空間有序的化學防禦機制塑造了蜜蜂蜂群中的微生物群落

(https://academic.oup.com/ismecommun/article/6/1/ycag247/8943587?login=false)

 社會性昆蟲面臨一項根本性的生態挑戰：群體生活賴以成功的條件也增加了疾病傳播的風險。巢穴成員之間頻繁的身體接觸、共享的食物資源以及穩定的巢穴微氣候，都為病原體的持續存在和傳播創造了有利條件，從而對群體層面的疾病控制施加了強大的選擇壓力。為了降低這種風險，真社會性物種進化出了社會免疫，這是一套集體行為、免疫和化學防禦機制，能夠降低群體層面的病原體暴露。與個體免疫反應不同，社會免疫源自於協同行動和資源共享，這使得群體能夠調節巢穴環境中的微生物群落，而不是僅僅依賴宿主的生理機能。

這篇論文以歐洲蜜蜂（Apis mellifera）為模型系統，研究了化學防禦機制如何促進蜂群層面的免疫力。透過整合微生物組分析、抗菌活性測定和蜂巢各組成部分的化學表徵，發現抗菌活性在不同蜂巢隔間間呈現明顯的距離衰減，與微生物群落的變化密切相關。這種空間模式在細菌群落和蜂巢相關病原菌中最為顯著，顯示蜂群選擇性地抑制有害微生物，同時允許中性或有益微生物的生存。化學分析表明，蜂蜜中的H₂O₂、蜂膠和蜂蠟中的黃酮類化合物以及花粉中的極性脂肪族化合物等介質是這種結構化免疫的驅動因素。抗菌活性和化學成分的變化與環境和蜂群層面的因素有關，例如蜂場位置、蜂巢健康狀況和害蟲暴露情況，這凸顯了這些防禦機制的生態敏感性。總的來說，這些結果表明，化學社會免疫是一個協調的、空間有序的系統，它塑造了微生物群落並支持蜂群功能，為將化學防禦、微生物組動態以及社會性昆蟲在環境和病原體壓力下的適應能力聯繫起來提供。