דבורים 30.12.18 Resistance rather than tolerance explains survival of savannah honeybees (Apis mellifera scutellata) to infestation by the parasitic mite Varroa destructor

ההתנגדות, יותר מאשר העמידות, מסבירה את ההישרדות של דבורים מסוג הסוואנה (השם המדעי של הדבורה: Apis mellifera scutellata) להתפשטות של טפיל הקרדית (Varroa destructor, סוג קרדית התוקף דבורים מסוג Apis mellifera)

סיכום

Varroa destructor נחשב לטפיל המזיק ביותר המשפיע על דבורים המייצרות דבש (Apis mellifera L.). עם זאת, כמה מאוכלוסיות דבורי הדבש, כמו הסוואנה, (Apis mellifera scutellata) יכולות לשרוד את ההתפשטות של הקרדית, ללא טיפול.

לא ברור אם ההישרדות נובעת ממנגנוני ההתנגדות המפחיתים את רביית הטפיל או ממנגנוני העמידות המפחיתים את ההשפעות המזיקות של הקרדית על הדבורה. מחקר זה חוקר את שני ההיבטים על ידי כימות הרבייה של קרדית Varroa destructor וההשלכות הפיזיולוגיות ברמת הפרט המארח. ההשלכות שנמדדו לא היו נמוכות באופן עקבי בהשוואה לאוכלוסיות הדבורים הרגישות, דבר המצביע על חוסר עמידות. לעומת זאת, הרבייה של הקרדית הייתה נמוכה באופן מובהק בדבורי הדבש Apis mellifera מאשר באוכלוסיות הדבורים הרגישות. היה שיעור גבוה של פוריות ושיעור הרבייה של הקרדית היה נמוך יותר ממה שנמדד עד כה, אפילו באוכלוסיות הדבורים ששרדו. התוצאות שלנו מצביעות על כך שהישרדות דבורי הסוואנה מבוססת על התנגדות ולא על העמידות לטפיל זה. זיהינו תכונות שעשויות להיות שימושיות עבור תוכניות הרבייה, שמטרתן להגדיל את הישרדותן של האוכלוסיות הרגישות.

דבורי הדבש הפיקו תועלת מחוסר התערבות אנושית, מה שמאפשר בחירה טבעית לעצב אוכלוסייה של דבורי דבש, העמידה יותר להתפשטות של הקרדית Varroa destructor.

מבוא

 Varroa destructor(Varroidae) הניזון מהמולימף (נוזל דמוי דם אצל בעלי חוליות) כטפיל בדבורי הדבש (Apis spp.) אשר הינו הגורם בקיטון במושבות הגלובאליות (Rosenkranz et al 2010). את הטפיל ניתן למצוא על בוגרים או בתוך תאים המכילים את הגלמים (Donzé and Guerin, 1994). מכל שלבי החיים של דבורי הדבש, הגלמים הם החשופים ביותר לנזק כתוצאה מהקרדית הניזונה מהם בצורה מתמשכת במהלך התפתחותם (Rosenkranz et al 2010). הנזק שנגרם על ידי הקרדית Varroa כאשר היא ניזונה מהדבורים, דווח עבור דבורי דבש באירופה ובארה”ב, עם ההשפעות הבולטות ביותר של ירידה במשקל, בתכולת המים, בתכולת החלבון בהמולימף, בריכוז הפחמימות, בהתפתחות בלוטת התריס, ובסופו של דבר בתוחלת החיים (De Jong et al. 1982; De Jong and De Jong, 1983; Glinski and Jarosz, 1984; Weinberg and Madel, 1985; Schneider and Drescher, 1987; Bowen-Walker and Gunn, 2001; Duay, 2002; Duay et al. 2003; Amdam et al. 2004; Contzen et al. 2004; Yang and Cox-Foster, 2007; Pinto et al. 2011; Annoscia et al. 2012; van Dooremalen et al. 2012).

בנוסף לנזק הפיזיולוגי הישיר הנגרם על ידי ההזנה, קרדית Varroa יכולה להעביר מספר וירוסים ופתוגנים אחרים (כגון חיידקים ופטריות) לדבורי דבש (Strick and Madel, 1988; Glinski and Jarosz, 1992; Liu, 1996; de Miranda et al. 2013; McMenamin and Genersch, 2015) אשר יכולים להשפיע לרעה על דבורת הדבש הבודדת ואולי, להשפיע על המושבה כולה. כתוצאה מכך, כוורנים ברוב המדינות נאלצים לטפל במושבות שלהם מדי שנה בכדי להבטיח את הישרדותן (Rosenkranz et al. 2010).

עם זאת, חלק מאוכלוסיית דבורי הדבש, שרד את התפשטות הקרדית ללא טיפול כימי (De Jong and Soares, 1997; Kefuss et al. 2004; Fries et al. 2006; Le Conte et al. 2007; Seeley, 2007; Locke and Fries, 2011; Locke t al. 2012; Seeley et al. 2015). עדיין לא ברור אם הישרדותן נובעת מעמידות שמגבילה את ההשפעות המזיקות של הטפיל על המארח או על מנגנוני ההתנגדות הבלעדיים המפחיתים את יכולות הטפילים (Råberg et al. 2007, 2009).

מאחר ולא ניתן לטפל במושבות פרא, אוכלוסיות הבר האירופאית A. mellifera, עם רק כמה יוצאים מן הכלל, נמחקו על ידי הקרדית הפולשנית (Seeley et al 2015). השפעות שליליות אלה עלולות לגרום לבחירה משמעותית בין מושבות שנחשפו לקרדית, במיוחד באוכלוסיות דבורי הדבש שאינן מנוהלות על ידי כוורנים. למשל, אוכלוסיית הפרא באפריקה (Dietemann et al. 2009, Pirk et al 2014). בדרום אפריקה, הנוכחות של קרדית Varroa נרשמה לראשונה בסוואנה (Apis mellifera scutellata) ובמושבות דבורי הדבש של העיר Cape (Apis mellifera capensis) בסוף שנות ה90 (Allsopp,1997, 2006, Martin and Kryger, 2002). הוצע כי בשני תתי המינים בדרום אפריקה התקיימה הישרדות להתפשטות הקרדית. ב Apis mellifera,לאחר שלב ההתפשטות ((Moritz, 1985 שלבי הטיפול (Moritz and Mautz, 1990) והסרת טפיל הקרדית באמצעות תהליכים היגייניים, הם הסברים האפשריים להישרדותה של המושבה (Allsopp, 2006). (Strauss et al. 2015) והשכיחות הנמוכה לוירוסים (Strauss et al. 2013).

כדי לקבל תובנה לגורמים התורמים להישרדות המושבה של Apis mellifera scutellate, חקרנו את ההשפעות הפיזיולוגיות של הטפיל ברמת הפרט על המארח. הערכנו את מידת העמידות של הפרטים הנגועים בטפיל ואלה שאינם נגועים , על ידי אמידת ההשלכות הפיזיולוגיות של הטפיל על משקל, מים, תכולת השומנים והחלבון. הפריון וההצלחה הרבייתית של הקרדית הושוו באופן דומה לקביעת ההתנגדות לטפיל. כיוון שקרדית Varroa מתרבה על הדבורים הזכרים והנקבות מסוג Apis mellifera (Rosenkranz et al. 2010), לקחנו בחשבון את הילודים משני המינים. בדבורים הזכרים יש עניין מיוחד, שכן לשינויים בפרמטרים הפיזיולוגיים, כמו במשקל, ישנה השפעה ישירה על יכולת הטיסה ועל כמות הזרע (Jarolimek and Otis, 2001, Schlüns et al 2003). אכן, התחרות הגברית נראית גבוהה במיוחד בקרב אוכלוסיות דבורי הדבש באפריקה (Wallberg et al 2014). לנזקים קלים הנגרמים על ידי הטפיל, יכולות להיות השפעות ישירות וגדולות על התחרותיות שלהם ולכן, על היכולות שלהם (Jandricic and Otis, 2003). מדידה של הנזק שנגרם ליחידים וההצלחה הרבייתית של הקרדית Varroa במושבות דבורי הדבש בסוואנה, מאפשרת הבנה טובה יותר של דרכים שונות להתפתחות הישרדותה של V. destructor באוכלוסיות דבורי הדבש. ידע זה חיוני כדי לפתח תוכניות שמטרתן הפחתת בר קיימא של אבדות הנגרמות על ידי טפיל זה (Dietemann et al 2012). בנוסף, חקירת הקרדית Varroa בנוכחות אוכלוסייה של דבורי הדבש, שהיא בעלת התנגדות ו/או עמידות כמו זו של הדבורים בדרום אפריקה, תשפר את ההבנה הכללית שלנו באינטראקציה זו של טפיל-מארח.

חומרים ושיטות

האיסוף של דבורי הדבש

במחקר זה השתמשו במושבות דבורי הדבש (מסוג A. m. scutellata) הממוקמות בחווה ניסיונית באוניברסיטת פרטוריה, דרום אפריקה.

מושבות אלה היו לכודות בטבע ומעולם לא טופלו נגד הקרדית Varroa. הדבורים הזכרים נאספו בעיקר באביב, ובמקרים מסוימים במהלך הסתיו והחורף. הדבורים הנקבות, לעומת זאת, נאספו בעיקר בסתיו ובחורף ובמקרים מסוימים במהלך האביב והקיץ. וזאת בכדי להקטין את ההפרעה המופעלת על המושבות, הגלמים הוסרו מן המושבות והועברו לאינקובטורים (Labcon Model LTIE, South Africa) הדגימות נאספו ב34 מעלות צלזיוס. הזכרים והנקבות הוחזקו 4·0 ± 9·2 ו- 3·0 ± 2·1 ימים, בהתאמה, באינקובטור. מספר הימים שהילודים נשמרו באינקובטור לא השפיעו על רביית הקרדית.

עבור הזכרים, היו 35 ± 25 (ממוצע ± סטיית תקן) תאים בכל אחת מ13 מהמושבות ועבור הנקבות היו 0 ± 100 תאים בכל אחת מ15 מהמושבות, שבהן נבדקה נוכחות של הקרדית Varroa בצורה הבוגרת והילודים שלה. היו מכסי שעווה בתאים שבהם הדבורים החלו ללעוס דרכם, השתמשו במכסי השעווה, כדי למנוע בריחה של הקרדית לפני שיכלו לספור אותן.

לכן, נכללו רק דבורי הדבש שהיו מסוגלות פיזית להגיח מהתאים שלהם. בדקנו דבורים אלה בזמן הגחתן מהתאים, כי זהו התזמון שבו הקרדית Varroa ניזונה מהמארחים שלה ומתרבה.

פתיחת התאים לפני ההגחה של הדבורים, הייתה מפחיתה את היקף הנזק שנגרם על ידי הקרדית והייתה מטה את מידת התפוקה הרבייתית של הקרדית. נצפו דבורים עם כנפיים מעוותות או ללא כנפיים והתגלותן תועדה.

מדדים של השלכות פיזיולוגיות של הטפילות בדבורים זכרים ונקבות המגיחים

המשקל, המים, השומנים והחלבון של הדבורים, הזכרים והנקבות, אלה שעברו התפשטות של Varroa וגם אלו שלא, נמדדו בכדי לכמת את ההשלכות הפיזיולוגית של הטפילות על ידי V. destructor. לאחר בחירת הדבורים (כמתואר לעיל), זכרים (n = 452) ונקבות (n = 1500) נשקלו (Mettler Toledo MS204S, Switzerland) ל 1·0 mg, הוכנסו לצינוריות מסוג Eppendorf ואוחסנו במקפיא (20- מעלות צלזיוס) עד ניתוח הנתונים. כדי למדוד את תכולת המים, כל הזכרים והנקבות הועברו ל24 צלוחיות מיוחדות (לבחינת התאים ושחזור התוצאות) (Thermo Fisher Scientific, Rochester, NY, USA), ויובשו באינקובטור Memmert HCP 108, GmbH+ Co.KG, Schwabach, Germany)) ב60 מעלות צלזיוס עד שהגיעו למסה הקבועה. כדי לקבוע את תכולת המים של כל זכר ונקבה, המשקל הסופי נגרע מהמשקל המקורי. דבורי הדבש המיובשות הונחו במקפיא (20- מעלות צלזיוס) עד שנמדדה תכולת השומנים והחלבון.

עבור כימות השומנים והחלבון, השתמשו בשיטות של Human et al. (2014). הרגליים והכנפיים של הדבורים הזכרים (83< n < 85 מ-1 מושבות) והנקבות (n=88 מ-15 מושבות) הוסרו, ונשקלו שוב כדי לקבל משקל נקי ללא רגליים וכנפיים. בקצרה, עבור ניתוח שומנים, 2 ו 1 mL של מגיב Folch (2:1 chloroform:methanol) נוספו לזכרים ולנקבות, בהתאמה, כל 24 שעות במשך 3 ימים במנדף הכימי. רדיד אלומיניום ביתי שימש בכדי לכסות את הצלוחיות לאחר שתי השטיפות הראשונות ואחרי השטיפה האחרונה, הוסר הכיסוי בכדי לאפשר התאדות. 24 שעות לאחר השטיפה האחרונה, הזכרים והנקבות הועברו לתוך האינקובטור (Memmert HCP 108, GmbH + Co. KG, Schwabach, Germany) ב60 מעלות צלזיוס לייבוש במשך 3 ימים. הזכרים והנקבות נשקלו אז (Mettler Toledo MS204S, Switzerland) שוב על מנת לקבוע את משקלם לאחר הסרת השומנים.

עבור ניתוח החלבון, הזכרים והנקבות הפכו להומוגנים במאגר הפירוק [40 mM Tris: pH 7·6, 7 M urea, 2% (v/v) Triton X-100 and SIGMAFAST  טבליות מעכבות פרוטאז] (300 ו 200 μL לכל זכר ונקבה, בהתאמה) באמצעות מכתשים. הדגימות עברו הליך של אנרגיית קול לקבלת חלקיקים מהדגימות, במשך 30 דקות. בעקבות זאת, הדגימות עברו תהליך הפרדה בעזרת צנטריפוגה במשך 10 דקות ב12000 גרם. הנוזל העליון נאסף מכל צינור והדגימות עברו שוב תהליך הפרדה בעזרת צנטריפוגה, 5 דקות נוספות ב12000 גרם. הנוזל העליון נאסף ואז דולל 50 (זכרים) ו20 (נקבות) והוכנס למאגר ההשעיה מחדש (100 mM Tris: pH 7·6). תכולת החלבון הכוללת של הזכרים והנקבות נקבעה בשיטת Bradford, ובחינת הדגימות והסטנדרטים (תקן חלבון אלבומין בסרום, Sigma-Aldrich) נמדדו ב-595 nm באמצעות המכשיר הבודק הליכים ביולוגים (Biotek Eon (Biotek Eon; Analytical and Diagnostic Products, Johannesburg, South Africa) (Bradford, 1976). המשקל, המים, השומנים והחלבון של הזכרים והנקבות החדשים שהגיחו (שלא הושפעו מהקרדית) הושוו בעזרת התנאים הבאים: (1) זכרים/נקבות ללא טפילים של קרדית Varroa (2) זכרים/נקבות עם טפיל אחד מייצר (3) זכרים/נקבות עם 2-3 טפילים מייצרים (4) זכרים/נקבות עם יותר מ4 טפילים מייצרים.

בחרנו בקטגוריות אלו בכדי לאפשר השוואה עם מחקרים קודמים. בנוסף, נחקרו היחסים בין הפרמטרים הפיזיולוגיים האלה למספר הטפילים והצאצאים שלהם. תאים שנמצאו בהם טפילים מתים נכללו בניתוחים שלנו בהנחה שהם ניזונו זמן בלתי מוגדר לפני המוות ולכן השפיעו על הפיזיולוגיה של המארח.

הערכת רבייה של קרדית Varroa בילודים של הדבורים, זכר ונקבה

כדי לכמת את רביית הקרדית Varroa, מספר הטפילים המייצרים, קרדית הבת הבוגרת, קרדית הבת הלא בוגרת והזכרים, נספרו בכל תא נגוע. הפרמטרים הבאים נרשמו: פוריות (טפילים חיים ומתים ללא צאצאים), פוריות (ייצור הצאצאים), יכולת התעברות (מספר הצאצאים שהופקו), מספר הבנות הבוגרות ונוכחותן (חיות או מתות) או היעדר של זכרים בוגרים (Dietemann et al. 2013).

הטפילים נבדלו מהבנות הבוגרות על ידי הצבע הכהה שלהם (Dietemann et al 2013), אשר יכול להוות הבחנה אמינה לטפילים בדבורי הדבש האפריקאים, לזמן ההתפתחות הקצר שלהם (Moritz, 1985). תאים שהכילו טפילים נחשבו להצלחת הרבייה של Varroa. הצלחה הוגדרה על ידי נוכחות בו זמנית של בת בוגרת חיה וזכר מבוגר חי בתא (Locke et al 2012). תאים שנדבקו, שהכילו טפיל אחד או יותר, אך לא רק טפילים מתים, היו מוקפים בתאים שבהם כל הטפילים היו חיים. תאים בעלי טפילים רבים ללא צאצאים, לא נחשבו הטפילים לבעלי בעיות פוריות.

ניתוח סטטיסטי

ניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות STATISTICA 64 גרסה 12. בכדי לבדוק אם היקף ההשפעות הפיזיולוגיות נמדד בקורלציה עם מספר הטפילים המייצרים, כמו גם עם סך כמות הטפילים (המייצרים וצאצאיהם), בוצעו קורלציית Pearson או Spearman Rank Order (תלוי אם הנתונים הופצו בדרך כלל או לא). ניתוח של Kruskal–Wallis של השונות (ANOVA) עם השוואות מרובות של דירוגים ממוצעים, עבור כל הקבוצות, נעשה על מנת לבחון הבדלים בכל אחד מהפרמטרים הפיזיולוגיים בין הפרטים שהיו עליהם 0, 1, 2-3 ו -4 או יותר טפילים.Utest  מסוג Mann–Whitney, בוצע כדי לבדוק הבדלים במספר הבנות הבוגרות ואת המספר הכולל של הצאצאים המיוצרים, בתאי הנקבות לעומת תאי הזכרים.

על מנת לבחון את ההבדלים במספר הצאצאים והבנות המיוצרות לכל תא ולכל מה שהובחן בתאי הזכרים והנקבות, בוצע מבחן ANOVA של Kruskal–Wallis עם השוואות מרובות של דירוגים ממוצעים לכל הקבוצות.

תוצאות

השפעת התפשטות קרדית Varroa על הפרמטרים הפיזיולוגיים של דבורי הדבש

זכרים

נמצאו הבדלים משמעותיים (ירידה במשקל עם עלייה במספר הקרדית) במשקל הזכרים הנגועים בין מספר המייצרים 0 ל -1 (H3,452 = 48·73, P < 0·05) בין 0 ו 2-3 (H3,452 = 48, 73, P <0·001) ובין 0 ל4 ויותר (H3,452 = 48·73, P <0·001) (איור 1). כמו כן, תכולת המים של הזכרים הייתה שונה באופן מובהק בין הזכרים הנגועים לבין מספר המייצרים בין 0 לבין 1 (H3,452= 62·21, P < 0·05) בין 0 ל2-3 (H3,452 = 62·21,P < 0·001) ובין 0 ל4 ויותר (H3,452 = 62·21, P < 0·001) לא נמצאו הבדלים משמעותיים בשומנים של הזכרים (H3,84 = 0·73, P> 0·87) ובחלבונים (H3,85 = 3·10, P > 0·38), כאשר כל אחת מהקבוצות הושוותה.

הייתה קורלציה משמעותית אך שלילית במשקל הזכרים (n = 452, r = −0·33, P < 0·05) ובתכולת המים (n = 452, r = −0·37, P < 0·05) עם גידול מספר המייצרים. לא הייתה קורלציה בין השומנים (n=83, r=0·02, P >0·05) או החלבונים n=85, r = −0·11, P > 0·30)) ומספר המייצרים.

אם לוקחים בחשבון את המספר הכולל של הטפילים, כולל המייצרים וצאצאיהם, הקורלציה עם המשקל (n = 452, r = −0·33, P < 0·0001) ועם המים (n=452, r = −0·37, P < 0·0001) של הזכרים הייתה גם משמעותית אך שלילית.

עבור כל טפיל נוסף, איבוד המשקל של 2·8 mg (1.2% ממשקל של זכר ללא טפילים) הונח מתוך משוואת הקורלציה. לא הייתה קורלציה בין סך כל הטפילים והשומנים (n = 84, r=0·01, P > 0·95) והחלבונים (n=85,r = −0·12, P > 0·27) של הזכרים.

נקבות

משקל הנקבות היה משמעותית שונה (המשקל פחת ככל שעלה מספר הטפילים) בין התאים בין 0 ל-1 (H2,1500 = 199·50, P < 0·001), כמו כן בין 0 ל 2-3 (H2,1500 = 199·50, P < 0·001) מספר טפילים מייצרים (איור 1).

הבדלים משמעותיים גם כן נמצאו בתכולת המים של הנקבות עם 0 ל1 (H2,1500 = 215·86, P < 0·001) כמו כן, בין 0 ל2-3 (H2,1500 = 215·86, P < 0·001) מספר טפילים מייצרים. השומנים (H2,88 = 3·74, P > 0·15) והחלבונים (H2,88 = 4·70, P > 0·10) של הנקבות לא היה שונה במיוחד בין הקבוצות השונות.

המשקל ((n = 1500, r = −0·36, P<0·05 ותכולת המים (n = 1500, r = −0·38, P < 0·05) של הנקבות היה היו משמעותיים בעלי קורלציה שלילית עם המספר הגדל של הטפילים המייצרים. זה לא היה המקרה עבור השומנים (n=88, r=0·08, P >0·44) והחלבונים (n=88, r = −0·21, P>0·05).

המשקל (n=1500, r = −0·36, P<0·05) והחלבונים (n=88, r = −0·24, P < 0·05) של הנקבות פחת בצורה משמעותית, אך חלשה, ככל שסך הטפילים (מייצרים וצאצאיהם) עלה. עבור כל טפיל נוסף, הפחתת המשקל הייתה 2·8 mg (3·3% ממשקל הנקבה ללא טפילים) ויכולה להיות משוערת ממשוואת הרגרסיה. לא נמצאה קורלציה בין מספר סך הטפילים והשומנים (n=88, r=0·05, P > 0·62) של הנקבות.

איור 1:

איור 1: פרמטרים פיזיולוגיים (ממוצע ±סטיית תקן) של Apis mellifera scutellata זכרים ונקבות שנפגעו על ידי הטפיל הקרדית (Varroa destructor)  I: משקל (מ”ג); II: תכולת מים (מ”ג); III: תכולת השומנים (מ”ג); IV: תוכן החלבון (mg מ”ל -1). הבדלים משמעותיים (Kruskal-Wallis ANOVA, P <0 = 05, עם השוואות מרובות של דירוגים ממוצעים לכל הקבוצות) של פרמטרים פיזיולוגיים עבור כל אחת מקבוצות של הטפיל Varroa מסומנות באותיות שונות. האותיות לא מציינות שום הבדלים משמעותיים.

הערכה של רביית הטפיל Varroa בצאצאים בזכרים ובנקבות

ערכי ההתפשטות של Varroa

בסך הכל, עבור זכרים, 452 תאים נפתחו, כאשר 335 תאים (74.1%) היו לא נגועים, 42 תאים (9.3%) היו נגועים עם טפיל מייצר אחד, 27 תאים (6%) היו נגועים ב2-3 טפילים מייצרים ו 48 תאים (10.6%) היו נגועים יותר מ4 טפילים מייצרים. ולכן, בהסתמך על 25.9% של התפשטות בתאים, ניתן לחשב את ההסתברות של הימצאות של טפיל בתא וזאת על ידי פתירת משוואה מסדר רביעי:

[(1) 0.257= pd + pd 2+ pd 3 + pd 4 ] בהתבסס על יותר מ4 טפילים מייצרים בכל תא. Pd הוא ההסתברות שטפיל יכנס לתא של זכר. הפתרון היחיד האמיתי של המשוואה (1) הינו Pd=0.206, אשר משמעותו שניתן לצפות זאת ב5.2% (=0.206^2+0.206^3) מהתאים שיש להם 2-3 טפילים אך רק 0.2% מהם (= 0.206^4) בעלי 4 טפילים או יותר, נתון זה נמוך יותר מערך ההתפשטות שנצפה של 10.6%.

בסך הכל, 1500 תאי נקבות נפתחו, כאשר 1368 (92.4%) היו לא נגועים, 84 (5.6%) היו נגועים עם טפיל מייצר אחד ו30 תאים (2%) היו נגועים עם 2-3 טפילים מייצרים. לא היו תאי נקבות עם 4 או יותר טפילים מייצרים. מאחר ואף אחד מתאי הנקבות היה עם 4 טפילים, אפשר לפתור את המשוואה מדרגה 3,  0.076= pw + pw 2+ pw 3  כאשר Pw הינו ההסתברות שטפיל יכנס לתא של נקבה. הפתרון היחיד עבור משוואה זו הינו Pw=0.0706. ולכן, התדירות המוערכת של תא עם 2-3 טפילים צריך להיות 0.5% שזהו פי 4 נמוך יותר מאשר הערך הצפוי 2%. ההבדלים בין הערכים הצפויים לאלה שהתקבלו, מראים כי פיזור הקרדית אינה אקראית אלא מקוטעת.

טבלה 1: רפרודוקציה של הרס Varroa ב apis mellifera scutellata תאי זכרים ונקבות עם טפיל מייצר אחד

סטטוס התא	זכרים  n=42	נקבות  n=84
טפילים מייצרים חיים	81%	93%
טפילם מייצרים מתים	19%	7%
עקרות	52%	30%
פוריות	48%	70%
כל הטפילים המייצרים (חיים ומתים)
זכרים בוגרים בלבד חיים	7%	10%
זכרים בוגרים בלבד מתים	2%	5%
בנות בוגרות שהזדווגו (זכר בוגר ובת בוגרת)	2%	19%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר בוגר מת ובת בוגרת)	2%	0%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר בוגר מת)	5%	4%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר חסר)	10%	11%
בנות לא בוגרות וזכר בוגר	7%	11%
בנות לא בוגרת וחסר זכר	12%	12%
מספר צאצאים שיוצרו (ממוצע ± סטיית תקן)	1·0 ± 1·3	1·7 ± 1·5
מספר ממוצע (± סטיית תקן) של בנות שהזדווגו (הצלחת רביה) לכל תא	0·0 ± 0·2	0·3 ± 0·7
טפילים מייצרים פורים בלבד	20 תאים	59 תאים
זכרים בוגרים בלבד חיים	15%	14%
זכרים בוגרים בלבד מתים	5%	7%
בנות בוגרות שהזדווגו (זכר בוגר ובת בוגרת)	5%	27%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר בוגר מת ובת בוגרת)	5%	0%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר בוגר מת)	10%	5%
בנות בוגרות שלא הזדווגו (זכר חסר)	20%	15%
בנות לא בוגרות וזכר בוגר	15%	15%
בנות לא בוגרת וחסר זכר	25%	17%
מספר צאצאים שיוצרו (ממוצע ± סטיית תקן)	2·0 ± 1·2	2·4 ± 1·2
מספר ממוצע (± סטיית תקן) של בנות שהזדווגו (הצלחת רביה) לכל תא	0·1 ± 0·4	0·4 ± 0·7

התרבות בתאים בהם ישנה התפשטות

בזכרים, טפיל מייצר יחיד נמצא ב42 מתוך 452 תאים (9%). ב8 מתוך 42 (19%) התאים הנגועים הטפיל המייצר מת. ב7 מהתאים האלה לא הייתה שום רבייה ולכן הטפילים הללו נחשבים לעקרים. בתא שנותר, הייתה רבייה וטפיל זה נחשב פורה (טבלה 1). קרדית Varroa הפיקה לפחות צאצא אחד ב2 מתוך 42 תאים (47%) ולכן 20 תאים שימשו להערכת הצלחת הרבייה (טבלה 1).

מבין 1500 תאי הנקבות שנבדקו, 84 (5.6%) היו בעלי טפיל מייצר אחד. טפילים מייצרים מתים נצפו ב6 מתוך 84 תאים (7%). לא התרחשה רבייה בתאים אלה, וכתוצאה מכך, טפילים אלה היו מסווגים כעקרים (טבלה 1). קרדית Varroa התרבתה ב59 מתוך 84 תאים (70%) ולכן 59 תאים שימשו למדידת הצלחת הרבייה (טבלה 1).

התרבות בתאים בהם יש 2-3 טפילים מייצרים

ב5 מתוך 27 (19%) תאי זכרים ישנם 2-3 טפילים מייצרים לא הייתה רבייה. בסך הכל (בהתחשב בכל התאים עם מייצרים שבהם התרחש רבייה) 49 צאצאים נמצאו עם 2·2 ± 0·8 צאצאים המיוצרים לכל תא (איור 2).

איור 2:

איור 2 מספר הצאצאים ומספר בנות שהזדווגו (בממוצע ± סטיית תקן) לכל תא ולכל טפיל מייצר בצאצאי הזכרים מדורג 1, 2-3 או ⩾ 4 המייצרים (רק מייצרים פוריים נלקחו בחשבון). הבדלים משמעותיים (Kruskal-Wallis ANOVA, P <0 = 05, עם השוואות מרובות של דירוגים ממוצעים עבור כל הקבוצות) מסומנות באותיות שונות עבור כל קטגוריה. אין אותיות המציינות השפעות משמעותיות עבור כל קטגוריה.

איור 3:

 

איור 3: מספר הצאצאים ומספר הבנות שהזדווגו (בממוצע ± סטיית תקן) לכל תא ולכל טפיל מייצר בצאצאי הנקבות מדורג עם 1, 2-3  מייצרים (רק מייצרים פוריים נלקחו בחשבון). הבדלים משמעותיים (Kruskal-Wallis ANOVA, P <0.05, עם השוואות מרובות של דירוגים ממוצעים עבור כל הקבוצות) מסומנים באותיות שונות עבור כל קטגוריה. אין אותיות המציינות השפעות משמעותיות עבור כל קטגוריה.

בתאי נקבות, רביית טפילVarroa  התרחשה ב30 תאים נגועים עם 2-3 טפילים מייצרים. סך הכל (בהתחשב בתאים עם מייצרים בהם התרחשה רבייה) יוצרו 90 צאצאים, עם 3·0 ± 1·3 צאצאים המיוצרים לכל תא (איור 3).

התרבות בתאים בהם יש 4 ויותר טפילים מייצרים

מספר הטפילים המייצרים הגבוה ביותר שנמצא בתאי הזכרים היה 12 ובממוצע של 5·8 ± 2·2 בכל תא במקום 4 או יותר בכל תא. ב17 מתוך 48 תאים (15%) לא נמצאו טפילים פוריים. בסך הכל, (בהתחשב בתאים עם מייצרים בהם התרחשה רבייה) נמצאו 94 צאצאים ב41 תאים עם ממוצע של 2·3 ± 1·2 לכל תא. (איור 2).

תפוקה הרבייה לכל תא ולכל טפיל מייצר בתאים נגועים בודדים אל מול תאים נגועים רבים

מספר גבוה של צאצאים עבור כל טפיל מייצר, יוצרו בתאי הזכרים הנגועים עם טפיל מייצר אחד בהשוואה לתאים עם 4 או יותר טפילים מייצרים (H2,83 =50·23, P < 0·001) כמו כן, בתאים עם 2-3 טפילים מייצרים בהשוואה לתאים עם 4 או יותר טפילים מייצרים ( H2,83 =50·23, P<0·001) (איור 2). מספר הבנות שהזדווגו ויצרו צאצאים גדל משמעותית ( H2,83 =11·06, P < 0·05) עבור כל תא נגוע של זכרים, ובהתאם גדלו מספר הטפילים המייצרים.

בתאי הנקבות נוצרו מספר צאצאים גבוה משמעותית עבור כל טפיל  מייצר בתא נגוע (H1,89 = 10·89,P < 0·01) (איור 3). במונחי כמות של הצאצאים שיוצרו עבור כל תא, לא היה הבדל משמעותי בין תאים מרובים נגועים לתא נגוע בודד בו נגלו צאצאים (H1,89 = 0·46, P > 0·50). הדבר היה נכון גם הבנות המייצרות שהזדווגו שיצרו בתאים (H1,89 = 3·40, P > 0·07) ועבור כל טפיל (H1,89 = 3·40,P > 0·07). ההשוואה לסך הצאצאים והבנות המייצרות בתאי הזכרים לתאי הנקבות מוצגת בטבלה מספר 2.

הצגה של זכרים ונקבות פגומים

אחוז הזכרים הפגומים הנגועים עם 0, 1, 2-3 או 4 ויותר טפילים מייצרים היה 0, 7·1, 7·4 ו6.3% בהתאמה. אחוז הנקבות הפגומות הנגועות עם 0, 1, 2-3 היה 0·3, 2·4 ו13.3% בהתאמה.

טבלה 2: השוואה בין המספר הכולל של הצאצאים לבין מספר הכולל של קרדית הבת הבוגרת (כל הבנות ללא קשר לשאלה אם הזכר הינו נעדר/נוכח) המיוצר בתאי הזכרים והנקבות השורדים ב -1, 2-3 מקבצים ובמספר מצומצם של מייצרים (1- 12). הנתונים מוצגים עבור מייצרים פוריים, כמו כן מיוצגים  כל המייצרים בין אם הם פוריים או לא.

מספר מצורף של מייצרים 1-12	2-3 מייצרים	1 מייצרים
P value	סך הכל	מס’ תאים	P value	סך הכל	מס’ תאים	P value	סך הכל	מס’ תאים	מס’ צאצאים פוריים מייצרים
P < 0·05*	183	83 זכרים	P < 0·05*	49	22 זכרים	P > 0·2	40	20 זכרים
	231	89 נקבות		90	30 נקבות		141	59 נקבות
P < 0·05*	183	117 זכרים	P < 0·05*	49	27 זכרים	P < 0·05*	40	42 זכרים	כל המייצרים
	231	114 נקבות		90	30 נקבות		141	84 נקבות
P > 0·1	60	83 זכרים	P > 0·1	24	22 זכרים	P > 0·6	12	20 זכרים	מס’ בנות בוגרות פוריות ומייצרות
	64	89 נקבות		22	30 נקבות		42	59 נקבות
P > 0·7	60	117 זכרים	P > 0·6	24	27 זכרים	P > 0·2	12	42 זכרים	כל המייצרים

דיון

אנו מספקים את הדו”ח הראשון על ההשלכות הפיזיולוגיות על טפילי קרדית Varroa בתת המין של דבורי הדבש האפריקאי A. m. scutellata. המשקל והמים של הזכרים והנקבות באוכלוסייה זו ירדו באופן משמעותי, שכן, מספר הטפילים המייצרים ומספרם הכולל של הקרדיות (המייצרים וצאצאיהם) עלה. תוכן השומנים של הזכרים והנקבות לא הושפע על ידי קרדית Varroa. רמת החלבון של הנקבות הופחתה באופן משמעותי, אך רק עם המספר הכולל של הקרדית גדל. אי פוריות הטפיל נוכחה ב52 ו30% מתאי הזכרים והנקבות, בהתאמה.

מספר הדבורים הפגומות

דבורי הדבש עם הכנפיים הפגומות בדרך כלל מתות זמן קצר לאחר הגחתן מהתא (Yang and Cox-Foster, 2007 2007) ולכן, בריאותה של המושבה עלולה להיות מושפעת באופן שלילי, אם ייווצרו מספר רב של דבורי דבש שאינן תורמות לתפקוד תקין של המושבה (de Miranda and Genersch, 2010). במחקר זה, רק 7% מהזכרים ו8% מהנקבות היו בעלי כנף פגומים כאשר התרחשה התפשטות קרדית אחת או יותר. נצפה האחוז הגבוה ביותר של עיוות פיזי (ללא כנפיים או כנפיים מעוותות) בזכרים (7.4%) ובנקבות (13.3%) הנגועים ב2-3 טפילים מייצרים. בדבורי הדבש באפריקה, De Jong et al. (1982) הראה כי רק 6% מהנקבות עם התפשטות הקרדית היו פגומות, ממצא אשר עולה בקנה אחד עם התוצאות שלנו. לעומת זאת, Marcangeli et al (1992) מצאו כי 29% מדבורי הדבש באירופה, עם קרדית אחת או יותר, היו פגומות. פגמים בכנפיים הם דבר שמבחינים בו בעיקר בדבורי הדבש שהיו נגועות על ידי קרדית Varroa המסוגלות להעביר וירוס כנף פגום (DWV) במהלך התפתחותה של הדבורה (Gisder et al. 2009; deMiranda and Genersch, 2010). DWV משכפל את הנגיף בעזרת הטפיל בצורה משמעותית בשביל לייצר דבורים עם כנפיים מעוותות (Gisder et al 2009). עם זאת, DWV לא היה נראה במחקר זה באוכלוסייה זו ולכן, לא ניתן להסיק כי הייתה לו השפעה בייצור מומים אלה. לאחרונה הוצע כי VDV-1, שנמצא בדבורי הדבש ובקרדית Varroa באוכלוסיית המחקר שלנו (Strauss et al. 2013) יכול גם לייצר כנפיים מעוותות (Zioni et al. 2011). תפקידה של קרדית Varroa הוא ליצור וירוסים הקשורים לעיוות הכנף באוכלוסיית דבורי A. m. scutellata. ולכן נושא זה צריך להיחקר במחקר נוסף.

השפעת הטפילים Varroa על הפרמטרים הפיזיולוגיים של הזכרים והנקבות

רמות השומנים שנמדדו במחקר זה היו גבוהות במקצת מאלו שנמצאו בעבר אצל A. m. scutellata., ותת-מינים אחרים בזמן הגחתם מהתא (Hrassnigg and Crailsheim, 2005 and references therein), ככל הנראה עקב שינויים בתוך האוכלוסיה עצמה.

רמות השומנים של הזכרים והנקבות לא הושפעו מטפיל הקרדית Varroa וזה תואם את מה ש Bowen- alker and Gunn (2001) מצאו עבור הנקבות באירופה. הבדלים משמעותיים בין הדבורים הנגועות בטפיל והלא נגועות, היו קטנים מכדי לזהות שינוי ברמות השומנים וכן בשל אילוצים מתודולוגיים (Bowen-Walker and Gunn, 2001). היעדר ההבדלים בתכולת השומנים בין האוכלוסייה של דבורי דבש הרגישים לטפיל ובין A. m. scutellata. לא מאפשר מסקנה לגבי העמידות אצל A. m. scutellata.

במחקרים אלו ואחרים, ירד משקל של הזכרים והנקבות, עם ירידת מספר הטפלים המייצרים, כמו כן, גם עם ירידת המספר הכולל של הקרדית (De Jong et al 1982, Schneider and Drescher, 1987, Bowen-Walker and Gun, 2001; Duay et al. 2003, Annoscia et al., 2012). השוואת מידת הפחתת המשקל בין אוכלוסיות דבורי הדבש הנגועות לאוכלוסיה הלא נגועה בטפיל, מוצגת בטבלה מספר 3. התוצאות שלנו מצביעות על השפעה נמוכה יותר של טפילי קרדית על משקל הזכרים לעומת אלו שדווחו בספרות.

זהו נתון לא צפוי, שכן הזכרים האפריקאים הם קטנים יותר מאשר הדבורים האירופאיות ולכן הן היו צריכות לסבול באופן משמעותי מהפסד המולימפי מאשר הדבורים הגדולות יותר (Bowen-Walker and Gunn, 2001). השפעה נמוכה יותר עקב התפשטות של 1-3 קרדיות המתוארות על ידי Schneider and Drescher (1987) מהווה חריגה למגמה זו, ומציעה כי אין עדות עקבית לעמידות גבוהה יותר עבור A. m. scutellata. באופן דומה, השפעת הטפיל על משקל הנקבות שהגיחו, במחקר שלנו, נוטה להיות גבוהה יותר מזו של דבורים רגישות לטפיל באירופה, כמו גם בדבורים אפריקאיות ששרדו את הטפיל. בהשוואה לנקבות אירופאיות, הנקבות האפריקאיות קטנות יותר (Fletcher, 1978) וצפויות לחוות ירידה משמעותית במשקל. ההבדל, לעומת זאת, היה קטן עם ירידה ב3.3% במשקל הגוף לכל קרדית במחקר שלנו, לעומת כ3% שדווחו על ידי Bowen-Walker ו Gunn (2001). השוואת הנתונים על הירידה במשקל של הנקבה, המחושבת מהתנהגות קו הרגרסיה המתקבל מטבלה מספר 3 (נתונים שאינם מוצגים), נתנה תוצאות משתנות. בהשוואה ל Schneider and Drescher (1987), A. m. scutellata. יכולות להיות פחות או יותר עמידות בגלל חוסר הוכחות בתוצאות, ונראות עמידות יותר להתפשטות של קרדית Varroa קרדית De Jong et al. (1982).

הוצע כי הירידה במשקל שנגרמה על ידי Varroa נובעת מאובדן המים עקב הנזק שנגרם לחומר המכסה את דבורי הדבש במהלך תהליך ההזנה של הקרדית (Annoscia et al. 2012) והדלול של ההמולימף (Bowen-Walker and Gunn, 2001). במחקר שלנו, כמו Bowen-Walker and Gunn, 2001 גם אצל Annoscia et al. (2012), תכולת המים של הזכרים והנקבות ירדה ככל שמספר הטפילים המייצרים והמספר הכולל של הקרדית גדל. עם זאת, הנקבות של A. m. scutellata. איבדו אחוז גבוה יותר ממי הגוף שלהן החל מ11.8% (נוכחות של טפיל מייצר אחד) ל18.8% עבור נקבות בודדות עם 2-3 טפילים מייצרים. השוואת הנתונים על ההפסד בתכולת המים של הנקבות, המחושבת מהירידה של קו הרגרסיה (נתונים שאינם מוצגים), הראתה כי A. m. scutellata. נראית פחות עמידה מהאוכלוסית הדבורים הרגישה (Bowen-Walker and Gunn, 2001). עבור הזכרים, ראינו אובדן מים של 8.4% עם קיום של טפיל מייצר אחד ו9.6% עם הגידול בטפילים המייצרים. מתוצאות אלו עולה כי הנקבות של A. m. scutellata מושפעות יותר על ידי הקרדית Varroa מאלה של אוכלוסיות הדבורים הרגישות, ולכן, לא התפתח מנגנון עמידות המפחית את ההשפעות המזיקות של הקרדית הניזונה. יש מידע מוגבל על ירידה בתכולת המים של הזכרים הנגועים בטפיל, ולכן בכדי לקבוע בוודאות אם אוכלוסיית הזכרים של ה A. m. scutellate עמידה או לא, נדרש מחקר נוסף.

הירידה בתכולת החלבון הכוללת של הנקבות הנגועות בטפיל נצפתה בשלבים ההתחלתיים של הדבורים (pupae) (Aronstein et al 2012) ודבורי הדבש שרק הגיחו מהתאים שלהם (Yang and Cox-Foster, 2007). מחקרים אחרים, לעומת זאת, לא מצאו הבדלים בתכולת החלבון הכוללת של של הדבורים בשלב ההתפתחות שלפני pupae  (Żółtowska et al. 2005) ונקבות שרק הגיחו מהתאים שלהן (Aronstein et al 2012). באופן דומה, במחקר שלנו, רמות החלבון של הזכרים לא הושפעה מפעילות ההזנה של הקרדית המיצרת או ממספר הכולל של הקרדית (מייצרות וצאצאיהם). אצל הנקבות, רמות החלבון צומצמו באופן משמעותי ככל שמספר הכולל של הקרדית בתא גדל, אך זו לא הייתה התוצאה כאשר נלקח בחשבון מספר הטפילים המייצרים בתא. בדומה לפרמטרים הפיזיולוגיים האחרים הנמדדים, אין אנו מוצאים עדויות ברורות לעמידות כאשר מתייחסים להשפעת הטפיל על תכולת החלבון של דבורי A. m. scutellate.

כתוצאה מהתפשטות הטפילים, ניתן להבחין בפגיעה בהתפתחות של ילודי הדבורים, אשר יכולה להשפיע על היבטים בחיי הדבורי הדבש הבוגרות. קרדית Varroa הפחיתה את תוחלת החיים ואת יכולת של הנקבות האירופאיות לעוף (Schneider and Drescher, 1987; Kralj and Fuchs, 2006; Annoscia et al. 2012), בעוד שהזכרים הנגועים בVarroa נמצאו כמייצרים פחות זרע ואינם מבצעים ביצועים גם במהלך תעופתם (Duay et al 2002). Alaux et al (2011) ו- van Dooremalen et al. (2013) מצאו כי דבורים הנגועות על ידי קרדית Varroa כמבוגרות, לא היו מסוגלות לפצות על הנזק שנגרם להן על ידי הקרדית במהלך התפתחותן, ועניין זה השפיע על הביצועים שלהם. כאן למדנו את ההשלכה הפיזיולוגית של הטפילים על הדבורים הבוגרות, אך כדי להעריך ההאם דבורים הבוגרות מראות עמידות למפגעים כתוצאה מהשפעת V. destructor, דרושים מחקרים נוספים.

טבלה 3: ירידה במשקל (%) של מטוסי מל”טים ועובדי קרצינים, בהשוואה לאנשים שלא זכו במחקר זה, וכן בספרות

מקור	מקור דבורי הדבש	1-11 טפילים	4 או יותר טפילים	2-3 טפילים	1-3 טפילים	1 טפיל
						זכרים
מחקר זה	אפריקאי		8.6	7.3		3.7
מחקר זה	אפריקאי				5.2
Schneider and Drescher (1987)	אירופאי		14.1		3.1
Duay et al. (2003)	אירופאי		18.3		11.3
						נקבות
מחקר זה	אפריקאי			16.8		10.2
מחקר זה	אפריקאי				12
Schneider and Drescher (1987	אירופאי		21.6		9.6
De Jong et al. (1982)	אפריקאי		21.2	11.8		6.4
Bowen-Walker and Gunn (2001)	אירופאי	7.8

רביית הקרדית בתאים נגועים בודדים

אי פוריות או הצלחת רבייה נמוכה של הטפיל, יכולה להצביע על העמידות המארח (Rosenkranz and Engels, 1994; Rosenkranz, 1999, Locke and Fries, 2011, Locke et al 2012). המנגנון המדובר המוביל לצמיחת אוכלוסיה נמוכה, קרדית בת שלא הזדווגה, אשר נכנסת לתאים למרות שאינה יכולה להתרבות (Martin et al 1997). לחלופין, קרדיות נשיות רבות שהזדווגו, גם כן נכשלות ואינן מתרבות (Martin et al 1997, Kirrane et al., 2011, Frey et al. 2013), אשר מעלות את השיעור של הטפילים הלא פוריים. מצאנו קרדית פוריות ב52% מהזכרים ו30% מהנקבות (טבלה 1). באותה אוכלוסייה של דבורי הסוואנה שנחקרו לפני עשור, Martin and Kryger (2002) לא מצאו צאצאים ב13% מתאי הנקבות ורק ב2% מתאי הזכרים. התוצאות שלנו מעידות אפוא על כך ששיעור הכישלון הרבייתי של קרדית Varroa גדל עם הזמן. שיעורי פוריות הם גם גבוהים יותר מאשר אלו שדווחו על דבורי הדבש העמידות לVarroa, הקרדית עקרה ב26% מתאים הנקבות והזכרים (Allsopp, 2006). זה יכול לשקף את ההשפעה של בחירת המושבות הדבש של הסוואנה אשר הביאו לירידה בצמיחת האוכלוסיית הקרדית. רמות הפוריות שנמדדו במחקר זה היו גבוהות בהרבה בהשוואה לאוכלוסיות דבורי הדבש ששרדו ומוצגות בטבלה 4. שיעורי הפריון הגבוהים שלנו אינם חריגים, שכן שיעורי פוריות גבוהים ככל נעים בין 40-65% (Ritter, 1993) ו-60-90% (Ruttner and Marx, 1984) אשר דווחו על דבורי הדבש האפריקאיות ודבורים אחרות, בהתאמה.

במחקר שלנו, רמה גבוהה של עקרות קרדית מצביע על דיכוי חזק של רבייה קרדית ולכן התנגדות המארח גבוהה.

בA. m. scutellate. טפיל מייצר פורה יחיד, בתאי זכרים ובתאי נקבות, מייצר 2·0 ± 1·2 ו 2·4 ± 1·2 צאצאים, בהתאמה. כאשר לוקחים בחשבון את כל הטפילים המייצרים (כולל אלה שלא ייצרו צאצאים כלל), הפוריות ירדה ל1·0 ± 1·3 (זכרים) ו 1·7 ± 1·5 (נקבות) צאצאים שהופקו לכל קרדית. זה הרבה יותר נמוך מאשר באוכלוסיות אחרות ששרדו או אשר רגישות, ללא קשר למין המארח, עניין זה מתואר בטבלה מספר 4. עם זאת, שיעורי פוריות דומים ואף נמוכים יותר דווחו גם בדבורי הדבש האפריקאיות מברזיל (1·7 ± 0·5) במהלך סוף שנות ה80 (Carneiro et al 2007). הם גילו כי לאחר 20 שנה, מספר זה גדל ל 2·6 ± 0·6, ובכך מראה כי פרמטר זה יכול להשתנות עם הזמן. שיעורי הפוריות במחקר שלנו נמוכים אף יותר מהדיווחים הקודמים על אוכלוסייה זו (Martin and Kryger, 2002). הפריון הנמוך של הקרדית הנמדד במחקר זה עשוי להיות הגורם לקצב האיטי שבו אוכלוסיות הקרדית גדלות במושבות אלו (Strauss et al. 2015).

פוריות לא בהכרח משקפת את הצלחת הרבייה של המייצר. עבור פרטים פוריים, בכדי להתרבות בהצלחה במהלך מחזור הרבייה, יש לתרום לפחות את אחת הבנות הבוגרות באוכלוסיית הקרדית (Martin, 1994,1995a). במחקר זה, הצלחה הרבייה נצפתה ב2% ו-19% של תאי זכר נגועים ותאי נקבות נגועים, בהתאמה. בהשוואה למחקרים אחרים (טבלה 4) פרמטר זה מאשר את העמידות הגבוהה של A. m. scutellate בהתפשטות של V. destructor. לדברי Rosenkranz et al. (2010), ישנם מספר גורמים שיכולים להסביר את היעדר הבנות המזדווגות. מייצרים עשויים למות מוקדם מבלי לייצר צאצאים, הם עשויים לייצר רק זכרים או רק נקבות, או אולי התחיל בהנחת הביצה מאוחר מדי בכדי לייצר בנות בוגרות בזמן הגחתן של הדבורים מהתאים (9% זכרים ו -15% נקבות) בדומה למה שדווח על ידי Martin and Kryger (2002) ועל אוכלוסיות דבורי הדבש האחרות שנבדקו עד כה (טבלה 4). תכונה זו, אם כן, לא צפויה להיות מעורבת בעמידות לקרדית. בתאים עם בנות בוגרות, אחוז גבוה יותר של גברים בוגרים היו מתים או חסרים בתאי הזכרים (17%) והנקבות (15%) (טבלה 1) בהשוואה לתוצאות של Martin and Kryger (2002) (9% ו-11% בהתאמה) באותה האוכלוסייה.

אצל דבורי הדבש האפריקאיות, גברים בוגרים מתו ב-13%-19% מהתאים בהם הייתה הגחה של הנקבות (Medina and Martin 1999). מהנתונים עולה כי אחוז הזכרים המתים גדל הן בתאי הדבורים הזכרים והן בתאי הנקבות בהשוואה למדידות של Martin and Kryger (2002) ודומות לאלה שנמצאו באוכלוסיות הנקבות האפריקאיות (Medina and Martin, 1999). עם זאת, דבורי הדבש באירופה הראו גם פרופורציות גבוהות של תאים פוריים ללא זכר או עם זכרים מתים (שיעורי תמותה של 10% בבדיקות תאי הזכרים ו13-21% בתאי הנקבות, Martin, 1994,1995a, 2001 ) ותכונה זו לא מספיקה בכדי להקטין את גידול האוכלוסיית הקרדית לרמות של הישרדות מושבת הדבורים המארחות. הסיבות לחוסר הזכרים יוחסו לזכרים שנרצחו על ידי הגלמים במהלך ההתפתחות, או כתוצאה מכך שלא מצאו את מקור ההזנה (Donzé et al 1996). עם זאת, הצלחת הרבייה של קרדית Varroa מושפעת מגורמים רבים (למשל תנאי אקלים, עונות או תתי-מינים של המארח, Rosenkranz et al 2010), וערכי הרבייה המתקבלים כאן צריכים להיות מאומתים באוכלוסיות סוואנה אחרות. ניטור לטווח ארוך של רבייה קרדית Varroa בתנאים דרום אפריקאים, הוא גם כן הכרחי בכדי להבין טוב יותר את האינטראקציה בין הקרדית, הגורמים סביבתיים ובריאות המושבה המארחת.

גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא החשיבות של אותות המארח המשמשים את קרדית Varroa עבור ההפעלה תהליך יצירת הביצית, אואוגנזה (Garrido ו Rosenkranz, 2004). ייתכן כי אותות הזחל של אוכלוסיות דבורי הדבש מונעים (Milani et al 2004) או מעכבים את תחילת מחזור הרבייה של הקרדית, וכתוצאה מכך, ישנה ירידה בהצלחת הפוריות (Locke et al 2012). ההרכב המשפחתי שנצפה באוכלוסיית A. m. scutellate התאים עם עיכוב הרבייה האפשרי רק בשליש מהמקרים (נתונים לא מוצג). במקרים אחרים, ההרכב היה סביר יותר עקב הפרעה או בעיה בתוכנית הרבייה הרגילה של הקרדית כפי שתואר על ידי Martin (1994, 1995a). ההתנהגות ההיגיינית של הנקבות המארחות, עשויה להוביל גם לעלייה בשיעור הקרדית העקרה, וזאת באמצעות הפרעה בשיכפול הקרדית  Varroaו/או הסרה ספציפית של קרדית פורייה (Harbo and Harris, 2005; Allsopp, 2006; Harris et al 2010 ; Kirrane et al. 2011). עוצמת ההתנהגות ההיגיינית, והתפקיד שהתנהגות זו עשויה לשחק בהישרדות המושבה של דבורי הדבש הסוואנה בדרום אפריקה, נחקרת כעת על ידי Strauss et al.,, אלו נתונים שטרם פורסמו).

טבלה 4: השוואה בין פרמטרי הרבייה בין דבורי הסוואנה (Apis mellifera scutellata), דבורי הדבש האפריקאיות והאירופיות בתאי זכרים ונקבות באופן טבעי בהם קיים טפיל מייצר אחד. כל התאים שנדבקו בטפיל נחשבו פוריים.

הסתמכות	שלב התפתחותי/ שעות לאחר הכיסוי	מספר הבנות שהזדווגו (ממוצע+סטיית התקן)	כוח ההתעברות (ממוצע+סטיית התקן)	אחוז הזכרים בלבד	אחוז הבנות שלא הזדווגו	אחוז הבנות שהזדווגו	אחוז העקרות	אחוז הפוריות	טיפול נגד טפיל	דבורי הדבש
										זכרים
המחקר הנוכחי	הגחה	0·0 ± 0·2	1·0 ± 1·3 3·4 ± 0·8	9	36	2	52	48	לא	סוואנה
Martin and Kryger (2002)	תאים סגורים⩾200 h	2·2 ± ?	4·9 ± 1·0	20	13	59	2	98	לא	סוואנה
Calderón et al. (2012)	תאים סגורים⩾240 h	2·1 ± 1·9	4·0 ± 1·9	9	19	65	7	93	לא	אפריקאיות
Martin (1995a)	תאים סגורים⩾322 h	1·9–2·1 ± ?	4·1 ± ?	14	15	63	3	97	כן	אירופאיות
										נקבות
המחקר הנוכחי	הגחה	0·3 ± 0·7	1·7 ± 1·5 3·5 ± 0·6	15	38	19	30	70	לא	סוואנה
Martin and Kryger (2002)	תאים סגורים⩾200 h	0·9 ± ?	4·5 ± 0·7	15	15	51	13	87	לא	סוואנה
Medina and Martin (1999)	קרוב להגחה	0·7 ± ?	4·9 ± 0·6	11	33	44	12	88	לא	אפריקאיות
Calderón et al. (2012)	תאים סגורים⩾240 h	0·5 ± 0·8	3·2 ± 1·6	18	34	38	11	89	לא	אירופאיות
Locke and Fries (2011)	190 < x < 280 h		3·1 ± 0·1						לא
Locke et al. (2012)			3·7 ± 0·1						לא
Locke and Fries (2011)			4·1 ± 0·0
Locke et al. (2012)			4·3 ± 0·1

רביית Varroa בתאים נגועים רבים הן של הזכרים והן של הנקבות

הניטור של הרבייה בצפיפות הטבעית אפשרה לנו לחקור רבייה של הקרדית במקרים שבהם כמה טפילים מייצרים פלשו לאותו התא. במצב זה ישנה יותר תחרות על המשאבים, וכתוצאה מכך, ההצלחה של הרבייה הפרטנית נמוכה בדרך כלל בהשוואה לזו של תאים שבהם יש טפיל מייצר אחד (Fuchs and Langenbach, 1989; Eguaras et al 1994, Martin, 1995b; Mondragón et al , 2006; Kuster et al. 2014). במחקר זה, נצפתה גם ירידה משמעותית במספר הצאצאים המיוצרים לכל תא בו יש טפיל מייצר אחד לבין תאי הזכרים בהן נמצאו בין 1 ל -4 או יותר טפילים מייצרים, וכן בין תאי הנקבות הנגועים בהם נמצאו בין 1 לבין 2-3 מייצרים. ההבדלים היו משמעותיים עבור תאי הזכרים, אך לא לנקבות, העשויים להיות קשורים למספר הנמוך של התפשטותיות מרובות שנצפו לאחרונה. ההצלחה הרבייתית (מספר בנות המזדווגות) בתאי הזכרים לכל טפיל מייצר, היה גבוה יותר בתאים המכילים טפיל מייצר אחד מאשר בתאים בהם היו 2-3 מייצרים.

עם זאת, אם ניקח בחשבון את מספר בנות המזדווגות המגיעות מתאי זכרים, הפלט גבוה משמעותית בהשוואה לתאים הנגועים. בתאים שנדבקו בטפיל יחיד, היתה שכיחות גבוהה של חוסר בזכרים בוגרים, וכתוצאה מכך בנות לא יכלו להזדווג. לעומת זאת, בתאים נגועים בהם היה יותר מזכר בוגר אחד, לקרדית הבת היה סיכוי טוב יותר להזדווג אם זכר אחד או יותר נשארים בחיים (Martin, 1995b). ואכן, ההתפלגות הנצפתה של הקרדית בתאי הזכרים והנקבות יכולה להיות מנגנון עבור הקרדיות האלה בכדי להתמודד עם ההשפעות של הטפילים המייצרים (Abel et al 2015).

אף על פי כן, כמות הזרע שהזכר מסוגל להעביר לאחת הקרדיות, הבנות, יכולה להיות גורם מגביל, כך שגם אם יש יותר בנות מבוגרות בתאים הנגועים, יש סיכוי שלא כולן יקבלו זרעונים בכדי להבטיח את הצלחת הרבייה במחזורן (Donzé et al 1996, Wendling et al 2014).

העדפת תאי הזכרים על ידי הקרדית

העדפת קרדית Varroa את תאי הזכרים, דווחה בכל אוכלוסיות דבורי הדבש שנחקרו (Fuchs, 1990; Boot et al 1995a). דבר זה קשור לעובדה שתקופת ההבשלה של הזכר הינה ארוכה יותר מזו של הנקבות, מה שמאשפר זמן רב יותר לשכפול הקרדית ולכן, הצלחת רבייה גבוהה יותר (Boot et al 1995b, Martin, 1995a; Tribe and Allsopp, 2001) . במחקר שלנו, שיעורי התפשטות של הטפיל בתאי הזכרים היו פי 3 מזה של תאי הנקבות, המאשר את העדפת תאי הזכרים. למרות הזמן הארוך יותר עבור הקרדיות להתרבות בתאי הזכרים, הצלחת הרבייה של הקרדית הייתה כשליש לעומת תאי הנקבות. נתון זה היה קשור לעקרות גבוהה יותר בתאי הזכרים (52%) בהשוואה לתאי הנקבות (30%). זאת בניגוד למה שנצפה במרבית המחקרים האחרים, המראים כי אי פוריות בתאי הנקבות דומה או גבוהה יותר מאשר בתאי הזכרים (Martin et al 1997, Garrido et al 2003, Calderón et al 2012) . הסיבות לפוריות הנמוכה בתאי הזכרים אינן ידועות, אך עשויות להיות קשורות לתדירות גבוהה של זכרים חסרים או מתים ונקבות לא בוגרות. רמת ההעדפה הנמדדת בA. m. scutellata הינה נמוך יותר מזו של אוכלוסיות דבורי דבש האחרות, כאשר היחס בין שיעורי התפשטות בין המינים נע בין 5 ל-12 (Fries et al 1994, Boot et al 1995a). ההעדפה הנמוכה יותר יכולה להיות קשורה להצלחת הרבייה הנמדדת באוכלוסייתנו. עם זאת, יחס זה נשאר זהה בעשור האחרון (Martin and Kryger, 2002). לפיכך, הירידה בהצלחת הרבייה בקרדית לא הביאה לירידה בהעדפה תאי הזכרים. יחסים כאלה עשויים להתבסס על תקופות אבולוציוניות ארוכות יותר. כיום, תופעה זו עשויה להוות מנגנון ללכידת קרדית, שבאמצעותו הטפילים נמשכים למארחים אינדיווידואלים, שבהם הצלחת הרבייה שלהם נמוכה יותר. מנגנון כזה יכול לתרום לירידה בשיעורי התפשטות במושבה ועלייה בהתנגדות לטפיל.

התנגדות ולא עמידות של דבורי הסוואנה כלפי V. destructor

A. m. scutellata שנלמדה כאן, אינה מראה ראיות חותכות לעמידות כלפי השפעות ההדבקה על ידי V. destructor. מחקרים נוספים, תוך שימוש בשיטות מדויקות יותר וסטנדרטיות, נדרשים בכדי לאפשר השוואות מדויקות יותר בין האוכלוסיות רגישות והאוכלוסיות השורדות.

לעומת זאת, נמצאו ראיות ברורות להתנגדות בפוריות נמוכה. רבייה נמוכה מסבירה את הקצב האיטי שבו אוכלוסית הקרדית גדלה במושבות דבורי הדבש מסוכ סוואנה,  אשר עשוי להוות את ההתאמה העיקרית המאפשרת את הישרדות המושבה. היעדר השימוש בחומרי הדברה באוכלוסיית המושבות של דבורי הדבש בסוואנה, עשוי להקל על התפתחותה של התנגדות זו על ידי מתן אפשרות לבחירה הטבעית (Rosenkranz, 1999). מה שאנו עשויים להיות עדים לו הוא הקמת מערכת יחסים יציבה של טפיל-מארח, שבה ההשפעות השליליות של התפשטות קרדית, גורמות לרמת נזק סבילה ברמת המושבה. עובדה זו נתמכת על ידי העובדה, כי מאז ההערכה האחרונה של רביית הקרדית Varroa בדבורי הדבש סוואנה, שיעורי הפוריות שנמדדו במחקר זה גדלו הצלחת הרבייה ירדה (Martin and Kryger, 2002). תצפיות דומות של התפתחות העמידות או ההתנגדות לאורך הזמן, בהיעדר טיפול מונע, נצפו באוכלוסיות דבורי דבש אחרות שנפלשו על ידי הקרדיות Varroa (De Jong and Soares, 1997; Kefuss et al 2004; Fries et al. 2006; Le Conte et al. 2007, Seeley 2007, Locke and Fries, 2011, Locke et al 2012, Seeley et al 2015). מחקרים אלה מראים מגוון של מנגנונים המוליכים להישרדות המושבה והזיהוי שלהם מספק לנו מגוון של תכונות שניתן לגדל באופן סלקטיבי לאוכלוסיות דבורי הדבש הרגישות בכדי להגביר את הישרדותן מהטפיל.

עם זאת, נדרשת הבנה מפורטת יותר כדי לזהות את כל ההתנהגויות האפשריות של דבורי הדבש הסוואנה מדרום אפריקה (למשל, התנהגות היגיינית,טיפוח , תדירות השרצה), שעשויות לתרום לשמירה על מספר קרדית נמוכה וכתוצאה מכך צמצום ו/או מניעת צמיחת אוכלוסית הקרדית מעל סף הגורם לנזק עבור המושבה. אנו מודים ל Kendall Richardson לסיוע בתחום המעבדה. אנו מודים לשלושה סוקרים על הערות בונות על כתב היד.

תמיכה כלכלית

הסיוע הכספי של הקרן הלאומית למחקר (NRF) ושל אוניברסיטת פרטוריה למחקר זה מוזכרים בזאת. מודים לAgroscope על מתן נסיעות עבור VD. הדעות שהובעו והמסקנות שהגיעו, הן של המחברים ולא בהכרח מיוחסות לNRF.