Včely a toxické chemikálie - Bees and toxic chemicals

Samec Xylocopa virginica (včela východní tesařská) na Redbudu ( Cercis canadensis ).

Včely mohou ve svém prostředí trpět vážnými účinky toxických chemikálií. Patří sem různé syntetické chemikálie, zejména insekticidy , a také řada přirozeně se vyskytujících chemikálií z rostlin, jako je ethanol vznikající fermentací organických materiálů. Včelí intoxikace může být důsledkem expozice ethanolu z fermentovaného nektaru, zralého ovoce a umělých a přírodních chemikálií v životním prostředí.

Účinky alkoholu na včely jsou dostatečně podobné účinkům alkoholu na člověka, že včely medonosné byly použity jako modely intoxikace lidským ethanolem. Metabolismus včel a lidí je dostatečně odlišný, aby včely mohly bezpečně sbírat nektary z rostlin, které obsahují sloučeniny toxické pro člověka. Med produkovaný včelami z těchto toxických nektarů mohou být jedovaté, pokud jsou konzumovány lidmi. Mnoho lidí snědlo toxický med a v důsledku toho vážně onemocnělo.

Přírodní procesy mohou také zavádět toxické látky do netoxického medu vyrobeného z netoxického nektaru. Mikroorganismy v medu mohou převést některé cukry v medu na ethanol. Tento proces etanolové fermentace je záměrně využíván k výrobě alkoholického nápoje zvaného medovina z fermentovaného medu.

Ethanol

Účinky intoxikace

Včela ukazuje svůj proboscis neboli jazyk.

Zavedení určitých chemických látek - například ethanolu nebo pesticidů nebo obranných toxických biochemických látek produkovaných rostlinami - do prostředí včel může způsobit, že včela projeví neobvyklé nebo neobvyklé chování a dezorientaci. V dostatečném množství mohou takové chemikálie včelu otrávit a dokonce zabít. Účinky alkoholu na včely jsou již dlouho uznávány. Například John Cumming popsal účinek v publikaci z roku 1864 o včelařství .

Když se včely intoxikují konzumací ethanolu nebo se otráví jinými chemikáliemi, ovlivní se jejich rovnováha a při chůzi se chvějí. Charles Abramson je skupina na Oklahoma State University dal opilý včely na běžící kola, kde se projevují obtíže lokomoce. Také umístili včely medonosné do raketoplánů, které pomocí stimulu povzbuzovaly včely k pohybu, a zjistily, že jsou méně pohyblivé, protože se staly více opilé.

Temulentní včela pravděpodobně vystrčí jazyk nebo proboscis . Opilé včely tráví více času létáním. Pokud je včela dostatečně opilá, bude jen ležet na zádech a vrtět nohama. Opilé včely mají obvykle také mnohem více leteckých nehod. Některé včely, které konzumují ethanol, jsou příliš opilé, než aby našly cestu zpět do úlu, a v důsledku toho uhynou. Bozic a kol. (2006) zjistili, že konzumace alkoholu včelami narušuje hledání potravy a sociální chování a má některé podobné účinky jako otrava insekticidy. Některé včely jsou po požití alkoholu agresivnější.

Vystavení alkoholu může mít na včely prodloužený účinek, který může trvat až 48 hodin. Tento jev je také pozorován u ovocných mušek a je spojen s neurotransmiterem octopamin u ovocných mušek, který je přítomen také u včel.

Včely jako modely opíjení ethanolem

V roce 1999 výzkum Davida Sandemana vedl k poznání, že modely opojení včel jsou potenciálně cenné pro porozumění intoxikaci obratlovců a dokonce i lidského etanolu:

„Pokroky za poslední tři desetiletí v našem chápání nervových systémů jsou působivé a pocházejí z mnohostranného přístupu ke studiu obratlovců i bezobratlých. Téměř neočekávaný vedlejší produkt paralelního zkoumání nervového systému obratlovců a bezobratlých v tomto článku je naléhavý pohled na složitou síť evoluční homologie a konvergence vystavenou ve struktuře a funkci nervových systémů těchto dvou velkých, paraphyletických skupin zvířat. “

Chování včel včel intoxikovaných etanolem zkoumají vědci na Státní univerzitě v Ohiu, Státní univerzitě v Oklahomě , Univerzitě v Lublani ve Slovinsku a na dalších lokalitách jako potenciálním modelu účinků alkoholu na člověka. Například na Oklahoma State University zjistil Abramsonův výzkum významné korelace mezi reakcemi včel a jiných obratlovců na expozici ethanolu:

„Účelem tohoto experimentu bylo otestovat proveditelnost vytvoření zvířecího modelu spotřeby ethanolu pomocí sociálního hmyzu .... Experimenty týkající se spotřeby, pohybu a učení naznačují, že expozice ethanolu ovlivňuje chování včel medonosných podobně, jako bylo pozorováno u experimenty s analogickými obratlovci “.

Bylo tedy zjištěno, že „nervový systém včel včel je podobný jako u obratlovců“. Tyto podobnosti jsou natolik výrazné, že dokonce umožňují odvodit informace o fungování lidských mozků z toho, jak včely reagují na určité chemikálie. Julie Mustard, výzkumná pracovnice státu Ohio, vysvětlila, že:

„Na molekulární úrovni funguje mozek včel a lidí stejně. Vědět, jak chronické užívání alkoholu ovlivňuje geny a bílkoviny v mozku včel, nám může nakonec pomoci pochopit, jak alkoholismus ovlivňuje paměť a chování u lidí, stejně jako molekulární základem závislosti “.

Hodnocení modelu včel pro neobranu etanolu obratlovců právě začalo, ale zdá se být slibné. Včelám se krmí roztoky ethanolu a pozoruje se jejich chování. Vědci umísťují včely do malých postrojů a krmí je různými koncentracemi alkoholu vnášeného do cukrových roztoků. Provádějí se testy lokomoce, hledání potravy, sociální interakce a agresivity. Hořčice poznamenal, že „alkohol ovlivňuje včely a lidi podobným způsobem - zhoršuje motorické funkce spolu s učením a zpracováním paměti“. Byla také testována interakce včel s antabusem (disulfiram, běžný lék podávaný jako léčba alkoholismu).

Vystavení včelám jiným toxickým a opojným chemikáliím

Syntetické chemikálie

Hlavní článek: Toxicita pesticidů pro včely

Včely mohou být vážně a dokonce smrtelně postiženy pesticidy , hnojivy a dalšími chemikáliemi, které člověk zavedl do životního prostředí. Mohou vypadat opilí a závratě a dokonce zemřít. To je vážné, protože to má podstatné ekonomické důsledky pro zemědělství.

Čmelák

Tento problém je předmětem rostoucího znepokojení. Vědci na univerzitě v Hohenheimu například studují, jak lze včely otrávit expozicí dezinfekčním prostředkům na osivo. Ve Francii pověřilo ministerstvo zemědělství skupinu odborníků, Vědecký a technický výbor pro vícefaktorovou studii o včelách (CST), aby studovala opojné a někdy i smrtelné účinky chemikálií používaných v zemědělství na včely. Výzkumníci u Výzkumném ústavu včelařském a Ústavu chemie a analýzy potravin v České republice již uvažoval omamné účinky různých chemických látek používaných k léčbě zimní řepky plodin. Rumunsko utrpělo v roce 2002 závažný případ rozšířené intoxikace včel a rozsáhlé úmrtnosti včel na deltamethrin . Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) dokonce zveřejnila standardy pro testování chemikálií pro intoxikaci včel.

Přírodní sloučeniny

Včely a další Hymenoptera mohou být kromě etanolu také podstatně ovlivněny přírodními sloučeninami v prostředí. Například Dariusz L. Szlachetko z katedry taxonomie rostlin a ochrany přírody Gdaňské univerzity pozoroval vosy v Polsku, které působily velmi ospalým (možná opilým) způsobem po požití nektaru získaného ze severoamerické orchideje Neottia .

Detzel a Wink (1993) publikovali rozsáhlý přehled 63 typů rostlinných alelochemikálií ( alkaloidy , terpeny , glykosidy atd.) A jejich účinků na včely při konzumaci. Bylo zjištěno, že 39 chemických sloučenin odpuzovalo včely (především alkaloidy , kumariny a saponiny ) a tři terpenové sloučeniny přitahovaly včely. Udávají, že 17 z 29 alelochemikálií je na některých úrovních toxických (zejména alkaloidy, saponiny, srdeční glykosidy a kyanogenní glykosidy ).

O různých rostlinách je známo, že mají pyl, který je toxický pro včely medonosné, v některých případech zabíjí dospělce (např. Toxicoscordion ), v jiných případech vytváří problém pouze při přechodu na plod (např. Heliconia ). Jiné rostliny, které mají toxický pyl, jsou Spathodea campanulata a Ochroma lagopus . Pyl i nektar kalifornského buckeye ( Aesculus californica ) jsou toxické pro včely medonosné a předpokládá se, že jím jsou i další členové rodiny Buckeye.

Včelí opilství při opylování

Vědro orchidej

Některé rostliny údajně spoléhají na používání opojných chemikálií k produkci opilých včel a používají toto opojení jako součást své reprodukční strategie. Jedna rostlina, že někteří tvrdí, používá tento mechanismus je jihoamerická vědro orchidej ( Coryanthes sp.), Což je epifyt . Kbelíková orchidej přitahuje samce euglossinových včel svou vůní, odvozenou z různých aromatických sloučenin. Včely ukládají tyto sloučeniny do specializovaných houbovitých váčků uvnitř svých oteklých zadních nohou, protože podle všeho používají vůni (nebo její deriváty) k přilákání samic.

Květina je konstruována takovým způsobem, že je téměř nemožné přilnout k povrchu, s hladkými vlasy směřujícími dolů; včely běžně sklouznou a spadnou do tekutiny v kbelíku a jedinou splavnou cestou ven je úzký, zúžený průchod, který jim buď na tělo přilepí „ pollinium “ (pylový pytel) (pokud květina ještě nebyla navštívena) nebo odstraní veškeré polinium, které tam je (pokud byla květina již navštívena). Poté, co včela vstoupila, se průchod stáhne a drží ho tam několik minut, takže lepidlo zaschne a zajistí pollinium. Bylo naznačeno, že tento proces zahrnuje „opilství“ včel, ale tento účinek nebyl nikdy potvrzen.

Kytková orchidej tímto způsobem předává svůj pyl z květu na květ. Tento mechanismus je téměř, ale ne zcela druhově specifický, protože je možné, aby několik blízce příbuzných včel opylovalo jakýkoli daný druh orchideje, pokud jsou včely podobné velikosti a jsou přitahovány stejnými sloučeninami.

Van der Pijl a Dodson (1966) pozorovali, že včely rodů Eulaema a Xylocopa vykazují příznaky opilosti po konzumaci nektaru z orchidejí Sobralia violacea a Sobralia rosea . Horichiana Gongora orchidej byl podezříván Lanau (1992) výroby feromony jako ženský euglossine včely a dokonce poněkud podobá ženská tvar euglossine včelí, pomocí těchto charakteristik šířit pylového:

"Nešťastná včela, slepá opilá květinami, které mají silné feromony, by si možná mohla muchomůrku pomýlit s vhodným partnerem, ale květina se alespoň skromně pokusila znovu vytvořit včelí gestalt."

To se zdá nepravděpodobné, vzhledem k tomu, že nikdo nikdy nezdokumentoval, že samice euglosinů produkují feromony; samci euglosinů produkují feromony pomocí chemikálií, které shromažďují z orchidejí, a tyto feromony přitahují ženy spíše než naopak, jak naznačuje Cullina (2004).

Toxický med

Grayanotoxin

Některé látky, které jsou toxické pro člověka, nemají na včely žádný vliv. Pokud včely získají svůj nektar z určitých květů, může být výsledný med psychoaktivní nebo dokonce toxický pro člověka, ale neškodný pro včely a jejich larvy. Otrava tímto medem se nazývá nemoc šíleného medu .

Náhodná intoxikace lidí šíleným medem byla dobře zdokumentována několika klasickými autory, zejména Xenofónem , zatímco záměrné používání takového medu jako léčiva a omamného prostředku (dokonce halucinogenu ) stále praktikuje kmen Gurungů z Nepálu , kteří mají dlouhou tradici nebezpečného lezení po útesu, aby vyrvali drahocenné zboží z hnízd Apis laboriosa , obří včely himálajské. Med shromážděný Gurungem vděčí za své opojné vlastnosti nektaru, který obří včely shromažďují z hluboce červenokvětých druhů rododendronů , které zase za svou toxicitu vděčí sloučenině Grayanotoxin , rozšířené v rostlinné rodině Ericaceae , do kterého rod Rhododendron patří.

Morfium

Med obsahující morfin byl hlášen v oblastech, kde je pěstování máku opiového rozšířené.

Ethanol

Med vyrobený z nektaru jakékoli rostliny může kvasit za vzniku ethanolu, například v medovině . Zvířata, jako jsou ptáci, kteří konzumovali med kvašený na slunci, mohou být neschopní letu nebo jiného normálního pohybu. Někdy je med fermentován záměrně za účelem výroby medoviny , alkoholického nápoje vyrobeného z medu , vody a kvasnic . Slovo „opilý“ v klasické řečtině se někdy překládá jako „opilý medem“ a sdílená indoevropská antika takového pojetí je zakotvena ve jménech nejméně dvou ( euhemerizovaných ) bohyň personifikované intoxikace: irské Medby (viz také Maeve (irské jméno) ) a indický Madhavi z Mahábháraty ( - viz strana Yayati ), příbuzný anglickému slovu medovina a ruskému slovu medvěd медведь ( - medved - doslova „ medožrout “).

Viz také

Poznámky a reference

Další čtení

externí odkazy