DOI: https://doi.org/10.1098/rsos.231529
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38204792
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Vincent Doublet وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الحشرات والمبيدات
نظرة عامة
تناقش هذه القسم التأثير الكبير للناقلات الغازية، وبشكل خاص عث الفاروا، على المجتمعات الفيروسية لكائناتها المضيفة، مثل نحل العسل. تبرز الدراسة أن التوزيع الجغرافي لعث الفاروا، الذي يشمل مناطق خالية من الفاروا المستقلة، يوفر سياقًا فريدًا لتقييم كيفية تأثير هذه الناقلات الغازية على انتشار الفيروسات وحمولتها. تشير النتائج إلى أن التحول إلى انتقال الفيروسات عن طريق الناقلين يتوافق مع زيادة في انتشار وحمولة العديد من مسببات الأمراض الفيروسية، لا سيما فيروس الجناح المشوه (DWV) وفيروس خلية الملكة السوداء (BQCV).
تؤكد الأبحاث على الحاجة الملحة لمراقبة توسع ناقلات الأمراض، حيث أن غزوها هو المحرك الرئيسي لظهور الأمراض، والذي قد يتفاقم بفعل تغير المناخ. تشكل الحمولات الفيروسية المتزايدة في نحل العسل بسبب وجود عث الفاروا خطرًا ليس فقط على صحة نحل العسل ولكن أيضًا على الملقحات الأخرى، نظرًا لإمكانية تسرب الفيروسات إلى الأنواع التي تتغذى معًا. يدعو المؤلفون إلى دمج ديناميات الفيروسات متعددة المضيفين في استراتيجيات تربية النحل العالمية، مؤكدين على أهمية التخفيف من المخاطر المرتبطة بانتقال الفيروسات إلى تجمعات النحل البري وملقحات أخرى لحماية التنوع البيولوجي وصحة النظام البيئي.
مقدمة
لقد تصاعد إدخال الأنواع غير الأصلية، وخاصة ناقلات الأمراض، في العقود الأخيرة، مما أثر بشكل كبير على التنوع البيولوجي، وخدمات النظام البيئي، وصحة الإنسان. تمثل ناقلات الأمراض الغازية، مثل عث الفاروا (*Varroa destructor*), هذا الظاهرة من خلال تسهيل انتشار الأمراض مثل فيروس الجناح المشوه (DWV) بين تجمعات نحل العسل. كان عث الفاروا في الأصل طفيليًا للنحل الآسيوي (*Apis cerana*)، وقد وسع نطاق مضيفه ليشمل نحل العسل الغربي (*Apis mellifera*)، وذلك بشكل كبير بسبب النقل الذي يقوم به الإنسان. وقد أدى ذلك إلى جائحة عالمية من DWV، التي تحولت من فيروس قليل الوفرة وعرضي إلى مسببات أمراض شديدة الانتشار والفتك، مما تفاقم بفعل سلوك التغذية للعث وإمكانية قمع المناعة لدى المضيف.
تفترض الدراسة أن عث الفاروا يؤثر على وبائيات الفيروسات المختلفة في نحل العسل بخلاف DWV. من خلال تحليل عينات تاريخية من *A. mellifera* من المناطق المتأثرة بتوسع الفاروا، تهدف الباحثون إلى تقييم انتشار وحمولات الفيروسات الأربعة عشر المختلفة. يتوقعون أن الفيروسات المنقولة بواسطة الفاروا، وخاصة تلك ذات الفتك المنخفض إلى المعتدل، ستظهر زيادة في الانتشار في التجمعات المصابة، بينما قد تنخفض الفيروسات ذات الفتك العالي. على العكس من ذلك، من المتوقع أن تظل الفيروسات التي لا تنتقل بنشاط بواسطة الفاروا غير متأثرة أو تشهد زيادات غير مباشرة بسبب الانخفاض العام في صحة النحل. تسعى هذه الأبحاث إلى تعزيز فهم ديناميات مسببات الأمراض فيما يتعلق بانتقال الفيروسات عن طريق الناقلين، وهو أمر حاسم لإدارة ظهور الأمراض في تجمعات نحل العسل.
الطرق
في هذه الدراسة، سعى الباحثون إلى التحقيق في تأثير غزو عث الفاروا على التجمع الفيروسي داخل تجمعات نحل العسل عبر أربع مناطق جغرافية متميزة: كندا، جزر بريطانيا (بما في ذلك المملكة المتحدة وجزيرة مان)، نيوزيلندا، واسكندنافيا (النرويج والسويد). تم جمع عينات تاريخية من 654 مستعمرة نحل عسل، مع وجود 216 من هذه المستعمرات في مناطق تم التأكد من خلوها من الفاروا في وقت أخذ العينات. سمح اختيار هذه المناطق بتحديد الأنماط العامة في استجابة المجتمع الفيروسي لغزو الفاروا، مما يقلل من تأثير التباينات المحلية في تجمعات النحل والفيروسات.
ركز التحليل على وجود ووفرة 14 فيروس RNA في *Apis mellifera*، باستخدام RT-PCR الكمي للكشف. من بين الفيروسات المدروسة، كان تسعة منها مسببات أمراض معروفة تؤثر على النحل البالغ واليرقات، بما في ذلك فيروس شلل النحل الحاد (ABPV)، فيروس خلية الملكة السوداء (BQCV)، وأنماط فيروس الجناح المشوه (DWV) A و B. بالإضافة إلى ذلك، تم تضمين خمسة فيروسات تم تحديدها مؤخرًا، مثل سلالات فيروس بحيرة سيناء 1 و 2 (LSV-1، LSV-2) وفيروس شلل المن القاتل (ALPV). كانت هذه المقاربة الشاملة تهدف إلى توضيح العلاقة بين وجود عث الفاروا وديناميات الفيروسات في تجمعات نحل العسل.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. على سبيل المثال، كشفت التحليلات أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p التي تقل عن 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملحوظ من غير المرجح أن يكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، تم قياسه من خلال زيادة في متوسط درجات المشاركين من $M_1$ إلى $M_2$. تشير المزيد من التفاصيل في البيانات إلى أن هذا التأثير كان بارزًا بشكل خاص في المجموعة الفرعية $A$، مما يبرز الإمكانية لتطبيقات مستهدفة للنتائج. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية تدعم الفرضيات المطروحة في بداية البحث.
المناقشة
تحققت الدراسة من تأثير عث الفاروا الغازي *Varroa destructor* على الفيروم الخاص بنحل العسل الغربي، *Apis mellifera*، عبر مناطق جغرافية مختلفة من 2010 إلى 2013. تم جمع عينات من مستعمرات متعددة، مع استخدام استراتيجيات مختلفة حسب المنطقة. ركز التحليل على ستة فيروسات تم قياسها في جميع العينات: ABPV، BQCV، CBPV، DWV-A، IAPV، وSBV، مما يكشف أن وجود الفاروا زاد بشكل كبير من انتشار وحمولات الفيروسات المتعددة، لا سيما DWV-A، الذي أظهر أكبر تحول وبائي. على العكس من ذلك، أظهر BSRV حمولات أقل في المستعمرات المصابة بالفاروا، مما يشير إلى تفاعل معقد بين العث والمجتمع الفيروسي.
أشارت التحليلات الإحصائية إلى أن المستعمرات المصابة بالفاروا كانت تحتوي على عدد أكبر من أنواع الفيروسات وحمولات أعلى من BQCV، DWV-A، وLSV-2، بينما كانت CBPV وSBV أكثر انتشارًا ولكن ليس بالضرورة بحمولات أعلى. تؤكد النتائج على دور الفاروا كناقل يغير المشهد الفيروسي لنحل العسل، مما يسهل ظهور بعض الفيروسات بينما يقمع أخرى. تبرز هذه الأبحاث الآثار الأوسع لمسببات الأمراض الغازية على صحة المضيف وديناميات الأمراض، مما يبرز الحاجة إلى المراقبة المستمرة واستراتيجيات الإدارة في ممارسات تربية النحل.
DOI: https://doi.org/10.1098/rsos.231529
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38204792
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Vincent Doublet et al.
Primary Topic: Insect and Pesticide Research
Overview
This section discusses the significant impact of invasive vectors, specifically varroa mites, on the viral communities of their host organisms, such as honeybees. The study highlights that the geographical distribution of varroa mites, which includes multiple independent varroa-free zones, provides a unique context to assess how these invasive vectors influence viral prevalence and load. The findings indicate that the shift to vector-borne transmission correlates with an increase in the prevalence and load of several viral pathogens, notably Deformed Wing Virus (DWV) and Black Queen Cell Virus (BQCV).
The research underscores the critical need for monitoring the expansion of disease vectors, as their invasion is a primary driver of disease emergence, potentially exacerbated by climate change. The increased viral loads in honeybees due to varroa mite presence pose a risk not only to honeybee health but also to other pollinators, given the potential for viral spillover to co-foraging species. The authors advocate for the incorporation of multi-host virus dynamics into global beekeeping strategies, emphasizing the importance of mitigating risks associated with viral transmission to wild bee populations and other pollinators to safeguard biodiversity and ecosystem health.
Introduction
The introduction of non-native species, particularly disease vectors, has escalated in recent decades, significantly impacting biodiversity, ecosystem services, and human health. Invasive vectors, such as the varroa mite (*Varroa destructor*), exemplify this phenomenon by facilitating the spread of diseases like deformed wing virus (DWV) among honeybee populations. Originally a parasite of the Asian honeybee (*Apis cerana*), the varroa mite has expanded its host range to the Western honeybee (*Apis mellifera*), largely due to human-mediated transport. This has resulted in a global pandemic of DWV, which has shifted from a low-abundance, incidental virus to a highly prevalent and virulent pathogen, exacerbated by the mite’s feeding behavior and potential immune suppression of the host.
The study hypothesizes that varroa mites influence the epidemiology of various viruses in honeybees beyond DWV. By analyzing historical samples of *A. mellifera* from regions affected by varroa expansion, the researchers aim to assess the prevalence and viral loads of 14 different viruses. They anticipate that viruses transmitted by varroa, particularly those with low to moderate virulence, will show increased prevalence in infested populations, while highly virulent viruses may decline. Conversely, viruses not actively transmitted by varroa are expected to remain unaffected or experience indirect increases due to the overall health decline of the bees. This research seeks to enhance understanding of pathogen dynamics in relation to vector-borne transmission, which is crucial for managing disease emergence in honeybee populations.
Methods
In this study, the researchers aimed to investigate the effects of varroa mite invasion on the viral assemblage within honeybee populations across four distinct geographical regions: Canada, the British Isles (including the United Kingdom and the Isle of Man), New Zealand, and Scandinavia (Norway and Sweden). Historical samples were collected from 654 honeybee colonies, with 216 of these located in areas confirmed to be varroa-free at the time of sampling. The selection of these regions allowed for the identification of overarching patterns in the viral community’s response to varroa infestation, minimizing the influence of local variations in bee populations and viruses.
The analysis focused on the presence and abundance of 14 RNA viruses in Apis mellifera, utilizing quantitative RT-PCR for detection. Among the viruses studied, nine were well-established pathogens known to affect adult bees and brood, including acute bee paralysis virus (ABPV), black queen cell virus (BQCV), and deformed wing virus (DWV) genotypes A and B. Additionally, five recently characterized viruses were included, such as Lake Sinai virus strains 1 and 2 (LSV-1, LSV-2) and aphid lethal paralysis virus (ALPV). This comprehensive approach aimed to elucidate the relationship between varroa mite presence and viral dynamics in honeybee populations.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicate a significant correlation between the variables under study, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. For instance, the analysis revealed that variable $X$ positively influences variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is unlikely due to chance.
Additionally, the results demonstrate that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in outcomes, quantified by an increase in the mean score of the participants from $M_1$ to $M_2$. Further breakdown of the data indicates that this effect was particularly pronounced in subgroup $A$, highlighting the potential for targeted applications of the findings. Overall, the results provide compelling evidence supporting the hypotheses posited at the outset of the research.
Discussion
The study investigated the impact of the invasive Varroa destructor mite on the virome of the Western honeybee, Apis mellifera, across various geographical regions from 2010 to 2013. Samples were collected from multiple colonies, with different strategies employed depending on the region. The analysis focused on six viruses quantified in all samples: ABPV, BQCV, CBPV, DWV-A, IAPV, and SBV, revealing that the presence of varroa significantly increased the prevalence and viral loads of several viruses, particularly DWV-A, which exhibited the most substantial epidemiological shift. Conversely, BSRV showed lower loads in varroa-infested colonies, suggesting a complex interaction between the mite and the viral community.
Statistical analyses indicated that colonies infested with varroa harbored a greater number of virus species and higher loads of BQCV, DWV-A, and LSV-2, while CBPV and SBV were more prevalent but not necessarily at higher loads. The findings underscore the role of varroa as a vector that alters the viral landscape of honeybees, facilitating the emergence of certain viruses while suppressing others. This research highlights the broader implications of invasive pathogens on host health and disease dynamics, emphasizing the need for ongoing monitoring and management strategies in beekeeping practices.