Новое исследование бросает вызов представлениям о питании шмелей
Новое исследование под руководством учёных из Пенн-Стэйт показывает, что выбор еды у шмелей может не соответствовать их идеальным потребностям в питательных веществах.
Исследование, опубликованное в Journal of Insect Physiology, изучало, влияет ли рацион из пыльцы и нектара, обогащённого различными количествами белков, жиров и углеводов, на потребление пищи шмелями, а также на различные физические характеристики.
Учёные обнаружили, что шмели потребляли разное количество пищи в зависимости от назначенного им рациона, но это не приводило к улучшению физической формы. Например, пчёлы переедали пыльцу, обогащённую белком, и недоедали пыльцу, обогащённую липидами, хотя ни один из этих вариантов не улучшал их физическую форму.
Этья Амсалем, доцент кафедры энтомологии в Колледже сельскохозяйственных наук и ведущий автор исследования, сказала, что результаты опровергают предыдущие представления о том, что учёные могут делать предположения о потребностях пчёл в питательных веществах на основе их выбора.
«Предпочтения пчёл вряд ли отражают истинные потребности и, скорее всего, являются результатом эволюционных ограничений», — сказала она. «Например, пчёлы могут недоедать липиды не потому, что диеты с высоким содержанием липидов вредны, а потому, что их физиология не очень хорошо приспособлена для переваривания или хранения больших количеств липидов».
Амсалем добавила, что пчёлы могут переедать белки, потому что они эволюционировали, чтобы искать их всякий раз, когда они доступны, даже если избыток белка может быть вреден, поскольку влияет на то, насколько эффективно пчёлы могут выводить азот из своего организма.
По словам исследователей, поскольку популяции пчёл сокращаются по всему миру, всё больше исследований указывают на то, что пищевой стресс является одним из факторов, способствующих этому. Потеря среды обитания и сельскохозяйственное развитие привели к сокращению количества цветов, вынудив пчёл полагаться на неоптимальные источники пищи.
Хотя было показано, что пчёлы-шмели регулируют потребление пищи, Амсалем сказала, что учёные не знают, всегда ли предпочтения пчёл соответствуют тому, что приносит им наибольшую пользу.
«Это странное предположение, если подумать: мой малыш предпочитает шоколад брокколи, но я бы не стала делать вывод, что шоколад полезнее для неё, — сказала она. — Так почему мы считаем, что пчёлы другие? Понимание потенциальных несоответствий между потреблением и результатами для физической формы важно, поскольку большинство стратегий сохранения и управления предполагают, что пчёлы могут самостоятельно регулировать свой рацион для оптимального здоровья».
Для исследования учёные разделили пчёл на группы и предоставили им разные рационы, манипулируя пыльцой или модифицируя сахарный раствор (который имитировал нектар) с различными макронутриентами в разных концентрациях.
Затем они измерили потребление и несколько показателей физической формы — прирост массы, активацию яичников и количество яиц, отложенных рабочими особями — в течение 10 дней. Все рабочие пчёлы были одного возраста, и все тесты проводились в микроколониях, содержащих трёх рабочих особей, что, по словам Амсалем, позволило исследователям напрямую проверить, соответствует ли потребление улучшению физической формы.
Эти группы сравнивались с отдельной контрольной группой пчёл-шмелей, которым было разрешено свободно питаться дикой пыльцой и 60%-ным сахарным раствором.
Учёные обнаружили, что повышение уровня белка в пыльце приводило к тому, что пчёлы потребляли больше пыльцы, а повышение уровня липидов приводило к тому, что пчёлы ели меньше. Кроме того, рабочие пчёлы переедали сахарозу, когда она предлагалась в более низких концентрациях.
Однако, несмотря на то что пчёлы выбирали такие схемы питания, эти решения в итоге негативно влияли на их физическую форму по сравнению с контрольной группой. Во всех случаях снижалась яйценоскость, а масса тела либо уменьшалась, либо оставалась неизменной.
Амсалем сказала, что результаты исследования показывают, что стратегии сохранения и сельскохозяйственного управления могут захотеть рассмотреть влияние состава рациона на физическую форму, а не только предпочтения или потребление.
«Будущие исследования могут изучить, почему пчёлам не удаётся оптимизировать рацион — например, метаболические ограничения, вкусовые пристрастия или экологические компромиссы — и изучить компоненты, не относящиеся к макронутриентам, такие как витамины и минералы, которые могут объяснить расхождения в физической форме», — сказала Амсалем.
Анна Крессман, получившая степень магистра наук в области энтомологии в Пенн-Стэйт, и Сейед Али Модаррес Хасани, научный сотрудник Пенн-Стэйт, также стали соавторами этой статьи.
Предоставлено Пенсильванским государственным университетом.