Bumble lebah di koloni laboratorium. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Cari informasi tentang 'pengobatan sendiri', dan Anda mungkin akan menemukan deskripsi tentang berbagai cara penggunaan obat-obatan untuk memecahkan masalah. Sebenarnya, konsumsi molekul biologis aktif - yang banyak berasal dari tumbuhan - untuk mengubah tubuh dan pikiran kita tampaknya merupakan sifat manusiawi.

Tapi tanaman menonjol secara mencolok dalam makanan dari banyak hewan juga. Tumbuh badan penelitian menyarankan beberapa hewan dapat memperoleh manfaat obat dari kimia tanaman, dan mungkin bahkan mencari bahan kimia ini saat sakit. Simpanse makan daun tertentu yang memiliki sifat membunuh parasit. gajah hamil telah diamati makan bahan tanaman dari pohon yang digunakan manusia untuk menginduksi persalinan. Anda mungkin pernah melihat anjing peliharaan atau kucing Anda makan rumput - yang tidak memberi mereka nutrisi - dalam apa yang diyakini sebagai upaya untuk mengobati mual dengan memicu muntah.

Dalam penelitian saya, saya telah melihat bagaimana lebah lebah dipengaruhi oleh jenis senyawa aktif biologis ini. Dengan rekan kerja, saya telah menemukan bahwa bahan kimia tumbuhan tertentu yang ada secara alami dalam nektar dan serbuk sari dapat bermanfaat bagi lebah yang terinfeksi patogen. Lebah bahkan bisa mengubah perilaku mencari makan mereka saat terinfeksi sehingga memaksimalkan koleksi bahan kimia ini. Mungkinkah bahan kimia tumbuhan alami pada bunga menjadi bagian dari solusi terhadap penurunan lebah liar dan dikelola yang mengkhawatirkan?

Mengapa Tanaman Membuat Chemicals ini?

Di atas senyawa tanaman membuat untuk melaksanakan tugas-tugas 'utama' fotosintesis, pertumbuhan dan reproduksi, tanaman juga mensintesis disebut senyawa metabolit sekunder. Molekul-molekul ini memiliki banyak tujuan, tetapi kepala di antara mereka adalah pertahanan. Bahan kimia ini membuat daun dan jaringan lainnya tidak enak atau beracun ke herbivora yang kalau tidak akan memaksa mengunyah.

Banyak studi tentang koevolusi Pusat interaksi tanaman-herbivora dimediasi oleh kimia tanaman. Sebuah 'perlombaan senjata' antara tanaman dan herbivora telah dimainkan dalam skala waktu yang lama, dengan para herbivora beradaptasi untuk mentolerir dan bahkan mengkhususkan diri pada tanaman beracun, sementara tanaman tampaknya telah mengembangkan racun baru untuk tetap berada di depan konsumen mereka.

Untuk larva raja, rawa susu adalah lemari dapur dan lemari obat. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Herbivora mungkin mengalami manfaat, biaya atau kombinasi keduanya saat mereka mengkonsumsi metabolit sekunder tanaman. Sebagai contoh, kupu-kupu kupu-kupu raja adalah herbivora khusus milkweeds, yang mengandung steroid beracun yang disebut cardenolides. Sementara raja secara selektif berkonsentrasi Kardenolides di tubuh mereka sendiri sebagai pertahanan melawan predator seperti burung, mereka mungkin juga menderita tingkat pertumbuhan yang melambat dan peningkatan risiko kematian sebagai konsekuensi terpapar senyawa beracun ini.

Menariknya, metabolit sekunder tidak hanya ditemukan pada daun. Mereka juga hadir dalam jaringan yang fungsinya jelas untuk menarik daripada mengusir - termasuk buah dan bunga. Sebagai contoh, telah lama diketahui bahwa nektar bunga umumnya mengandung metabolit sekunder, termasuk asam amino non-protein, alkaloid, fenolat, glikosida dan terpenoid. Namun sedikit yang diketahui tentang bagaimana atau apakah bahan kimia ini mempengaruhi penyerbuk seperti lebah.

Mungkinkah metabolit sekunder mempengaruhi interaksi tanaman dengan penyerbuk, sama seperti mempengaruhi interaksi dengan konsumen herbivora jaringan daun? Mirip dengan herbivora lainnya, bisa lebah juga diuntungkan dengan mengkonsumsi senyawa tanaman ini? Bisakah konsumsi metabolit sekunder membantu lebah mengatasi parasit dan patogen yang terlibat dalam penurunan lebah liar dan yang dikelola?

Senyawa Tanaman Turunkan Parasit Dalam Lebah

Dengan rekan kerja di laboratorium Rebecca Irwin di Dartmouth College dan Lynn Adler di University of Massachusetts, Amherst, saya menyelidiki pertanyaan-pertanyaan ini dalam baru studi. Kami menemukan bahwa beragam senyawa senyawa metabolit sekunder tanaman yang ditemukan di nektar bunga dapat mengurangi beban parasit pada lebah.

Dalam pengaturan laboratorium, kita terinfeksi umum lebah timur (Bombus tidak sabar) dengan parasit usus protozoa, Crithidia bombi, yang diketahui bisa mengurangi panjang umur lebah dan kesuksesan reproduksi. Kemudian kita memberi makan lebah setiap hari baik diet sukrosa hanya sukrosa atau satu mengandung satu dari delapan senyawa metabolit sekunder yang secara alami terjadi pada nektar tanaman yang dikunjungi oleh lebah di alam liar.

Setelah satu minggu, kami menghitung sel parasit dalam nyala lebah. Secara keseluruhan, diet yang mengandung metabolit sekunder sangat mengurangi beban penyakit lebah. Setengah dari senyawa tersebut memiliki efek signifikan secara statistik. Senyawa dengan efek terkuat adalah anabas alkaloid tembakau, yang mengurangi beban parasit lebih dari 80%; Senyawa lain yang melindungi lebah dari parasit termasuk alkaloid tembakau lainnya, nikotin, timin terpenoid, ditemukan di nektar pohon basswood, dan catalpol, glikosida iridoid yang ditemukan di nektar kura-kura, tanaman sawah di timur Amerika Utara.

Kami memperkirakan bahwa lebah mungkin juga mengeluarkan biaya saat mereka mengkonsumsi senyawa ini. Tapi kami menemukan bahwa tidak ada bahan kimia yang berpengaruh pada umur panjang lebah. Anabasine, senyawa dengan manfaat anti-parasit terkuat, mengenakan biaya reproduksi, meningkatkan jumlah hari yang diperlukan agar lebah matang dan bertelur. Meskipun ada penundaan ini, bagaimanapun, tidak ada perbedaan dalam keluaran reproduksi utama dalam percobaan kami.

Penelitian ini dengan jelas menunjukkan bahwa lebah liar dapat diuntungkan saat mereka mengkonsumsi metabolit sekunder yang secara alami hadir dalam nektar bunga. Dan paparan seumur hidup lebah terhadap senyawa ini kemungkinan besar lebih besar lagi, karena mereka juga mengkonsumsinya dalam serbuk sari dan sebagai larva.

Dalam penelitian lain, kami telah menemukan bukti bahwa beberapa senyawa dengan fungsi anti-parasit dicari oleh lebah saat mereka memiliki parasit, namun tidak saat mereka sehat. Setidaknya dalam beberapa konteks - termasuk percobaan lapangan dengan lebah liar yang terinfeksi secara alami Crithidia bombi - Lebah lebah membuat pilihan mencari makan sebagai respons terhadap status parasit, mirip dengan hewan lain yang mengobati dirinya sendiri.

Resep untuk Memperjuangkan Populasi Lebah?

Lantas bagaimana dengan aplikasi praktis: bisakah penelitian ini dimanfaatkan untuk membantu menurunnya populasi lebah? Kami belum tahu. Namun, temuan kami menunjukkan beberapa pertanyaan menarik tentang pengelolaan lansekap, peleburan habitat penyerbuk dan praktik pertanian.

Di masa depan, kami berencana untuk menyelidiki apakah menanam tanaman tertentu di sekitar apiaries dan peternakan akan menghasilkan populasi lebah yang lebih sehat. Apakah tanaman asli merupakan sumber penting dari senyawa obat untuk lebah yang dengannya mereka memiliki sejarah evolusioner yang panjang? Dapatkah pertanian yang bergantung pada penyerbuk lebah liar untuk pengiriman 'layanan ekosistem' penyerbukan lebih baik dikelola untuk mendukung kesehatan lebah?

Pengiriman metabolit sekunder nektar dan serbuk sari ke lebah berpenyakit kemungkinan bukan satu-satunya alat yang diperlukan untuk mempromosikan keberlanjutan jangka panjang hewan-hewan ekologis dan ekonomi penting ini. Tapi nampaknya ini setidaknya bisa menjadi solusi. Pertanian bisa hadir dalam lingkaran penuh, mengakui bahwa untuk mendapatkan manfaat dari layanan ekosistem yang diberikan oleh hewan liar, kita harus mempertimbangkan persyaratan habitatnya.

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan.
Baca Artikel asli.

tentang Penulis

Leif Richardson adalah Lembaga Penelitian dan Penelitian Postdoctoral USDA di Indonesia Universitas Vermont. Dia bekerja pada interaksi multispesies yang berpusat pada tanaman dan penyerbuknya, terutama lebah. Dia mempelajari bagaimana penyerbuk lebah liar dari blueberry komersial dipengaruhi oleh kimia tanaman dan bagaimana interaksi tanaman dengan jamur mikoriza mempengaruhi kesehatan lebah. Minat penelitian lainnya menggunakan data spesimen museum untuk mempelajari pola penurunan spesies lebah Amerika Utara dan Eropa. Kunjungi situsnya: www.leifrichardson.org/

Buku Co-Authored oleh Leif Richardson:

{amazonWS: searchindex = Buku; kata kunci = 0691152225; maxresult = 1}