Миграция нетрофических компонентов по пищевой цепи пчелы медоносной

ТУКТАРОВА ЮЛИЯ ВАРИСОВНА

МИГРАЦИЯ НЕТРОФИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПО ПИЩЕВОЙ ЦЕПИ ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ

APIS MILLIFERA MILLIFERA L

 

 

06.02.05 – ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и

ветеринарно - санитарная экспертиза

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

 

Уфа – 2013

Работа выполнена на кафедре разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирского ГАУ

 

 

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Фархутдинов Рашит Габдулхаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Дементьев Евгений Павлович

 

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВСГЭ РАСХН).

 

 

Защита диссертации состоится 2013 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.02 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, 50-летия Октября, 34.

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

 

Автореферат разослан _____________________, размещен на сайте университета????, направлен на сайт Министерства образования и науки РФ [e-mail]

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор ветеринарных наук, доцент Фоат Ахметович Каримов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время уделяется большое внимание изучению миграции биогенных и токсических веществ в окружающей среде и наличию их в различных продуктах питания, в том числе, и продуктах пчеловодства. В литературе описаны многочисленные исследования динамики продвижения, в первую очередь, тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Г.А. Ларионов, 1997; Р.А. Кадиров и др., 1999; И.Н. Мишин, 2001, Е.К. Еськов и др. 2001, 2008; В.И. Лебедев, Е.А. Мурашова, 2003; G.Celli, B.Maccagnani, 2003; Е.А. Мурашова 2004; А.Т. Ишкильдин 2004; С.А. Пашаян 2006; Т.М. Русакова и др. 2006; Н.З. Ишемгулова 2006; Г.С. Ярошевич, 2009; Л.М. Колбина, 2009; Осинцева Л.А. и др. 2009; Л.М. Колбина, 2009; A.C. Achundume, B.N. Nwafor, 2010, М.Д. Еськова 2012 и др добавить иностранн). Загрязнение окружающей среды антропогенными поллютантами является одной из острейших проблем экологии. Особенно опасны тяжёлые металлы (ТМ), проявляющие высокую токсичность в следовых количествах - ртуть, свинец, кадмий и др. Тяжёлые металлы поступают в почву с атмосферными осадками, с выбросами и стоками близлежащих промышленных предприятий, выхлопными газами автомобильного транспорта, пестицидами и удобрениями. Эти вещества, входящие в состав выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта, попадают в гнездо пчёл при сборе ими нектара, пыльцы, прополиса и оказывают токсическое воздействие на организм медоносной пчелы. Изучение пчел в качестве биоиндикатора загрязнителей окружающей среды, а также анализ трофической цепи «почва - медоносное растение – пчела - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность производимых продуктов пчеловодства.

Помимо этого, в данной цепи питания пчелы медоносной могут транспортироваться вещества, играющие, например, сигнальную роль. К их числу относят фитогормоны. В литературе основным источником поступления фитогормонов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (С. А. Поправко, 1982; Э. Херольд, Г. Лейбольд, 2006). В литературе есть данные о положительном влиянии экзогенных синтетических фитогормонов на продление жизни пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (О.А. Тимашева, 2004; С.В. Антимиров 2004; Л.И. Бойценюк, 2006). Однако отсутствуют данные об эндогенном содержании фитогормонов, поступающих с медом. Кроме того, существуют разнообразные сорта меда, имеющие различное количество и соотношение фитогормонов. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать содержание эндогенных фитогормонов в меде.

Как известно, в данной трофической цепи происходит также миграция различной микробиоты (Осинцева, 2010). Большое внимание в литературе при этом уделяется изучению особенностей распространения микозов (Мукминов, 2006). Считается, что споры гриба в улей заносят пчелы с пыльцой и нектаром, также переносчиками могут быть пчелы-воровки, трутни, паразиты, проникающие в улей. Однако нам не удалось встретить работ, в которых была бы описана миграция спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд». Есть немногочисленные работы, в которых изучалась микофлора пыльцы (Чекрыга, 2006, Осинцева, Чекрыга, 2008). Известно, что важную роль в возникновении и распространении аскосфероза играют, в первую очередь, нарушения равновесия нормальной микрофлоры в пчелиной семье и другие факторы, снижающие естественную резистентность организма личинок (Смирнов и др., 1999). Вследствие широкого распространения болезнь наносит значительный экономический ущерб пчеловодству, снижая продуктивность и ослабляя пчелиные семьи, так как поражает их расплод.

Все сказанное определило цель данной работы, которая состояла в выявлении путей и механизмов миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты, а также в оценке их способности накапливаться в продуктах пчеловодства и пчелах. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности миграции ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) по цепи «почва – растение – пчелы - продукты пчеловодства» в зависимости от интенсивности движения автомобилей на автомагистралях и удаленности расположения от источника загрязнения.

2. Выявить особенности биоаккумуляции ТМ в различных звеньях трофической цепи и влияние их на генетическую дифференциацию пчел, находящихся в различных условиях автомобильного загрязнения.

3. Разработать метод определения фитогормонов в нектаре, меде, пыльцевой обножке, перге.

4. Установить механизм транспорта фитогормонов по цепи «растение – пчела – мед» и изучить гормональный статус различных сортов меда.

5. Изучить маршруты миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд».

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Индекс аккумуляции ТМ в теле пчел в трофической цепи зависит от интенсивности загрязнения местности и удаленности их от источника загрязнения.

2.Нектар является основным источником происхождения фитогормонов в меде

3.Установлено наличие спор гриба Ascosphaera apis во всех компонентах экосистемы пчелы медоносной.

Научная новизна. Установлена миграционная активность ТМ (по убывающей: цинк, медь, свинец, кадмий, железо). Показано, что в зависимости от интенсивности автомобильного загрязнения возрастает количество ТМ, достигающих продуктов пчеловодства. Обнаружена способность пчел аккумулировать кадмий, цинк и медь, за счет чего снижается их количество в меде. Эффекта кумуляции свинца в теле пчел не установлено. Разработан твердофазный иммуноферментный метод определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Впервые установлено, что основным источником поступления гормонов в мёд является нектар. При изучении путей миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.

Определение содержания ТМ.

Забор проб на ТМ (почва, растения, пчелы и мёд) производился на 3 кочевых пасеках, располагающихся на полях засеянных гречихой (Fagopyrum esculentum Moenh), примерно через 20 дней после прибытия их на медосбор. Автомагистраль М5 «Урал» Москва – Уфа – Челябинск (проба № 1 Благоварский район РБ) - дорога 1-й категории (интенсивность движения - 12700 ± 2500 автомобилей в сутки). Пасека располагалась примерно в 400 м от автомагистрали. Проба № 2 - пасека в 300 м от автотрассы 3-й категории Стерлитамак – Киргиз-Мияки в Стерлибашевском районе Республики Башкортостан (2200 ± 440 автомобилей в сутки). Контроль (проба 3) пасека в 8 км от автомагистрали Стерлибашево – Федоровка (4 категории, с интенсивностью движения 450 ± 60 автомобилей в сутки).

Отбор проб почвы для анализов проводился в соответствии с требованиями к отбору почв при общих и локальных загрязнениях, изложенными в МУ 2.1.7.730–99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» и в ГОСТ 17.4.3.01–83 (СТ СЭВ 3847–82) «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб».

У растений гречихи для исследования содержания ТМ брали надземную и корневую часть. Корни промывали проточной водой. Растения сушились в затененном месте до постоянного веса.

От 5-10 пчелосемей отбирали примерно по 100 пчел от каждой, которых помещали в садки и потом замораживали при температуре – 18 °С.

Пробы мёда брали непосредственно из магазинных рамок. Мёд отбирали стеклянной палочкой или чайной ложкой из разных мест сота. В каждой пробе было не менее 100 г меда, который помещали в чистую стеклянную посуду.

Содержание ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) в пробах определяли при помощи атомно-адсорбционной спектрометрии на анализаторе ААС-30. Метод основан на минерализации образца в муфельной печи, переведении в солянокислый раствор с последующей атомизацией растворов золы в пламени ацетилен-воздух и определении элемента по величине адсорбции света, испускаемого селективными лампами с полым катодом. Чувствительность определения тяжелых металлов в растворах составляет 0,1%.

Расчет индекса аккумуляции (J_а или ИА), который определяется соотношением количества ТМ в следующих друг за другом звеньях изучаемой цепи (например, растение → почва), проводился по формуле J_а = с_р : с_п, где с_р – концентрация ТМ в растении, с_п – концентрация ТМ в почве (Башмаков, Лукаткин, 2002).

Определение коэффициента перехода вещества (КПВ) ТМ указывает на то, какова доля вещества, имеющегося в почве, достигает конечного продукта (мёда) изучаемой нами трофической цепи. Расчёт проводится путём определения процентной доли вещества почвы достигшей мёда: КПВ = (ТМ_мёда: ТМ_почвы) × 100 %.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние автомобильного загрязнения на содержание тяжелых металлов в продуктах пчеловодства и биоаккумуляция их в трофической цепи «почва – растение – пчела – мёд»

Медоносная пчела является уникальным индикатором загрязнения окружающей среды (Смирнов А.М., 1993; Колбина Л.М., 2009; Осинцева Л.А. и др. 2009). Это связано с тем, что в течение одного дня одна пчела облетает территорию площадью 1256 га вокруг пасеки. К тому же, отбор проб пчел и продуктов пчеловодства не представляет трудностей и не наносит ущерба популяции. Изучение пчел в качестве биоиндикатора загрязнителей окружающей среды; анализ трофической цепи «почва—медоносное растение - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность продуктов пчеловодства, и экологическое состояние местности.

Часто многие пасеки располагаются вблизи автомагистралей, таким расположением владельцы пасек обеспечивают себе хорошие подъездные пути. Придорожные экологические системы – биотопы, активно загрязняются тяжелыми металлами, попадая туда через выхлопные газы, образующиеся при работе двигателей внутреннего сгорания.

Нами были проведены исследования по движению ТМ в трофической цепи питания пчелы медоносной (почва – растение – пчела - продукты пчеловодства). При оценке проб на содержание ртути во всех пробах не было обнаружено достоверных значений в исследуемых материалах, поэтому эти данные не обсуждаются в данной работе.

Наибольшее содержание ТМ в исследуемой трофической цепи было установлено в почве придорожных биотопов (рис 1). Как и предполагалось, почвы у автомагистрали М5 (проба 1) наиболее загрязнены ТМ Превышение содержания свинца по сравнению с контрольным вариантом (проба 3) было на 49 %, кадмия – на 350 %, железа – на 19 %, цинка – на 105 %, меди – на 24 %. Таким образом, почвенное загрязнение было наиболее выраженным по свинцу, кадмию и цинку. Сравнение почв по содержанию ТМ пробы 2 и контроля показало, что свинца больше на 53 %, кадмия – на 200 %, железа – на 11 %, цинка – на 94 %, меди – на 18 %.

Определение содержания ТМ в растениях гречихи показало, что существует избирательность поглощения ТМ. Известно, что существует избирательность в поглощении ионов корнями (почва→корень) и в выделении нектара (цветок→пчела) (Люттге У., Хигимботам Н., 1984). Наглядно демонстрирует количество вещества, поступившего в растение, индекс аккумуляции. По нашему предположению, в том случае, когда J_а был меньше единицы, это свидетельствует о существовании защитных барьеров, в частности, на пути проникновения ТМ в растение из почвы. Наименьший J_а наблюдался в наиболее загрязненном ландшафте (ИА_ср таблица 1). Из литературы известно, что в летние месяцы наблюдаются максимальные концентрации свинца в надземной части растений, весной – цинка, а осенью – меди и железа (Башмаков, Лукаткин, 2002). Учитывая также, что товарный мед получают в летние месяцы, проведение анализа содержания свинца в мёде чрезвычайно актуально.

Определение содержания ТМ в теле пчелы показало на интересную функцию пчел в миграции данных элементов в трофической цепи. Нами наблюдалось накопление ТМ в теле пчел, порой превышающее даже содержание веществ в почве, например, содержание кадмия, цинка и меди. Значение ИА было больше единицы, что также свидетельствует о накоплении вещества в данном участке цепи (табл. 1). Так, в пробе 1 (рис. 1) содержание кадмия и цинка в теле пчелы более чем в 1,9 и 3,7 раза соответственно превышало их концентрацию в грунте. В пробах 2 и 3 наблюдалась близкая картина. Количество железа и меди в теле пчел хотя и было меньшим, чем в почве, однако и оно превышало их концентрацию в растениях. Содержание свинца в теле пчел, в отличие от других ТМ, снижалось, т.е. эффекта кумуляции не наблюдалось. Определение ИА_ср показало, что аккумуляция ТМ в теле пчел возрастает у содержащихся рядом с наиболее загруженной автомагистралью (проба 1). Общим для всех вариантов опытов является то, что организм пчелы является биоаккумулятором ТМ.

Оценка содержания ТМ в гречишном мёде показала, что мёд в пробе 1 не соответствовал требованиям СанПин – 2.3.2.1078-01 (п.1.5.6), а содержания кадмия было на уровне допустимых концентраций (рис. 1). Остальные пробы соответствовали требованиям нормативного документа на мед.

Интересным на наш взгляд было определение коэффициента перехода вещества (КПВ) ТМ из почвы в мёд. Этот показатель свидетельствует о том, какая доля вещества, имеющегося в почве, достигает конечного продукта изучаемой нами трофической цепи. Коэффициент перехода ТМ от пчелы к мёду как видно из таблицы 1 во всех вариантах был ниже единицы, что говорит о существовании защитных барьеров на пути движения ТМ от пчелы к меду. Проследим динамику движения ТМ в трофической цепи (табл. 1), так, КПВ свинца и кадмия был достаточно высок в пробе 1, соответственно 9,1 % и 5,5 %. Однако в пробах 2 и 3 КПВ этих токсичных элементов снижался у свинца до 3,7 % и 2 %, а кадмий не был обнаружен в мёде и соответственно его КПВ был равен нулю. Доля биогенных микроэлементов (Fe, Zn, Cu), преодолевших барьеры на пути их транзита в мёд, была различной (табл. 1).

Количество железа, которого очень много в почве, достигающего мёд была во всех пробах невелико и не превышало 1 %. В пробах мёда 1 и 2 нами было установлен достаточно высокий уровень содержания меди, что видно из значения КПВ 13,25 % и 10,1 % соответственно, а в пробе 3 лишь 3,2 %. Доля транзитного цинка в мёде особенно велика, так в пробе 1 – 18,9 %, во 2 – 10,3 % и в 3 – 16,6 %. Неоднозначность количества вещества, достигающего меда, в некоторых случаях, вероятно, связана с сопряженностью их транспорта, разной степенью аккумуляции в тканях растений и пчёл, однако нам каких-либо коррелятивных связей установить не удалось.

 

Рис. 1. Изменения уровня содержания свинца, кадмия, железа, цинка, меди в зависимости от нахождения кочевых пасек от автодорог с разной интенсивностью движения. Проба 1 взята у трассы 1 категории загруженности, проба 2 у трассы 3 категории и проба 3 контроль. Каждая проба в своем составе имеет значения (слева → направо) уровня содержания ТМ в почве, растении, теле пчелы и мёде.

Таблица 1 Индекс аккумуляции (ИА) и коэффициент перехода веществ (КПВ) в пробах 1, 2, 3.

 

№	Металлы	Индекс аккумуляции	КПВ,%
Почва → растение	Растение → пчела	Пчела → мёд
Проба 1	Свинец	0,57	0,6	0,30	9,1
Кадмий	0,45	4,25	0,03	5,5
Железо	0,4	1,28	0,02	0,9
Цинк	0,46	8,06	0,05	18,9
Медь	0,41	2,41	0,02	13,3
ИАср	0,46	3,32	0,09	КПВ ср 9,6
Проба 2	Свинец	0,58	0,43	0,15	3,7
Кадмий	0,67	1,5		-
Железо	0,56	0,87	0,006	0,3
Цинк	0,51	8,47	0,03	10,3
Медь	0,63	2,0	0,8	10,1
ИАср	0,6	2,65	0,2	КПВ ср 4,9
Проба 3	Свинец	0,54	0,55	0,07
Кадмий	0,75	2,33		-
Железо	0,55	0,9	0,02	0,47
Цинк	0,5		0,5	16,6
Медь	0,48	2,25	0,03	3,2
ИАср	0,56	2,6	0,12	КПВ ср 4,5

 

Таблица 2. Содержание ауксинов в продуктах пчеловодства

	Продукты пчеловодства	Содержание ИУК, нг/г
1.	Мед сахарный	5,6±1
2.	Мед подсолнечниковый	40,4±3
3.	Мед цветочный (иван-чай, василек, липа и др.)	50,5±5
4.	Мед липовый	62,3±7
5.	Мед гречишный	78,8± 6
6.	Мёд липово-донниковый	95,6±10
7.	Пыльцевая обножка одуванчика лекарственного	84±12
8.	Пыльцевая обножка бодяка полевого	86,7±7
9.	Пыльцевая обножка лопуха паутинистого	136±11
10.	Пыльцевая обножка цикория обыкновенного	163±12
11.	Пыльцевая обножка погремка большого	307±15
12.	Перга	434,2±22

 

Таким образом, в обсуждении темы миграции фитогормонов в мед остался не рассмотренным путь из пыльцы в мед. Как показали наши данные (таб. 2), в пыльце различных видов растений ауксинов достаточно много, однако уровень содержания ауксинов лишь в 1,5 – 8 раз выше, чем в мёде. Наши попытки сконцентрировать пыльцу различными методами не привели к сбору какого-либо «весомого» вещества. Это оказалось неслучайным, так как, например, в 1 г пыльцы подсолнечника содержится около 15 тыс. пыльцевых зерен, а содержание их в 1 г меда колеблется от 0,4 до 7 тыс. (в среднем 5000) пыльцевых зерен у разных видов растений (Фархутдинов и др., 2013). Масса пыльцевой обножки доходит до 10 мг, которая содержит до 100 тыс. пыльцевых зерен или 5 мг в 1 грамме мёда. Следовательно, даже если брать пыльцу погремка с максимальным содержанием ауксинов – 307 нг/г (таб. 2), то доля ауксинов «пыльцевого происхождения составляет» – 1,54 пг/г. Исходя из данных «арифметики» и полученных нами данных с «сахарным медом» мы сделали вывод о доминирующем транспорте фитогормонов вместе с нектаром.

Как показали наши исследования, натуральный мед различного происхождения имеет определенный гормональный статус, который, безусловно, несет определенную информацию для пчел. На данном этапе исследований мы можем констатировать, что в случае наличия фитогормонов данный продукт имеет натуральное происхождение. Как видно из таблицы 3, искусственный мед (проба 15), приготовленный из сахарного сиропа с добавлением винной кислоты и медового ароматизатора, внешне, по вкусу и аромату хотя и напоминал мёд, однако имел не определяемые количества фитогормонов. Таким образом, определение фитогормонов, в первую очередь, ауксинов, является методом определения фальсификации мёда.

Кроме того, содержание гормонов связано с той палитрой цветущих медоносов, с которых собран нектар, т.е. имеет сугубо местный территориальный гормональный баланс. Вероятно, это сигнальная информация о состоянии растений определенного фитоценоза, о его потенциях и, соответственно, это информация о выборе стратегии развития пчелиных семей.

«Сахарный» мёд по содержанию ауксинов и цитокининов был аутсайдером, однако имел в своем составе достаточно много АБК. Последнее, как мы обсуждали ранее, вероятно связано с его «пчелиным» происхождением.

Падевый «Сосновый» мёд заинтересовал своим происхождением, был привезен пчеловодами из района с доминирующим хвойными лесами, где они обратили внимание на активный лет пчел в сторону сосняков. Гормональный состав - на уровне остальных. Весенний «Глазной мед», имеющий кленово-ивовое происхождение довольно часто рекомендуют как целебный. По гормональному статусу был на уровне других. Гречишный мед среди отечественных изученных сортов содержал максимальное количество ауксинов.

 

Таблица 3. Анализ содержания гормонов в различных видах мёда

	Мёд	По ботаническому происхождению	ИУК, нг/г	АБК, нг/г	цитокинины, нг/г
1.	«Сахарный»	-	9±0,9	58±4	7,7±0,8
2.	«Сосновый мёд»	падевый	76±6	340±22	81,5±8
3.	«Глазной мёд»	клен, ива	129±14	508±48	79,9±7
4.	Гречишный	гречиха	184±13	323±31	57,8±6
5.	Бортевой	липа, дягиль, клён, ива	61±5	554±47	63,6±5
6.	Бортевой фальсифицированный	липа, лопух, полынь, сныть	51±5	330±25	67,2±6
7.	Оrganic pure set honey (Бразилия)	каллиандра	274±19	332±26	56,9±6
8.	Miele di Arancio benedettini di Norcia (Италия)	яснотка	438±41	571±44	48,1±4
9.	Пчелен мед (Болгария)	акация	420±41	598±56	63,9±6
10.	Greek hill honey (Греция)	платан, памело, лимон	1070±92	572±55	74,8±7
11.	Пчелен мед (Болгария)	падевый	652±58	109±8	65,5±6
12.	Miel des Alpes (Франция)	платан, эспарцет	442±39	249±16	67,1±6
13.	Eucalyptus honey (Южная Африка)	эвкалиптовый	422±41	731±61	77,6±7
14.	Citrus blossom (Южная Африка)	лимон, памело	552±52	614±58	78±8
15.	Искусственный	-	следы	следы	следы

 

Бортевой мед по происхождению представлял собой мёд сложной композиции, состоящей из нектара липы, дягиля, клёна, ивы (Бурзянский район РБ). Максимальное содержание гормона АБК среди исследованных медов нашей страны. Фальсифицированный «бортевой» имел другое ботаническое происхождения (липа, лопух, полынь, сныть) и отличался по гормональному балансу. При микроскопическом анализе состава меда хорошо видны фрагменты вощины (сделан путем измельчения сотовых рамок), приобретенной на той же территории.

Среди видов меда иностранного происхождения исследовались только имевшие кристаллизацию. Нам с трудом удалось установить их ботаническое происхождение в силу отсутствия изобразительного справочного материала для палинологического исследования. Обращает на себя внимание достаточно высокие показатели уровня содержания гормонов в южных медах, особенно в пробе 10 – ИУК (Греция) и в пробе 13 – АБК в эвкалиптовом мёде из ЮАР.

 

Особенности миграции спор Аscosphaera apis на территории продуктивного лета пчёл

На первом этапе (начало мая) нами были установлены пчелосемьи, у которых наблюдались на прилётной доске характерные обызвествлённые бело-серые тела личинок (мумии). На пасеке из 250 пчелиных семей признаки болезни оказались у 17 ульев (6,8 %). Это были, в основном, слабые семьи с силой в 2-3 улочки – 14 семей (≈ 80%), при осмотре которых были обнаружены мумии личинок, покрытые мицелием гриба. Посевы и микроскопия подтвердили наличие спор Аscosphaera apis. Среднее количество мумий на квадрат 10 х 10 см составило в исследованных семьях 18±2 шт. Процент контаминированных спорами гриба взрослых пчел у больных семей оказался достаточно высоким – 78±3 %.

На следующем этапе мы ловили фуражирующих пчел из здоровых семей на прилетной доске, возвращающихся с желто-оранжевая пыльцевой обножкой, собранной с одуванчика, обильно произрастающего на территории продуктивного лёта пчёл. Время цветения одуванчика совпадает с активацией аскосфероза и появлением его клинических признаков. Пчелы активно посещают данное растение в связи его хорошей нектаро- и пыльцепродуктивностью. Наличие спор аскосфероза нами было установлено у примерно 37 % исследованных пчёл, что свидетельствует о достаточно высоком проценте контаминированных спорами особей.

При исследовании цветков одуванчика нами было установлено, что число обсеменённых цветков составило около 10 % из исследованных нами. Однако учитывая, что для полного наполнения зобика пчела должна посетить 250 – 1440 цветков, а для сбора 2-х обножек 7 – 120 цветков (Билаш и др., 1991), можно предположить, что частота контакта с обсеменёнными цветками достаточна велика. В пчелиной семье вылетает за нектаром и пыльцой порядка 15 - 20 тысяч пчел, которые могут посетить в течение одного дня до 60 - 80 млн. цветков (Черевко и др., 2008). Нами была определена средняя посещаемость цветков одуванчика, с 10 до 12 часов в течение 10 дней с начала активного цветения (16 – 26 мая), которая составила 19±3 посещения цветков в минуту.

Микологический анализ пыльцевой обножки, собранной с цветов одуванчика, показал на наличие у примерно 10 % отобранных проб наличие спор A. apis, способных к прорастанию на питательной среде.

На последнем этапе анализировались образцы незапечатанного мёда. Первый вариант брался из семей, у которой были явные клинические признаки аскосфероза, а второй был отобран у пчелосемей, у которых отсутствовали симптомы аскосфероза. В обоих случаях в исследованных нами образцах споры гриба A. apis не обнаружены.Это может быть связано либо с невысокой концентрацией спор в мёде, либо с фунгистатическими свойствами мёда.

Таким образом, при изучении путей миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.

 

ТУКТАРОВА ЮЛИЯ ВАРИСОВНА

МИГРАЦИЯ НЕТРОФИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПО ПИЩЕВОЙ ЦЕПИ ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ

APIS MILLIFERA MILLIFERA L

 

 

06.02.05 – ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и

ветеринарно - санитарная экспертиза

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

 

Уфа – 2013

Работа выполнена на кафедре разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирского ГАУ

 

 

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Фархутдинов Рашит Габдулхаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Дементьев Евгений Павлович

 

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВСГЭ РАСХН).

 

 

Защита диссертации состоится 2013 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.02 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, 50-летия Октября, 34.

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

 

Автореферат разослан _____________________, размещен на сайте университета????, направлен на сайт Министерства образования и науки РФ [e-mail]

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор ветеринарных наук, доцент Фоат Ахметович Каримов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время уделяется большое внимание изучению миграции биогенных и токсических веществ в окружающей среде и наличию их в различных продуктах питания, в том числе, и продуктах пчеловодства. В литературе описаны многочисленные исследования динамики продвижения, в первую очередь, тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Г.А. Ларионов, 1997; Р.А. Кадиров и др., 1999; И.Н. Мишин, 2001, Е.К. Еськов и др. 2001, 2008; В.И. Лебедев, Е.А. Мурашова, 2003; G.Celli, B.Maccagnani, 2003; Е.А. Мурашова 2004; А.Т. Ишкильдин 2004; С.А. Пашаян 2006; Т.М. Русакова и др. 2006; Н.З. Ишемгулова 2006; Г.С. Ярошевич, 2009; Л.М. Колбина, 2009; Осинцева Л.А. и др. 2009; Л.М. Колбина, 2009; A.C. Achundume, B.N. Nwafor, 2010, М.Д. Еськова 2012 и др добавить иностранн). Загрязнение окружающей среды антропогенными поллютантами является одной из острейших проблем экологии. Особенно опасны тяжёлые металлы (ТМ), проявляющие высокую токсичность в следовых количествах - ртуть, свинец, кадмий и др. Тяжёлые металлы поступают в почву с атмосферными осадками, с выбросами и стоками близлежащих промышленных предприятий, выхлопными газами автомобильного транспорта, пестицидами и удобрениями. Эти вещества, входящие в состав выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта, попадают в гнездо пчёл при сборе ими нектара, пыльцы, прополиса и оказывают токсическое воздействие на организм медоносной пчелы. Изучение пчел в качестве биоиндикатора загрязнителей окружающей среды, а также анализ трофической цепи «почва - медоносное растение – пчела - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность производимых продуктов пчеловодства.

Помимо этого, в данной цепи питания пчелы медоносной могут транспортироваться вещества, играющие, например, сигнальную роль. К их числу относят фитогормоны. В литературе основным источником поступления фитогормонов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (С. А. Поправко, 1982; Э. Херольд, Г. Лейбольд, 2006). В литературе есть данные о положительном влиянии экзогенных синтетических фитогормонов на продление жизни пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (О.А. Тимашева, 2004; С.В. Антимиров 2004; Л.И. Бойценюк, 2006). Однако отсутствуют данные об эндогенном содержании фитогормонов, поступающих с медом. Кроме того, существуют разнообразные сорта меда, имеющие различное количество и соотношение фитогормонов. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать содержание эндогенных фитогормонов в меде.

Как известно, в данной трофической цепи происходит также миграция различной микробиоты (Осинцева, 2010). Большое внимание в литературе при этом уделяется изучению особенностей распространения микозов (Мукминов, 2006). Считается, что споры гриба в улей заносят пчелы с пыльцой и нектаром, также переносчиками могут быть пчелы-воровки, трутни, паразиты, проникающие в улей. Однако нам не удалось встретить работ, в которых была бы описана миграция спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд». Есть немногочисленные работы, в которых изучалась микофлора пыльцы (Чекрыга, 2006, Осинцева, Чекрыга, 2008). Известно, что важную роль в возникновении и распространении аскосфероза играют, в первую очередь, нарушения равновесия нормальной микрофлоры в пчелиной семье и другие факторы, снижающие естественную резистентность организма личинок (Смирнов и др., 1999). Вследствие широкого распространения болезнь наносит значительный экономический ущерб пчеловодству, снижая продуктивность и ослабляя пчелиные семьи, так как поражает их расплод.

Все сказанное определило цель данной работы, которая состояла в выявлении путей и механизмов миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты, а также в оценке их способности накапливаться в продуктах пчеловодства и пчелах. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности миграции ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) по цепи «почва – растение – пчелы - продукты пчеловодства» в зависимости от интенсивности движения автомобилей на автомагистралях и удаленности расположения от источника загрязнения.

2. Выявить особенности биоаккумуляции ТМ в различных звеньях трофической цепи и влияние их на генетическую дифференциацию пчел, находящихся в различных условиях автомобильного загрязнения.

3. Разработать метод определения фитогормонов в нектаре, меде, пыльцевой обножке, перге.

4. Установить механизм транспорта фитогормонов по цепи «растение – пчела – мед» и изучить гормональный статус различных сортов меда.

5. Изучить маршруты миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд».

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Индекс аккумуляции ТМ в теле пчел в трофической цепи зависит от интенсивности загрязнения местности и удаленности их от источника загрязнения.

2.Нектар является основным источником происхождения фитогормонов в меде

3.Установлено наличие спор гриба Ascosphaera apis во всех компонентах экосистемы пчелы медоносной.