはできず、その果実に依存する生態系も崩壊してしまうでしょう。何十年もの間、科学者たちは、これらの勤勉な昆虫たちが「目に見えない敵」であるウイルスによる増大する脅威に直面していることを知ってきました。私たちは管理されたセイヨウミツバチを襲うウイルスについては長年研究してきましたが、彼らと共に暮らす小さく野生的な従兄弟たちの存在は謎のまま残されています。これらの野生のハチ（多くの場合単独性であり、あまり研究が進んでいない）は、異なる種類のウイルスを運んでいるのか、あるいは同じ種の間で花を訪れる際にウイルスを受け渡しているのか。誰が何を運んでいるのか、そして彼らが生きる風景の変化が遭遇するウイルスの混合物にどのように影響を与えるのかを理解することは、すべての授粉媒介者の健康を守るために極めて重要です。

ある研究チームは、同じ地域に生息する2つの非常に異なる種を比較することで、この隠されたハチのウイルスの世界をマッピングしようと試みました。彼らは、農家に飼育されている馴染み深い管理種であるセイヨウミツバチと、中空の茎の中に巣を作る北米原産の野生種である小型の carpenter bee (small carpenter bee) に焦点を当てました。科学者たちは、ハチが採餌する土地の種類――標準的な農薬を使用する慣行農場か、多様な花があり合成化学物質を使用しない有機農場か、あるいは路傍の緑地か――が、彼らの体内に存在するウイルスを形作っているかどうかを確認したいと考えました。これを行うため、彼らはニューハンプシャー州にあるこれら3つの明確に異なる環境から、数百匹の採餌中のハチを集めました。単一のウイルスを探すのではなく、強力な遺伝子シーケンシング技術を用いて、ハチの中に存在するウイルスRNAの全コレクションを読み取り、事実上、その瞬間に彼らが運んでいたあらゆるウイルスをスナップショットとして捉えました。

結果は、両種の間の明らかな違いを明らかにしました。セイヨウミツバチは、コロニーに奇形の原因や死をもたらし得る既知の病原体を複数含む、幅広く多忙なウイルスの品揃えを持っていました。また、驚くほど多くの植物ウイルスも保有しており、これはおそらく摂取した花粉や蜜から集まったものです。対照的に、野生の 小型 carpenter bee は全体として保持するウイルスがはるかに少なくなりました。彼らのウイルス量はより軽く、携えているウイルスの種類も異なっていました。最も注目すべき点は、研究者がこれまでこれらのハチにおいて一度も見られなかった3つの新しいウイルスを発見したことです。そのうち2つは昆虫に感染することが知られているウイルスのファミリーに関連しており、もう1つは通常、ハエやアシナガバチのような大型の昆虫に関連付けられるポックスウイルスの一種であるようでした。一つの新しい昆虫ウイルスはセイヨウミツバチと野生のハチの両方で見出されましたが、セイヨウミツバチにおいてはネガティブ鎖として検出されており、これはウイルスが単に受動的に共有されているのではなく、活発に複製され、セイヨウミツバチに積極的に感染していることを示唆しています。

ハチが生息する景観も役割を果たしましたが、その影響は微妙であり、種によって異なります。セイヨウミツバチにおいては、一般的で危険なウイルスは、有機農場であれ慣行農場であれ路傍であれ、どこでも存在していました。しかしながら、Lake Sinai ウイルスの一節や Hubei partiti 様のウイルスを含む特定の比較的珍しいウイルスは、有機農場でより高い数で発見されました。これは、多様な花や農薬の不在といった有機的な設定が、ウイルスの循環方法を変えている可能性を示唆しています。おそらく、より幅広いウイルス株をサポートしたり、あるいはハチの免疫システムを変化させたりすることによってです。対照的に、野生のハチは周囲の環境に対してさらに鋭い反応を示しました。慣行農場や路傍エリアで見られたいくつかのウイルスは、有機農場のハチからは完全に欠落していました。さらに、White clover cryptic virus 1 という特定の植物ウイルスレベルは、慣行農場や路傍の生息地と比較して、有機農場では著しく低くなっていました。これは、野生のハチが周囲の状況により敏感であり、彼らのウイルス・コミュニティが遭遇する特定の植物や条件と密接に結びついていることを示しています。

おそらく最も衝撃的な発見は、これらの新しいウイルスが野生のハチの中で見出されたことでした。研究者は、小型の carpenter bee が独自のウイルスの乗客セットを宿していることを発見しました。それには、他の昆虫で見られるウイルスに近い潜在的な新種のポックスウイルスが含まれており、この種における記録としては初となります。この発見は、自然界にどのようなウイルスが存在するかという我々の理解を広げると同時に、野生のハチが決してセイヨウミツバチの疾患に対する単なる受動的な犠牲者ではなく、独自かつ特有のウイルス・コミュニティのホストであることを強調しています。本研究は、セイヨウンミツバチが多くの既知の病原体のリザーバー（貯蔵庫）としての役割を果たしている一方で、野生のハチは決して同じ 방식으로 同じ病気を捕まえているわけではないことも確認しました。彼らのウイルスのプロファイルは独特であり、それぞれの生物学的な特性と、それが住むユニークな景観によって形成されています。

最終的に、この研究は、ハチ、ウイルス、そしてそれらが共有する土地との間の複雑でダイナミックな関係を描き出しています。それは、授粉媒介者の健康とは、種そのものの問題だけでなく、それが生きる具体的な環境と、それが運ぶユニークなウイルスの混ざり合いの問題でもあることを示しています。野生のハチが異なるウイルスを運び、しかもそのウイルスが土地が有機的に管理されているか慣行的に管理されているかによって変化するという事実は、野生の授粉媒介者を保護するためには、単にセイヨウミツバチを救う以上のことが必要であることを示唆しています。それは、彼ら固有の生物学的性質を支える多様な生息地を保存することなのです。これらのウイルス・コミュニティをマッピングすることで、科学者たちは授粉媒介者の健康を形作る目に見えない力について理解を深め始めており、世界の食卓を支える昆虫たちを守るためのより明確な道筋を見出しつつあります。