Influence of Biotic and Abiotic Factors on the Gut Microbiome of the Western Honey Bee
本研究は、英国全土にわたるシチズンサイエンス・ネットワークを活用することで、ノゼマ・セラエ（*Nosema ceranae*）の感染がミツバチの腸内マイクロバイオームの多様性を変化させる一方で、季節変動、緯度、および耕作地の利用が、気候、食性、および農薬曝露への影響を通じて、腸内微生物組成を形成する主要な要因であることを実証している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは査読を受けていないプレプリントのAI生成解説です。医学的助言ではありません。この内容に基づいて健康上の判断をしないでください。 免責事項の全文を読む
ミツバチの胃の中にある小さな世界は、昆虫が食物を消化し、成長し、病気と戦うのを助ける細菌たちの賑やかな都市です。人間が健康を維持するために自身の腸内細菌に依存しているのと同様に、これらのミツバチも機能するために12種の特定のコア細菌群に依存しています。この内部のバランスが乱れると、ミツバチの健康が損なわれ、最悪の場合、巣全体の崩壊を招く可能性があります。数十年にわたり、科学者たちは寄生虫や栄養不足がこの繊細な生態系を乱す可能性があることを知ってきましたが、私たちが知っていることの大部分は、管理された実験室で行われた実験によるものです。天候が変化し、景観が移り変わり、病気が自然に広がる現実の世界では、ミツバチの腸を脅かすものについての全容は依然として不明確なままです。ミツバチは世界中の農作物の不可欠な授粉媒介者であり、その数の減少は世界の食料安全保障に対する深刻なリスクとなるため、これらの自然の力を理解することは極めて重要です。
英国生態学・水文学センターの研究チームは、英国全土に存在する巣に住むミツバチを直接観察することで、これらの自然の影響をマッピングしようと試みました。研究者たちは、ミツバチをラボに連れてくるのではなく、自身のコロニーから働きバチを集める養蜂家たちのネットワークを活用しました。チームは、イングランド南部からスコットランド北部まで、さまざまな種類の農地にわたる、およそ80の巣からサンプルを収集しました。彼らは、腸内に侵入する微小な寄生虫であるノゼマ（Nosema）の存在を検査し、その後、遺伝子配列解析を用いて、彼らの内部に生息するあらゆる種類の細菌を特定しました。異なる季節、異なる緯度、そして異なるタイプの景観にいるミツバチに見られる細菌を比較することで、研究者たちはどの要因が真にミツバチの内部マイクロバイオームを形作っているのかを見出すことができました。
研究の結果、テストした巣の約38パーセントに特定の寄生虫であるノゼマ・セラナエ（Nosema ceranae）が存在している一方で、その近縁種であるノゼマ・アピス（Nosema apis）は完全に存在していませんでした。この発見は、N. ceranaeが目立った症状を引き起こしにくいため、コロニーの間で気づかれずに広がっている可能性があり、英国において支配的な菌株となっていることを示唆しています。興味深いことに、研究者たちは、巣の周囲にある耕作地（農地）の面積が、実際にはこの寄生虫のレベルを低く抑えるのに役立っていることを発見しました。より多くの農地に囲まれた地域のミツバチは、腸内の寄生虫のコピー数が少なくなっていました。チームは、農地は都市部よりも広がっていることが多いため、異なる巣からのミツバチ同士の相互作用が少なくなるのではないかと推測しています。ミツバチはしばしば隣の巣から食べ物を盗む行動をとりますが、これは病気を広める原因となるため、開けた農地における相互作用の減少は、単に寄生虫が他のコロニーへと飛び移る機会を減らしているだけである可能性があります。
しかし、研究者たちが腸内細菌の全体的な組成に目を向けたとき、寄生虫は変化の主要な要因ではありませんでした。N. ceranaeの存在は細菌コミュニティの多様性に小さな変化をもたらしましたが、季節や巣の場所ほど大きな影響を与えていませんでした。季節が最も強力な要因であることが判明し、春から秋にかけて、存在する細菌の種類は著しく変化しました。これは、ミツバチの食性が年間を通じて変化するためであると考えられます。利用可能な花の種類が減少するにつれて、彼らの腸内細菌は異なる食物源に適応しなければなりません。同様に、巣の緯度も重要であり、北部のミツバチは南部のミツバチとは異なる腸内コミュニティを持っていました。これは、国中に存在する異なる植物相や気候を反映しています。
農地の景観も、腸内に見られる特定の種類の細菌に対して、微妙ながらも重要な役割を果たしていました。耕作地におけるマイクロバイオームの全体的な構造は劇的には変化しませんでしたが、特定の有益な細菌の豊富さは変化していました。これらの景観にいるミツバチは、いくつかの主要な細菌グループのレベルが低くなっており、研究者たちはこれを食事の多様性の低さと農業化学物質への曝露の高さに起因すると考えています。逆に、農薬を解毒する能力を持つことで知られるある一種の細菌は、これらの地域で増加しており、これはミツバチが環境中の化学的ストレス因子に適応していることを示唆しています。この研究は、寄生虫が懸念事項である一方で、ミツバチの日常生活は、彼らが生きる季節や彼らが採餌する土地によってより深く形作られていることを裏付けています。これらの知見は、ミツバチを保護するためには、単なる疾病管理を超えて、気候、食事、そして農業慣行が、これら不可欠な授粉媒介者を支える小さく目に見えないコミュニティとどのように相互作用しているかを理解する必要があることを強調しています。
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