مقاومت زنبور عسل در برابر تنش‌های دمایی با افزایش مکمل‌های پروبیوتیک و پری‌بیوتیک

زنبور عسل به‌عنوان یکی از مهم‌ترین گرده‌افشان‌های طبیعی، نقشی کلیدی در تولید بسیاری از محصولات کشاورزی دارد و سلامت آن ارتباط مستقیمی با امنیت غذایی و پایداری کشاورزی دارد. در سال‌های اخیر، افزایش دما، خشکسالی، تغییرات اقلیمی، بیماری‌ها، استفاده از آفت‌کش‌ها و کاهش تنوع گیاهی، جمعیت زنبورها را در بسیاری از مناطق جهان با تهدید مواجه کرده است.

در همین زمینه ایانا با راحیل میرابی مقدم، کارشناس تحقیقات گیاه‌پزشکی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان جنوبی و از پژوهشگران این مطالعه درباره اهمیت زنبور عسل در کشاورزی، تهدیدهای ناشی از تغییرات اقلیمی، یافته‌های این پژوهش درباره اثر مکمل‌های پروبیوتیک و پری‌بیوتیک بر افزایش مقاومت زنبورها و چشم‌انداز کاربرد آن در صنعت زنبورداری کشور گفت‌وگو کرده است.

 

چرا سلامت زنبور عسل به دغدغه‌ای جهانی در حوزه امنیت غذایی تبدیل شده است؟

زنبور عسل یکی از مهم‌ترین گرده‌افشان‌های طبیعی است و نقش اساسی در تولید بسیاری از محصولات کشاورزی، از جمله میوه‌ها، سبزیجات، دانه‌های روغنی و گیاهان علوفه‌ای دارد.

بخش قابل توجهی از تولید غذای جهان به گرده‌افشانی حشرات وابسته است و زنبور عسل سهم عمده‌ای در این فرآیند دارد؛ بنابراین سلامت این حشره به‌صورت مستقیم با امنیت غذایی و پایداری نظام‌های کشاورزی ارتباط دارد.

در سال‌های اخیر عواملی مانند تغییرات اقلیمی، افزایش دما، خشکسالی، استفاده از آفت‌کش‌ها، بیماری‌ها و کاهش تنوع گیاهی باعث کاهش جمعیت زنبورها در بسیاری از کشورها شده است.

به همین دلیل، حفاظت از زنبور عسل دیگر تنها یک موضوع مرتبط با زنبورداری نیست، بلکه به یکی از دغدغه‌های مهم جهانی در حوزه محیط زیست، کشاورزی پایدار و امنیت غذایی تبدیل شده است.

 

تنش‌های دمایی چگونه عملکرد زنبورها و کلنی‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد؟

این حشره برای فعالیت طبیعی به محدوده دمایی مشخصی نیاز دارد و خروج از این محدوده، چه در اثر گرمای شدید و چه سرمای زیاد، موجب ایجاد تنش فیزیولوژیک می‌شود.

این تنش‌ها باعث افزایش تولید رادیکال‌های آزاد، اختلال در متابولیسم، کاهش فعالیت، کاهش توان پرواز، اختلال در تغذیه و در نهایت افزایش تلفات زنبورها می‌شود.

در مقیاس کلنی نیز این شرایط می‌تواند موجب کاهش جمعیت، افت تولید عسل، کاهش موفقیت گرده‌افشانی و تضعیف توان کلنی برای مقابله با سایر عوامل تنش‌زا شود.

با توجه به افزایش فراوانی موج‌های گرما و نوسانات شدید دمایی ناشی از تغییرات اقلیمی، تنش‌های دمایی به یکی از مهم‌ترین چالش‌های صنعت زنبورداری در جهان تبدیل شده است.

 

ایده استفاده از مکمل‌های پروبیوتیک و پری‌بیوتیک برای افزایش مقاومت زنبورها چگونه شکل گرفت؟

بیشتر راهکارهای مقابله با تنش گرمایی در زنبورها تاکنون بر مدیریت محیطی مانند کنترل شرایط زنبورستان، تأمین آب و ایجاد شرایط مناسب برای کاهش اثر گرما متمرکز بوده است، در حالی که درباره تقویت توان زیستی خود زنبور از طریق تغذیه، مطالعات محدودتری انجام شده بود.

از سوی دیگر، در سال‌های اخیر نقش میکروبیوم روده در سلامت و مقاومت موجودات زنده، از جمله زنبور عسل، توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

بر همین اساس این فرضیه مطرح شد که اگر بتوان با استفاده از پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها تعادل میکروبی روده را تقویت کرد، احتمالاً زنبورها نیز در برابر تنش‌های دمایی مقاوم‌تر خواهند شد.

هدف اصلی این پژوهش ارائه یک راهکار تغذیه‌ای ساده، کم‌هزینه و قابل استفاده برای کاهش اثرات تغییرات اقلیمی بر سلامت زنبور عسل است.

 

پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها چگونه توان دفاعی زنبور را افزایش می‌دهند؟

 پروبیوتیک‌ها باکتری‌های مفیدی هستند که به حفظ تعادل میکروبی روده کمک می‌کنند و پری‌بیوتیک‌ها نیز مواد غذایی مورد نیاز این باکتری‌های مفید را فراهم می‌کنند.

در نتیجه این فرآیند، دستگاه گوارش زنبور عملکرد بهتری پیدا می‌کند، جذب مواد مغذی افزایش می‌یابد و تولید ترکیبات مفید در بدن بهبود پیدا می‌کند.

در مطالعه انجام‌شده مشاهده شد این مکمل‌ها با تقویت میکروبیوم روده، کاهش استرس اکسیداتیو و بهبود متابولیسم انرژی، توانایی زنبورها را برای تحمل تنش‌های دمایی افزایش می‌دهند.

به زبان ساده، این مکمل‌ها مانند تقویت‌کننده طبیعی سیستم دفاعی بدن زنبور عمل می‌کنند و به آن کمک می‌کنند فشار ناشی از شرایط نامساعد محیطی را بهتر تحمل کند.

 

آزمایش چگونه انجام شد و زنبورها در چه شرایطی مورد بررسی قرار گرفتند؟

در این مطالعه، زنبورهای کارگر تازه متولدشده به مدت ۲۱ روز با جیره‌های غذایی حاوی مقادیر مختلف پروبیوتیک و پری‌بیوتیک تغذیه شدند.

پس از این مرحله، زنبورها در چهار شرایط دمایی شامل ۴، ۱۵، ۳۵ و ۴۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند تا میزان مقاومت آن‌ها در برابر تنش‌های دمایی ارزیابی شود.

در طول آزمایش، علاوه بر بررسی میزان بقا، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، شاخص‌های مرتبط با متابولیسم انرژی و وضعیت میکروبیوم روده نیز اندازه‌گیری شد تا تغییرات فیزیولوژیک ناشی از مصرف این مکمل‌ها با دقت بررسی شود.

 

مهم‌ترین یافته پژوهش درباره اثر مکمل‌ها بر مقاومت زنبورها چه بود؟

مهم‌ترین یافته این پژوهش آن بود که مصرف همزمان پروبیوتیک و پری‌بیوتیک توانست مقاومت زنبورهای عسل را در برابر تنش‌های دمایی به‌طور معنی‌داری افزایش دهد.

بیشترین اثر حفاظتی در تیمارهایی مشاهده شد که زنبورها بالاترین غلظت مکمل‌ها را دریافت کرده بودند.

 نتایج نشان داد زنبورهای تغذیه‌شده با این مکمل‌ها نسبت به گروه شاهد، در بیشتر شرایط دمایی بقای بالاتری داشتند.

همچنین فعالیت آنزیم‌های مرتبط با استرس اکسیداتیو در زنبورهای دریافت‌کننده مکمل کاهش یافت که نشان‌دهنده کاهش آسیب‌های ناشی از تنش دمایی و بهبود وضعیت فیزیولوژیک زنبورها بود.

 

چرا اثر مکمل‌ها در دماهای بسیار بالا محدودتر شد؟

پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها می‌توانند توان تحمل زنبور را افزایش دهند، اما نمی‌توانند اثر تنش‌های بسیار شدید را به‌طور کامل خنثی کنند.

در دماهای بسیار بالا، آسیب‌های سلولی، اختلال در عملکرد پروتئین‌ها و افزایش شدید استرس اکسیداتیو به حدی می‌رسد که حتی تقویت سیستم دفاعی بدن نیز تنها بخشی از خسارت را جبران می‌کند.

بنابراین این مکمل‌ها باید به‌عنوان بخشی از یک مدیریت تلفیقی در زنبورستان مورد استفاده قرار گیرند و جایگزین اقدامات مدیریتی مانند تأمین سایه، تهویه مناسب، دسترسی کافی به آب و مدیریت صحیح کلنی‌ها نیستند.

 

شاخص‌های آنتی‌اکسیدانی چه اطلاعاتی درباره سلامت زنبور ارائه می‌کنند؟

این آنزیم‌ها یکی از مهم‌ترین شاخص‌ها برای ارزیابی وضعیت سلامت و میزان تحمل بدن زنبور در برابر تنش‌های محیطی هستند.

آنزیم‌هایی مانند سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، نخستین خط دفاعی بدن در برابر رادیکال‌های آزاد محسوب می‌شوند.

زمانی که زنبور تحت تنش قرار می‌گیرد، فعالیت این آنزیم‌ها افزایش پیدا می‌کند تا از سلول‌ها در برابر آسیب محافظت شود.

در این پژوهش، کاهش فعالیت این آنزیم‌ها در زنبورهای تغذیه‌شده با مکمل‌ها نشان داد که میزان استرس اکسیداتیو کمتر شده و بدن زنبور فشار کمتری برای مقابله با آسیب‌های ناشی از تنش تحمل کرده است.

 

آیا این یافته‌ها اکنون می‌تواند به توصیه‌ای عملی برای زنبورداران تبدیل شود؟

نتایج این مطالعه امیدوارکننده است و نشان می‌دهد مکمل‌های پروبیوتیک و پری‌بیوتیک می‌توانند به‌عنوان یک راهکار تغذیه‌ای مؤثر برای افزایش مقاومت زنبورها مورد توجه قرار گیرند.

با این حال، این پژوهش در شرایط کنترل‌شده آزمایشگاهی انجام شده و برای ارائه توصیه عمومی به زنبورداران، هنوز به مطالعات میدانی در شرایط واقعی زنبورستان‌ها نیاز است.

لازم است اثر این مکمل‌ها در فصل‌های مختلف، شرایط اقلیمی متفاوت و روی کلنی‌های کامل بررسی شود تا میزان اثربخشی آن‌ها در مقیاس عملی مشخص شود.

 

این پژوهش چه کاربردی برای صنعت زنبورداری ایران دارد؟

ایران نیز مانند بسیاری از مناطق جهان در سال‌های اخیر افزایش دما، خشکسالی و وقوع موج‌های گرمایی را تجربه کرده است و این شرایط فشار زیادی بر کلنی‌های زنبور عسل وارد می‌کند.

این فشارها می‌تواند باعث کاهش تولید عسل و کاهش خدمات گرده‌افشانی شود؛ بنابراین توسعه راهکارهایی برای افزایش تاب‌آوری زنبورها اهمیت زیادی دارد.

یافته‌های این پژوهش می‌تواند زمینه توسعه مکمل‌های تغذیه‌ای بومی برای افزایش مقاومت کلنی‌ها را فراهم کند و در کنار سایر روش‌های مدیریتی، به کاهش خسارات ناشی از تغییرات اقلیمی و افزایش پایداری صنعت زنبورداری کشور کمک کند.

 

همکاری ایران، کانادا و مؤسسه تحقیقات علوم دامی چگونه به انجام این پژوهش کمک کرد؟

این پژوهش حاصل همکاری متخصصان حوزه‌های حشره‌شناسی، تغذیه، فیزیولوژی و زیست‌شناسی مولکولی در دانشگاه زابل، مؤسسه تحقیقات علوم دامی کشور و دانشگاه آلبرتا کانادا بود.

ترکیب این تخصص‌ها باعث شد پژوهش از جنبه‌های مختلف طراحی، اجرا و تحلیل شود و نتایج آن از استحکام علمی بیشتری برخوردار باشد.

همکاری‌های بین‌المللی علاوه بر تبادل دانش و تجربه، امکان دسترسی به روش‌های نوین تحقیقاتی و ارتباط با شبکه‌های علمی جهانی را فراهم می‌کند و می‌تواند کیفیت پژوهش‌های داخلی و دیده‌شدن دستاوردهای علمی ایران را افزایش دهد.

 

انتشار مقاله در PLOS ONE و بازتاب جهانی آن چه اهمیتی دارد؟

انتشار این مقاله در مجله معتبر بین‌المللی PLOS ONE نشان می‌دهد این پژوهش توانسته است استانداردهای لازم داوری علمی را کسب کند و نتایج آن برای جامعه علمی جهان ارزشمند باشد.

بازتاب این پژوهش در رسانه‌هایی مانند گاردین، گلوب اند میل، Grand Goldman News، EurekAlert، Green Savers، Science et Vie، Mirage News و Phys.org نشان‌دهنده اهمیت موضوع تغییرات اقلیمی و حفاظت از گرده‌افشان‌ها در سطح جهانی است.

برای پژوهشگران ایرانی، انتشار چنین دستاوردهایی علاوه بر معرفی توان علمی کشور، می‌تواند زمینه شکل‌گیری همکاری‌های علمی جدید، افزایش استنادهای پژوهشی و جذب فرصت‌های تحقیقاتی بین‌المللی را فراهم کند.

 

گام بعدی این تیم تحقیقاتی برای افزایش تاب‌آوری زنبور عسل چیست؟

گام بعدی این تیم تحقیقاتی، بررسی عملکرد این مکمل‌ها در شرایط واقعی زنبورستان و ارزیابی اثر آن‌ها بر کلنی‌های کامل است.

همچنین بررسی اثر این ترکیبات در کنار سایر عوامل تنش‌زا مانند آفت‌کش‌ها، بیماری‌ها، انگل‌ها، کمبود منابع غذایی و خشکسالی در برنامه پژوهشی آینده قرار دارد.

هدف نهایی، توسعه راهکارهای تغذیه‌ای مبتنی بر شواهد علمی است که بتواند تاب‌آوری زنبورهای عسل را در برابر مجموعه‌ای از تنش‌های ناشی از تغییرات اقلیمی افزایش دهد و به حفظ سلامت گرده‌افشان‌ها و امنیت غذایی کمک کند.