Počty včelstev v USA klesají od osmdesátých let minulého století. (Kredit: Rob Flynn)

V časopisu Frontiers in Microbiology se tento týden objevil článek, který se týká včelích střev. Respektive toho, co je v nich. A protože i v mikroskopu vypadají výkaly všech včel stejně, posvítili si na ně z pohledu genetiky. Podobně, jako máme my i zvířata v genomu specifické sekvence, stejně tomu je u jednotlivých druhů mikrobů. Zjišťování těchto krátkých specifických sekvencí je spolehlivým nástrojem ke zjišťování, čemu se ve střevech daří a čemu ne.

Mark Williams, mikrobiolog na Virginia Tech, vedoucí výzkumného kolektivu. (KreditVT)

O mikrobiomu, jak se všemu živému v zažívacím traktu začalo říkat, píšeme na OSLU často, například v souvislosti s léčbou fekáliemi. Zatím to ale bylo jen v souvislostech se zdravím lidským, případně ve vztahu složení obsahu střev ke schopnosti se dobře učit. V našich útrobách rejdí triliony mikrobů a většinou jsou k nám přátelští. Je to z velké části právě zásluha mikrobů, že se dostaneme k živinám z toho, co sníme. Fascinující není ani tak počet našich pomocníků, nýbrž jejich diverzita. I když jejich genomy jsou krátké, tím, že jich je zhruba tisíc druhů, výsledkem je, že to co máme ve střevech, má stokrát více genů než kolik jich máme v buňkách my sami. Proč jsme odbočili do světa lidí, když je článek o včelách? To abychom si připomněli že mikrobiom má hodně dlouhé prsty a že jich má hodně. A že střevní mikroflóra nejen, že ovlivňuje jak moc z toho co sníme, se nám usadí ve faldech na břiše a že může za takzvanou infekční obezitu, že přispívá k ochraně před hepatocelulárním karcinomem, tedy rakovinou, ale že moduluje i funkci a výkonnost našeho imunitního obranného systému.

Chlorothalonil (2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitril)

Tím se dostáváme k tomu, co  tým Marka Williamse zjistil u včel, když tohoto specialistu na půdní mikrobiologii přesvědčili, aby se začal věnovat něčemu co létá a má žihadla. Důvod byl prostý, počty práceschopných včelstev za posledních deset let v mnoha oblastech USA klesly o více než třicet procent a nikomu se zatím nepodařilo přijít na to, čím to je. Většinou se to klade za vinu záhadné chorobě, které se přezdívá syndrom zhroucení včelstev „CCD“ (z anglického Colony Collapse Disorder). Ve Virginii, kde sídlí i Williamsův zaměstnavatel, mají zcela opodstatněné obavy, že v jejich státě, stojícím ekonomicky na zemědělství, by další masové vymírání včel ohrozilo pěstování jablek, melounů, tykví,...

Chlorothalonil je vysoce oblíbený u provozovatelů golfových areálů. Výrobce garantuje vysokou účinnost, hezky zelené trávníky, malou rezistenci na přípravek. (Kredit: Prime Source)

Jako už mnoho badatelů před ním i Williams začal tím, co američtí včelaři používají. Ukázalo se, že  aby své svěřenkyně zbavili škodlivých parazitů (roztočů Varroa), v praxi používají přípravky s účinnou látkou chlorothalonil. Vycházejí z toho, že se u něj uvádí, že je k myzu šetrný a tak s jeho pomocí včelaři svým svěřenkyním ulehčují od houbových chorob, bakteriálních i ektoparazitů. Přípravky s chlorothalonilem si oblíbili i pěstitelé a zahrádkáři na svých pozemcích jako účinný pesticid. Nejvíce se ho ve světě vystříká na podzemnici olejnou, rajčata a brambory. Podle údajů z US EPA, celých deset procent (což je zhruba tolik jako na lány brambor), ho padne na údržbu golfových hřišť a pěstěných trávníků. Ve velkém jej začíají  využívat i vinohradníci, protože jim ochrání rostliny jak před botrytidou, tak i peronosporou.

Chlorothalonilem ošetřené plochy nenapadají plísně a bílé míčky se na nich hledají snadněji. (Kredit: Richard Latin, Turfdiseases)

V době, kdy se údaje o těchto látkách evidovaly a zveřejňovaly, byly přípravky s chlorothalonilem na třetím místě v žebříčku nejpoužívanějších fungicidů. Hlavně kvůli jeho deklarované nízké toxicitě. Museli bychom ho sníst asi deset gramů, aby nás to výrazněji ohrozilo. Z pokusu na zvířatech, kterým ho přidávali do žrádla, se projevil jako karcinogen, ale to šlo o množství, ke kterým v praxi nemůže dojít.  Ptákům také nemá škodit. To, co je u něj potřeba pohlídat je, aby se nedostal do vody, obojživelníci a ryby ho vyloženě nesnáší. Kolik se chlorothalonilu nyní vyrábí a aplikuje se asi nikomu zjistit nepodaří. Patří stále k oblíbenějším a distribuuje se v nespočtu přípravků pod řadou obchodních názvů, namátkou: Agronil, Aminil, Bravo, Bronco, Celeste, Chloro-thalonil, Daconil, Exotherm Termil, Forturf, Mold-Ex, Nopcocide N-96, Ole, Pillarich, Repulse, Tuffcide,…,…

Chlorothalonil se osvědčuje i zelinářům. Uprostřed obrázku je plocha, kde přípravek aplikován nebyl a kde úrodu poničilo Plectosporium. (Kredit: Mary Ann Hansen, Virginia Polytechnic Institute and State University).

Williams ve svém pátrání, nešel tak úplně naslepo. Některé předchozí práce již naznačovaly, že to u této sloučeniny, to s její neškodností na včely, nemusí být tak úplně košer. Včelstva ošetřená chlorothalonilem, se sice podařilo ochránit před kleštíky (varroázou), a paradoxně i když je delkarován jako fungicid, byla u nich častěji pozorována nosema (houbová choroba způsobovaná hmyzomorkami).

Jeden z mnoha přípravků s chlorothalonilem.

I když hmyzí tělesná schránka je ve srovnání s tou naší, mnohem prostoduší, zdraví včel se ukazuje být na tom podobně, jako u nás. Do značné míry je pod taktovkou mikrobiomu. I v tom jejich střívku některé z breberek hrají první housle v metabolismu cukrů a jiné, jako ta basa vzadu, tvrdí muziku při resorpci peptidů. Celé to začíná svádět k dojmu, jakoby za záhadným syndromem hroucení včelstev, byla jen obyčejná podvýživa. Něco jako fyziologicky navozený hladomor na nějž se pak následně nabaluje, kde co.

Také v celosvětově prodávaném „BRAVO“ je jako účinná látka zakuklen chlorothalonil. Výrobce u obchodně úspěšného produktu nic měnit nebude. V našich hlavách by po přečtení tohoto článku mělo při čtení názvu BRAVO – chlorothalonil, zarezonovat něco významově naprosto jiného. (Kredit: Syngenta)

Možná byla veškerá dosavadní snaha najít záhadného viníka mezi viry, slepou cestou. A proto také jedni virologové nacházeli jiné původce, než jejich kolegové odjinud. Možná také ani moc nezáleží na tom, jakým herbicidem, či jiným „...cidem“, včelám jejich mikrobiom rozvracíme. Nasvědčovalo by tomu i to, že v různých koutech světa se setkáváme s tím samým výsledným obrazem - tajuplnou „CCD“.  

Závěr
To, čemu genetici říkají „druhý genom“ a myslí tím genovou výbavu mikrobiomu, se již u lidí stalo významnou diagnostickou pomůckou. Bylo jen otázkou času, než někoho napadne, že své „druhé já“ má vlastně všechno, co má střeva. Tedy i domestikovaný hmyz. Jak nyní z Virginie zaznělo, široce používaná látka považovaná za téměř neškodnou, včelám do složení mikrobiomu zasahuje mocně a jeho prostřednictvím i do včelího trávení a schopnosti využít živiny z přijímané potravy. Tvrzení, že jsme konečně kápli na toho pravého viníka úhynu včel, je možná předčasné, ale možná také, že nás mikrobiální genetik k němu přivedl už hodně blízko.  Mr. Williams – Bravo!

Literatura

Virginia Polytechnic Institute and State University Madhavi Kakumanu, Alison M. Reeves, Troy Anderson, Richard R. Rodrigues and Mark A. Williams.: Honeybees entomb to protect from pesticides, Front. Microbiol. | doi: 10.3389/fmicb.2016.01255