Bumble abelhas na colônia de laboratório. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Procure informações sobre "automedicação" e você provavelmente encontrará descrições das inúmeras maneiras pelas quais nós humanos usamos drogas para resolver problemas. De fato, o consumo de moléculas biologicamente ativas - muitas das quais provêm de plantas - para mudar nossos corpos e mentes parece um traço essencialmente humano.

Mas as plantas também se destacam nas dietas de muitos animais. Uma crescente corpo de pesquisa sugere que alguns animais podem obter benefícios medicinais da química das plantas, e talvez até mesmo procurar esses produtos químicos quando doentes. Chimpanzés comem certas folhas que têm propriedades de matar parasitas. elefantes grávidas foram observadas comer material vegetal de árvores que os humanos usam para induzir o parto. Você pode até ter visto o seu cão de estimação ou gato comer grama - o que não lhes dá nenhuma nutrição - no que se acredita ser um esforço para auto-tratar náuseas por meio do vômito.

Em minha pesquisa, observei como as abelhas são afetadas por esses tipos de compostos biologicamente ativos. Com colegas, descobri que certas substâncias químicas presentes naturalmente no néctar e no pólen podem beneficiar abelhas infectadas com patógenos. As abelhas podem até mudar seu comportamento de forrageamento quando infectadas, de modo a maximizar a coleta desses produtos químicos. Os produtos químicos vegetais presentes nas flores poderiam ser parte de uma solução para os declínios preocupantes das abelhas silvestres e manejadas?

Por que as plantas faz estes produtos químicos?

No topo dos compostos plantas fazem para levar a cabo as tarefas de "primárias" de fotossíntese, crescimento e reprodução, as plantas também sintetizar os chamados compostos de metabólitos secundários. Estas moléculas têm muitos propósitos, mas o principal deles é a defesa. Estes produtos químicos processar folhas e outros tecidos desagradável ou tóxicas para os herbívoros que de outra forma Chomp afastado.

Muitos estudos de coevolução centra-se nas interações planta-herbívoro mediadas pela química das plantas. Uma 'corrida armamentista' entre plantas e herbívoros se desenrolou em escalas de tempo longas, com os herbívoros se adaptando para tolerar e até se especializar em plantas tóxicas, enquanto as plantas parecem ter desenvolvido novas toxinas para se manter à frente de seus consumidores.

Para larvas de monarca, milkweed de pântano é armário de cozinha e armário de remédios. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Herbívoros podem experimentar benefícios, custos ou uma combinação de ambos quando consomem metabólitos secundários de plantas. Por exemplo, as larvas da borboleta monarca são herbívoros especializados de milkweeds, que contêm esteróides tóxicos chamados cardenolidos. Enquanto monarcas Concentrar seletivamente cardenolidos em seus corpos como defesa contra predadores tais como pássaros, eles também podem sofrer uma taxa de crescimento mais lenta e maior risco de mortalidade como conseqüência da exposição a estes compostos tóxicos.

Curiosamente, os metabólitos secundários não são encontrados apenas nas folhas. Eles também estão presentes em tecidos cuja função aparente é atrair e não repelir - incluindo frutas e flores. Por exemplo, há muito se sabe que o néctar floral comumente contém metabólitos secundários, incluindo aminoácidos não proteicos, alcalóides, fenólicos, glicosídeos e terpenóides. No entanto, pouco se sabe sobre como esses produtos afetam os polinizadores, como as abelhas.

Os metabólitos secundários poderiam influenciar as interações das plantas com os polinizadores, da mesma forma que afetam as interações com consumidores herbívoros de tecido foliar? Semelhante a outros herbívoros, as abelhas também poderiam se beneficiar com o consumo desses compostos vegetais? O consumo de metabólitos secundários poderia ajudar as abelhas a lidar com os parasitas e os patógenos implicados no declínio de abelhas silvestres e manejadas?

Compostos vegetais diminuem parasitas em abelhas

Com colegas nos laboratórios de Rebecca Irwin no Dartmouth College e Lynn Adler na Universidade de Massachusetts, Amherst, I investigado estas questões em um novo estudo. Descobrimos que um conjunto estruturalmente diversificado de compostos de metabólitos secundários de plantas encontrados no néctar floral pode reduzir a carga de parasitas em abelhas.

Em um ambiente de laboratório, que infectou a abelha oriental comum (Bombus impatiens) com um parasita intestinal protozoário, Crithidia bombi, que é conhecido por reduzir a longevidade das abelhas e o sucesso reprodutivo. Então nós alimentamos as abelhas diariamente ou uma dieta de néctar de controle somente de sacarose ou uma contendo um dos oito compostos metabólitos secundários que ocorrem naturalmente no néctar de plantas visitadas por abelhas na natureza.

Após uma semana, contamos as células parasitas em tripas de abelha. No geral, uma dieta contendo metabólitos secundários reduziu fortemente a carga de doença das abelhas. Metade dos compostos teve um efeito estatisticamente significativo por conta própria. O composto com o efeito mais forte foi o anabasino alcalóide do tabaco, que reduziu a carga parasitária em mais de 80%; outros compostos que protegiam as abelhas dos parasitas incluíam outro alcalóide do tabaco, a nicotina, o timol terpenóide, encontrado no néctar das árvores de basswood, e o catalpol, um glicosídeo iridóide encontrado no néctar das tartarugas, uma planta húmida do leste da América do Norte.

Esperávamos que as abelhas também pudessem incorrer em custos quando consumissem esses compostos. Mas descobrimos que nenhum dos produtos químicos afetou a longevidade das abelhas. A anabasina, o composto com o mais forte benefício antiparasitário, impôs um custo reprodutivo, aumentando o número de dias necessários para que as abelhas amadureçam e põem ovos. Apesar desse atraso, no entanto, não houve diferenças no resultado reprodutivo final em nosso experimento.

Esta pesquisa demonstra claramente que as abelhas selvagens podem se beneficiar quando consomem os metabólitos secundários naturalmente presentes no néctar floral. E a exposição da vida das abelhas a estes compostos é provavelmente ainda maior, uma vez que eles também os consomem em pólen e como larva.

Em outra pesquisa, descobrimos evidências de que alguns dos compostos com função antiparasitária são procurados por abelhas quando têm parasitas, mas não quando são saudáveis. Pelo menos em alguns contextos - incluindo um experimento de campo com abelhas selvagens naturalmente infectadas com Crithidia bombi - As abelhas fazem escolhas de forrageamento em resposta ao status de parasita, similar a outros animais que se automedicam.

Uma prescrição para populações de abelhas em dificuldades?

Então, e as aplicações práticas: esta pesquisa poderia ser usada para ajudar as populações de abelhas em declínio? Nós não sabemos ainda. No entanto, nossos resultados sugerem algumas questões interessantes sobre manejo da paisagem, jardinagem de habitat de polinizadores e práticas agrícolas.

Em trabalhos futuros, planejamos investigar se o plantio de plantas em torno de apiários e fazendas resultaria em populações de abelhas mais saudáveis. As plantas nativas são importantes fontes de compostos medicinais para as abelhas com as quais compartilham longas histórias evolutivas? As fazendas que dependem de polinizadores de abelhas silvestres para a prestação do "serviço ecossistêmico" de polinização podem ser melhor gerenciadas para apoiar a saúde das abelhas?

A entrega de metabólitos secundários de néctar e pólen para abelhas doentes provavelmente não é a única ferramenta necessária para promover a sustentabilidade a longo prazo desses animais ecologicamente e economicamente importantes. Mas parece que isso poderia ser pelo menos parte da solução. A agricultura pode fazer um círculo completo, reconhecendo que, para se beneficiar de um serviço ecossistêmico prestado por animais silvestres, devemos considerar suas necessidades de habitat.

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação.
Leia a artigo original.

Sobre o autor

Leif Richardson é um Pesquisador de Pesquisa Pós-Doutorado do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do USDA em Universidade de Vermont. Ele trabalha com interações multiespecíficas centradas em plantas e seus polinizadores, especialmente as abelhas. Ele estuda como os polinizadores de abelhas silvestres de mirtilo comercial são afetados pela química das plantas e como as interações das plantas com os fungos micorrízicos afetam a saúde das abelhas. Outro interesse de pesquisa é usar dados de espécimes de museus para estudar padrões de declínio em espécies de abelhas da América do Norte e da Europa. Visite o site dele: www.leifrichardson.org/

Livro co-autoria de Leif Richardson:

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