Загибель бджіл за останні роки стала глобальною проблемою, їхня популяція почала стрімко зменшуватися через явища, що отримало назву «Колапс бджолиних сімей” (Colony Collapse Disorder). На думку багатьох вчених в основі виникнення цього синдрому є взаємодія відразу декількох факторів: це порушення годівлі в період підготовки до зимівлі, отруєння пестицидами, активізація патогенних мікроорганізмів, висока ступінь інвазії кліщем ваpроа деструктор, інтенсивне застосування антибіотиків, електромагнітне випромінювання тощо. Поки що не вдалось знайти жодної окремої причини зникнення бджолиних популяцій.
Бджолиній сім’ї, як і всім живим організмам, притаманні три основні властивості – це харчування, розмноження, а також захист від впливу патогенних факторів. Для отримання енергії, побудови і відновлення тканин організму, бджолам потрібні корми, що містять вуглеводи, жири, білки, макро- та мікроелементи, вітаміни, а також вода. Медоносні бджоли належать до комах з вузькоспеціалізованим харчуванням. У природних умовах вони харчуються нектаром, який у вулику перетворюють у мед, і пилком, запас якого, складений в осередку стільників, що зберігається у вигляді перги. Перетворення нектару в мед зводиться до розщеплення складних цукрів на прості і видалення надмірної кількості води. Мед являє собою джерело вуглеводного корму достатнього для тривалого підтримання життя бджіл, при цьому білково-вітамінне харчування необхідно дорослим робочим бджолам у першу половину їх життя, коли вони займаються вигодовуванням личинок, годують матку багатим білками та вітамінами кормом – маточним молочком, виділяють віск при будівництві стільників. Зчищений з тіла квітковий пилок бджоли склеюють за допомогою нектару та слини, скидають їх до комірок стільника, де ущільнюють і обробляють верхній шар корму медом, де згодом проходить молочнокисла ферментація. Перероблений у вулику пилок називається пергою [2]. Після переробки обніжжя у комірках стільників за дії ферментів утворюються молочна кислота, вітаміни, ферменти, із складної сполуки до простої, тощо. Мікробіота пилку та повноцінної перги істотно відрізняється, особливо за рахунок патогенних мікроорганізмів, що доведено результатами досліджень. (Протокол ДНКІ БШМ №7 та №12 від 18 березня 2021 р.).
У бджіл в процесі травлення велику роль відіграють мікроорганізми перги та кишечника. Для перги притаманні різні види мікроорганізмів, у тому числі бактерії Bacillus Subtilis, які синтезують травні ферменти, продукують антибіотичні речовини, які відповідають за антагоністичний ефект, щодо патогенних мікроорганізмів. Перга, крім своїх властивостей повноцінного харчування, має також, потужні антибактеріальні та імуномоделюючі властивості [10]. На підставі дослідження проб зразків бджолиної перги з різних пасік та регіонів країни нами доведено, що бактерія Bacillus Subtilis присутня у всіх пробах, хоча кількісний показник суттєво відрізняється в залежності від впливу багатьох факторів.
Кишкова мікрофлора дорослих бджіл переважно формується з початком її вильоту з вулика за рахунок мікрофлори медоносних рослин, з якими комахи щодня контактують, питної води, а у молодих бджіл – виключно за рахунок їжі, яку вони отримують від годувальниць і безпосереднього контакту з дорослими особинами, а також мікрофлори води. Мікробний фон кишкового тракту медоносної бджоли складають ентеробактерії, молочнокислі бактерії, стафілококи, ентерококи, псевдомонади, стрептококи, дріжджові гриби. Ці мікроорганізми визначаються місцем розташування пасіки, і в різні місяці року мають неоднаковий кількісний показник.
Для життєдіяльності бджіл симбіонтна мікрофлора кишечника має важливе значення не тільки для процесу травлення, але і проявляє антагоністичну активність проти патогенних мікроорганізмів, приймає участь у функціонуванні імунної системи організму бджоли загалом.
Не контрольоване використання хімічних засобів захисту рослин, призводить до різкого зниження щільності мікроорганізмів у ґрунтах. Отримані результати наукових досліджень свідчать, що через місяць після одноразової обробки гербіцидом, гліфосат, кількість мікроорганізмів у досліджуваних зразках ґрунту зменшується у 1600 разів у порівнянні з контролем. Через рік після багаторазового (11 разів упродовж 5 років) обробки гербіцидом вміст мікроорганізмів у ґрунті в значній мірі відновився, але був нижче, ніж в контролі, приблизно в 8,9 рази. В цьому випадку, ймовірно, позначилося накопичення гліфосату та продуктів його розкладання в ґрунті та рослинах [1]. Поряд з цим, зміна клімату та вплив інших патогенних чинників призводять до порушення екологічної рівноваги мікро біоти, що оточує рослину [3]. Це в свою чергу впливає на якість та вміст мікрофлори у нектарі та пилку, що зумовлює неповноцінність меду та перги. Неякісна перга та мед порушують баланс мікро біоценозу кишечника бджіл, що призводить до активного розвитку патогенних мікроорганізмів. Значну увагу привертають грам негативні бактерії родини Ентеробактерій (Enterobakteriaceae), а саме, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae та Serratia marcescens, які тісно пов’язані з мікро біотою бджіл. При цьому констатовано високу корелятивну залежність стану кишкового тракту бджіл від кількісної присутності ентеробактерій, лактобактерій і ентерококів. Підвищений вміст у кишечнику бджіл ентеробактерій призводить до розвитку дисфункції травного тракту комах, аж до виражених анатомічних дефектів. Водночас кількісне превалювання в кишечнику сапрофітних молочнокислих мікроорганізмів (лактобактерій і ентерококів) позитивно позначається на структурі та функціонуванні стінок кишечника й організму бджіл в цілому [9].
Американські дослідники Ненсі Моран (Nancy A. Moran) та колеги з Техаського університету США виявили, що найбільш розповсюджений гербіцид гліфосат знижує чисельність деяких кишкових бактерій, після чого бджоли стали більш схильні до впливу патогенних бактерій, і це могло стати причиною зменшення чисельності бджіл. Гербіцид широкого спектру дії гліфосат (N- (фосфонометіл) -гліцін), та інші, використовується по всьому світу для боротьби з бур’янами. Ця речовина діє на специфічні метаболічні процеси не тільки рослин, а також мікроорганізмів, тому гліфосат вважається одним з безпечних для тварин і людей, хоча влада Каліфорнії засумнівалася в цьому та внесла його в список потенційних канцерогенів. Однак, гліфосат впливаючи на мікробіом кишечника, може викликати дисбактеріоз, що є важливим для здоров’я багатьох тварин, у тому числі і бджіл. Результати досліджень показали, що смертність бджіл, які отримували гербіцид гліфосат під час заселення кишкової флори, була вище, ніж у бджіл з сталою мікро біотою, внаслідок зараження патогенним мікроорганізмом Serratia marcescens [11].
З огляду на це, на нашу думку, однією з причин підвищеної смертності бджолиних колоній за останні роки може бути не тільки гостре отруєння токсинами ядохімікатів, а також повсюдне використання гербіцидів, таких як гліфосат та препаратів групи неоникотиноїдів у рекомендованих концентраціях. Це призводить до дисбактеріозу кишківника бджіл, якісної та кількісної зміни нормальної мікрофлори, активації грам негативних бактерій родини Ентеробактерій (Enterobakteriaceae), що зумовлюють клінічні реакції макроорганізму, імунні та метаболічні порушення і, як результат, збільшують смертність бджіл від патогенних мікроорганізмів.
Українськими вченими під керівництвом проф., докт. вет. наук, завідувача кафедри мікробіології, фармакології та епізоотології ЖНАЕУ Галатюка О. Є. при проведенні аналізу мікроорганізмів бджоли та мікрофлори вулика загалом було доведено, що підвищення в декілька разів мікрофлори у бджолиних сім’ях, сприяє активізації патогенних збудників, що призводить до захворювання. При цьому виявлено патогенність для бджіл бактерій родини Ентеробактерій (Enterobakteriaceae), в тому числі Enterobacter aerogenes та Klebsiella pneumoniae. При захворюванні Enterobakter aerogenes у хворих комах уражається кишечник. Під час весняного обльоту виявляють багато підмору (мертвих бджіл) на дні вулика та біля льотків. Сім’ї ослаблені, бджоли повільно рухаються. Рамки та стінки вуликів забруднені випорожненнями. Якщо не проводити лікувально-профілактичних обробок, то сім’ї гинуть, або «стоять на одному місці» – не нарощують кількості бджіл. У разі інфікування бджіл бактерією Klabsiella pneumonia уражається лялечка. Уражені мертві лялечки на пів запечатані, виявляють дірочки у воскових кришечках окремих комірок. При ураженні цими двома збудниками відмічаються проноси у дорослих бджіл та ураження лялечок. Хворі сім’ї повільно розвиваються, на стільниках виявляють випорожнення, бджоли повільно їх відбудовують із свіжої вощини, суттєво знижується медова продуктивність. У хворих сім’ях уражуються також матки, які нерівномірно засівають стільники, і часто бджоли таких маток хочуть поміняти. Бджоли затягують ройові маточники, хоча сила сім’ї незначна – 4-5 рамок з розплодом. Такий феномен «несправжнього роїння» у слабих сім’ях проявляється з квітня по жовтень. Спостерігається злітання таких бджолиних сімей у серпні-вересні [4].
Професор біології Університету у Вісконсині-Стаут США Джим Буррітт (James B. Burritt, Ph.D.) і його студенти зробили важливе відкриття та опублікували дослідження іншого штаму бактерії родини Ентеробактерій (Enterobakteriaceae), а саме, Serratia marcescens, яке підтвердило його згубну силу, що може допомогти у визначенні причин масової загибелі бджіл. Вчені присвоїли вказаній бактерії назву sicaria, що означає «вбивця» і було використано скорочення Ss1. Ці бактерії можна побачити під світловим мікроскопом у мазку гемолімфи, отриманої від хворих бджіл. Дослідження гемолімфи уражених бджіл показали значне зниження рівня плазмоцитів та інших типів гемоцитів, послаблення клітинного імунітету, в результаті чого починається сепсис, що призводить до загибелі комах. Разом з цим, збудник Ss1 був виявлений приблизно у половини кліщів Ваpроа деструктор, взятих з бджолосімей у яких відмічались септичні (напівмертві) бджоли [8,11].
Зазвичай, закономірно виникає питання стосовно шляхів та механізмів ураження гемолімфи бджіл мікробом Serratia marcescens. На наш погляд, заслуговує на увагу такий фактор, як мікробна транслокація – це проходження життєздатних бактерій з кишкового тракту через слизову оболонку в органи та тканини макроорганізму [5]. Умовами виникнення цього явища можуть бути дисбактеріоз кишечника, пошкодження кишкового бар’єру, кишкова непрохідність, а також системна імуносупресія, внаслідок хвороби та дії токсичних ядохімікатів.
Для забезпечення ефективних заходів профілактики захворювань бджіл вітчизняними вченими, під керівництвом проф., зав. каф. клініко-лабораторної діагностики і фармакології, директором НДН Центру молекулярної мікробіології та імунології слизових оболонок Ужгородського національного університету Бойко Н. В. розроблений ветеринарний препарат «Ентеронормін» (РП № ВВ-00427-02-12 від 13.04. 2012 р. та Сертифікат Органік Стандарт №20-1387-01-02) з водою, для його активації, збагаченою іонами біологічно доступного йоду та селену у формі «Йодіс+Se». Препарат являє собою водорозчинний порошок, до складу якого входять живі культури корисних мікроорганізмів, роду Lactobacillus spp, бактерій Bacillus subtilis spp та роду Enterococcus spp, а також поживне середовище. Діючою основою препарату є мультикомпонентний симбіоз пробіотичних штамів, сконструйований з урахуванням синергічного доповнення унікальних пробіотичних властивостей кожного штаму, а саме: антагоністична активність відносно широкого спектру патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів за рахунок синтезу бактеріоцинів, органічних кислот, вітамінів групи В (В1, В2, В6, В12, РР), коротколанцюгових жирних кислот, різноманітного спектру ензимів; стимуляція синтезу муцинів знижує проникність тканинних бар’єрів для токсинів, активує розвиток і продуктивність бджолиних сімей.
Йод, у формі «Йодіс+Se», створений силами українських вчених на чолі з проф., академіком УТА, почесним доктором BRUSSELS Мельниченко В М. є природним селективним «кіллером», що втрачає токсичні і подразнюючі властивості, але повністю зберігає свою активність як мікроелемент і антисептик. Разом з цим, позитивно діє на рівновагу мікрофлори кишківника, взаємодіє практично з усіма класами речовин, що входять до складу організму, так само як і до складу мембран і самих клітин. Здатність його легко проникати через клітинні мембрани, робить препарат особливо цінним при всіх інфекціях, за яких основний патологічний процес відбувається саме у внутрішньоклітинних структурах. Йод попереджує порушення обмінних процесів у тканинах, підтримує захисні реакції організму, прискорює утворення нових клітин [6].
З огляду на те, що ветеринарний препарат «Ентеронормін», до складу якого входять не тільки пробіотичні мікроорганізми, а і поживне середовище, перед застосуванням рекомендовано активувати впродовж 16 годин водою, підготовленою за допомогою «Йодіс+Se», при цьому, активність препарату збільшується в 3–4 рази (Протокол ДНКІ БШМ №0030 від 23 02 2017 р.). Механізм впливу «Ентеронормін» комплексний і включає в себе як дію пробіотичних мікроорганізмів, так і продуктів їхнього синтезу, а також дію біологічно активного йоду та селену. Цей механізм має пролонговану дію, а головне – спричиняє реабілітуючий вплив на активність імунної системи організму бджоли [7].
Результатами досліджень затримки росту бактерії родини Ентеробактерій (Enterobakteriaceae), які були проведені Державним науково-контрольним інститутом біотехнології і штамів мікроорганізмів України, підтверджено антагоністичну дію препарату “Ентеронормін” з водним розчином «Йодіс+Se» проти Enterobacter aerogenes та Klebsiella pneumoniae (Протокол №0037 від 25 05 2019 р.), а також проти Serratia marcescens (Протокол №0014/21 від 21. 04 2021р.). Поряд з цим, проведено дослідження ефективності препарату проти збудників інфекційних захворювань: Американського гнильцю бджіл Bacillus larvae (Протокол №032 від 25 07 2018 р.) і Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus, Corynebacterium, Pseudomonas за загально прийнятою методикою (Протокол №029 від 12.04 2018 р.).
Необхідно зауважити, що за результатами досліджень гемолімфи бджіл, проведеними на кафедрі мікробіології ЖНАЕУ доведено імуномоделюючі властивості препарату «Ентеронормін з водним розчином Йодіс+Se», а саме позитивну динаміку кількісних змін фагоцитів та гемолімфо-секреторних клітин [14].
Застосування препарату «Ентеронормін з водним розчином Йодіс+Se» на різних пасіках, згідно настанови та дотримання ветеринарно-санітарних вимог, показало високу профілактичну, терапевтичну та економічну ефективність, враховуючи простоту використання, не змінюючи технологічний процес і отримання конкурентоспроможної продукції найвищої категорії якості, збагаченої йодом природним шляхом: https://bee.enteronormin.com
Список літератури
1. Бакулин М.К // ДЕГРАДАЦИЯ ГЕРБИЦИДА ГЛИФОСАТА БАКТЕРИЯМИ РОДОВ PSEUDOMONAS И PROTEUS . /Бакулин М.К., Овсянников Ю.С., Туманов А.С., Бакулин В.М. // Научный журнал Фундаментальные исследования, ISSN 1812-7339,2014. – № 8( часть 6).
2. Бровaрський В.Д.// Етологія бджіл при формувaнні зaпaсів білкового корму/Бровaрський В.Д., Бріндзa Я., Величко С. М. // зб. нaук. прaць Словaцького aгрaрного університету «Aгробіорізномaніття для покрaщaння хaрчувaння, здоров’я і якості життя». Нітрa, 2015. Ч.1. С. 65–68.
3. Бугина Л. М.// АНАЛІЗ МІКРОБІОМУ ЛИСТКОВИХ ПОВЕРХОНЬ РОСЛИН ЗАКАРПАТСЬКОГО РЕГІОНУ/Бугина Л. М., Паллаг О. В., Рукавчук Р. О., Бойко Н. В. Ужгородський національний університет // Наукові доповіді НУБіП України. ISSN 2223-1609, 2020.-№4(86)
4. Галатюк О.Є.// Нові ентеробактеріози бджіл в Україні.// Журнал Пасічник. Індекс 91344.-2018.-№ 12. – С. 4.
5. Дьяченко А.Г.// Мукозний імунітет і транслокація бактерій.// Видання Клінічна імунологія,алергологія,інфектологія, 2016.- №8(97)- С.10-16.
6. Мельниченко В. Н.// К вопросу решения проблемы йододефицита в рамках программы “Йодис” / В. Н. Мельниченко, А. П. Ярощук, В. И. Максин // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. — 2004. — № 5. — С. 30–35
7. Мізерницький О.О.// Біологія бджіл та ефективність препарату «Ентеронормін» з «Йодіс+Se»/ Мізерницький О.О., Переста М.М.// Журнал “Ексклюзивні технології”. Режим доступу http://agrotimeteh.com.ua
8.Новотник П. /Открыта бактерия, которая может убивать пчелы//Журнал Пасечник. 1/2019 Режим доступу https://pasieka 24.pl
9. Сердюченко И.В.//Микробиоценоз кишечного тракта медоносных пчел и его коррекция// 2013. режим доступу – https://www.dissercat.com › content › mikrobiotsenoz-k
10.Abouda Z., // The antibacterial activity of moroccan bee bread and bee-pollen (fresh and dried) against pathogenic bacteria / Abouda Z., Zerdani I., Kalalou I., Faid M., Ahami M.T.// Research Journal of Microbiology, 2011 – № 6.4. – Р. 376–384
11. Erick V. S. Motta.//Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees./ Erick V. S. Motta, Kasie Raymann, Nancy A. Moran// Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; 201803880 DOI: 10.1073/pnas.1803880115 site:openforest.org.uа
12. Kasie Raymann .//Pathogenicity of Serratia marcescens Strains in Honey Bees/Kasie Raymann, Kerri L. Coon, Zack Shaffer, Stephen Salisbury, Nancy A. Moran// 2018. режим доступу- https://mbio.asm.org › content
13. Larry M. Bush MD, FACP.// Klebsiella, Enterobacter, and Serratia Infections. /Larry M. Bush MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantiс University .// Last full review/revision Feb 2020| Content last modified Feb 2020. //www.merckmanuals.com
14. Tushak S.F. //Quantitative changes in hemogram of bees using probiotic “Enteronormin” / S.F. Tushak // Наук. Вісник ЛНУВМБ ім. Гжицького. – 2018. – т. 20. – № 83. – С. 61-65
