Pogoń za superpszczołą. Czy zdołamy uratować najważniejszego owada zapylającego na świecie?

Brat Adam został pszczelarzem w złych czasach. W 1915 r. miał 16 lat i właśnie odbywał nowicjat w benedyktyńskim opactwie Buckfast w południowo--zachodniej Anglii. Pomory pszczół zdarzały się od stule¬ci, ale katastrofa, której świadkiem stał się młody mnich, była czymś dotąd niespotykanym. Tajemnicza choroba najpierw zniszczyła pasieki na wyspie Wight, a teraz pustoszyła resztę Anglii.
Kolejne ule brata Adama okazywały się puste, a ich mieszkanki pełzały po ziemi, niezdolne do lotu. Stracił wówczas 29 spośród 45 uli, które liczyła pasieka opactwa.

Z czasem poznano przyczyny „choroby z wyspy Wight” – winowajcą okazał się pasożytniczy roztocz świdraczek pszczeli. Ale odkrycia naukowe przyszły zbyt późno i nie zdołały uratować rdzennej dla Wielkiej Brytanii brązowej pszczoły wrzosowej zwanej wrzosówką. Roje, które przetrwały, były mieszańcami powstałymi ze skrzyżowania miejscowych trutni z królowymi pochodzącymi z kontynentalnej Europy. Wyraźnie większy wigor krzyżówek sprawił, że brat Adam postanowił wyhodować rasę odporną na chorobę. W 1950 r., po latach przygotowań, dostał szansę zrealizowania tego planu. Przez następne 37 lat starym klasztornym samochodem objechał Europę, Bliski Wschód i Afrykę, gromadząc kolekcję ponad półtora tysiąca pszczelich królowych: pracowitych pszczół anatolijskich z północnej Turcji, zróżnicowanych pszczół z Krety, tych z oaz Sahary, czarnych pszczół z Maroka, drobnych, żółtych pszczół znad Nilu czy łagodnych spod Kilimandżaro.

Zbieraninę tę przywiózł do położonego na odludziu ośrodka, z dala od innych pszczół, które swoimi ge¬nami mogły zakłócić hodowlę. Krzyżował je, aż w końcu uzyskał rasę Buckfast, którą szybko nazwano „nadpszczołą”. Jasnobrązowa, żywotna, nieskłonna do żądlenia i niezwykle pracowita, a przede wszystkim odporna na pustoszącą pasieki chorobę. W latach 80. pszczoła z Buckfast była sprzedawana na całym świecie, a brat Adam stał się pszczelarskim celebrytą. Owadom zagroziła jednak kolejna zaraza. W Europie i Ameryce rozplenił się azjatycki roztocz o złowróżbnej, choć trafnej nazwie Varroa destructor, powodujący chorobę określaną jako warroza.

– Tylko w pełni odporna, hojnie wyposażona genetycznie rasa lub odmiana może oprzeć się tej zarazie – przekonywał brat Adam w 1991 r. Nie przystąpił jednak do pracy, bo wcześniej przełożony opactwa Buckfast, uznawszy, że rosnąca sława brata Adama kłóci się z jego za-konnym powołaniem, odwołał go ze stanowiska klasztornego pszczelarza. Załamany zakonnik zmarł w 1996 r. – W klasztorze nikt właściwie nie zajął jego miejsca – mówi Clare Densley, która dwa lata temu wznowiła prace hodowlane w Buckfast.

Tymczasem w pszczelim świecie dzieje się coraz gorzej. W 2007 r. w Ameryce i Europie zaczęły mnożyć się doniesienia o „zespole masowego ginięcia pszczoły miodnej”, gwałtownych pomorach całych pszczelich rodzin. Media krzyczały o „zagrożeniu dla światowego rolnictwa” i „bezprecedensowej klęsce na skalę globalną”. Miały rację – od zapylania przez owady, przede wszystkim pszczoły, zależy jedna trzecia światowej produkcji żywności.

Naukowcy zajmujący się pszczelnictwem za¬inspirowani działalnością brata Adama starają się zrozumieć mechanizm masowego ginięcia pszczół. Przypuszcza się, że powoduje je cały śmiercionośny koktajl: pasożyty, patogeny, zmiany w środowisku naturalnym i trujące chemikalia, a także warroza. W większości dużych pasiek walczy się z roztoczami za pomocą preparatów chemicznych, uznając je za zło konieczne. Aby go uniknąć, trzeba wrócić do myśli brata Ada¬ma – stworzyć jeszcze lepszą „superpszczołę”. Naukowcy, którzy podążają tą drogą, mają dziś do dyspozycji nowe metody, w tym inżynierię genetyczną. Są i tacy, którzy chcą trzymać się metod naturalnych: żadnych chemikaliów, żadnych modyfikacji genetycznych – niech pszczoły ewoluują same!

– Niestety żadna z tych dróg nie doprowadziła do powstania pszczoły wystarczająco odpornej na roztocze i wystarczająco produktywnej. Mówiąc „wystarczająco”, mam na myśli rasę, która byłaby w stanie przechylić szalę na naszą stronę – mówi Keith Delaplane, dyrektor programu badań pszczelniczych Uniwersytetu Georgii. Dodaje, że kryzys w pszczelarstwie jest ogromny. – Kiedy podczas szkoleń proszę salę pełną pszczelarzy o historie ich sukcesów, nikt się nie zgłasza. Pszczoły miodne to superorganizmy. Są mózgiem ula, jego siecią lingwistyczną. To jeden z niewielu poza człowiekiem gatunków, które porozumiewają się za pomocą symboli – tańcem przekazują swoim towarzyszkom informacje o lokalizacji pokarmu. Ludzie zajmujący się pszczołami przyznają, że żadna metafora nie potrafi oddać całej złożoności społeczeństw tych fascynujących stworzeń. Rodzina pszczela liczy do 80 tys. osobników, a zachowuje się jak ludzkie miasto.

Brzęczący owad Apis mellifera wydobywa z kwiatów kropelki słodkiego nektaru. Wsysa go do wola, gdzie enzymy rozkładają zawarte w nim cukry. Po powrocie do ula pszczoła zbieraczka zwraca słodką masę, po czym wachluje ją skrzydłami, aby odparować wodę. Gęsty, lepki rezultat tych działań – miód – pozostaje jako zapas pożywienia na zimę, o ile nie przywłaszczy go człowiek. Jak ocenia ekolog Bernd Heinrich, pół kilograma miodu koniczynowego powstaje z nektaru z 8,7 mln kwiatów koniczyny. Gdy patrzy się na pszczoły uwijające się przy produkcji miodu, trudno uwierzyć, że ich najważniejszą rolą w naturze jest to, co robią tylko przy okazji – przenoszą pyłek. Ów pyłek to męskie komórki rozrodcze rośliny, które mają trafić do żeńskich narządów kwiatu, co stanowi zasadniczy etap rozmnażania się roślin. Niektóre z nich wykorzystują do tego wiatr, inne – zwierzęta, głów-nie owady. Gdy Apis mellifera zbiera nektar, do jej ciała przyczepiają się ziarenka pyłku.

Przelatując z kwiatka na kwiatek, pszczoła w każdym z nich gubi trochę pyłku, zapylając je. Te rośliny, które korzystają z wiatru, muszą wytwarzać ogromne ilości pyłku, by jedynie kilka ziarnek trafiło do innego kwiatu. Zaprzęgnięcie do pracy owadów jest z ewolucyjnego punktu widzenia znacznie efektywniejsze. Takie rośliny mogą produkować tysiąc razy mniej pyłku niż wiatropylne.

Wszystko to zrozumiałem, gdy odwiedziłem Adama Novitta, który prowadzi małą przydomową pasiekę w Northampton w Massachusetts. Na każdym słoiku jego miodu umieszczona jest informacja o dokładnej lokalizacji pożytku, z którego korzystały pszczoły. Novitt aż dwa lata musiał czekać na matki pszczele rasy Buckfast, bo podaż nie nadąża za rosnącym popytem. Aby zademonstrować łagodne usposobienie owadów, zdejmuje wieko ula, nie założywszy rękawic ani kapelusza z siatką. W powietrzu rozchodzi się sielska woń – wosk, miód, drewno. Pszczoły kłębią się na plastrach niczym dzieci w przedszkolu.

Ale niektóre robotnice pokryte są czerwonawymi plamkami wielkości łebka od szpilki – to oznaka warrozy. Roztocze przyczepiają się jak kleszcz czy pijawka i wysysają hemolimfę, owadzią krew, osłabiając układ odpornościowy gospodarza. Środowisko ula – wilgoć, ciepło, pszczoły w zagęszczeniu – to idealna wylęgarnia chorób. – Roztocze przecierają szlak, reszty dokonują bakterie, grzyby lub wirusy. Pstryk! I kolonia załatwiona – strzela palcami Novitt. Jak wspomina, przed pojawieniem się warrozy prowadzenie pasieki było rozrywką. Dziś pszczelarstwo to z kolei ciągła walka z roztoczami.

Rolnik, który ma kłopoty z owadami, zwykle sięga po preparaty chemiczne – pestycydy, którymi opryskuje sad, by zlikwidować larwy owadów rozwijające się w owocach. Choć roztocze i pszczoły są ze sobą bliżej spokrewnione niż jabłka i larwy, firmom chemicznym udało się uzyskać skuteczne środki roztoczobójcze, które nie szkodzą pszczołom. Pszczelarze powszechnie je stosują, ale ani jeden naukowiec, producent miodu czy pszczelarz hobbista, z którymi rozmawiałem, nie był zadowolony z traktowania uli truciznami. Na dodatek, jak donoszą naukowcy, Varroa destructor coraz częściej uodparnia się na dostępne w handlu środki roztoczobójcze.

Innym podejściem, które nie wiązałoby się z użyciem toksycznej chemii, jest zastosowanie interferencji RNA (RNAi). Nad metodą z wy¬korzystaniem RNAi pracuje firma Beeologics, gałąź wielkiej korporacji Monsanto. W komór¬kach cząsteczki RNA przenoszą informację z genów do maszynerii komórkowej zajmującej się wytwarzaniem białek, podstawowych cegiełek życia. Każde białko ma unikatowy skład i budowę, tak samo jak związane z nim RNA i gen. Interferencja RNA polega na tym, że do komórek wprowadza się substancję, której zadaniem jest powstrzymanie działania jednego, szczególnego rodzaju RNA. Dezaktywacja RNA przecina drogę od genu do kodowanego przez ten gen białka. W rozwiązaniu zaproponowanym przez Beeologics pszczoły są karmione roztworem cukru z dodatkiem RNAi, który unieszkodliwia RNA roztoczy. Plan jest prosty: spreparowany słodki roztwór jest bezpieczny dla pszczół, ale gdy pasożyt napije się pszczelej hemolimfy, zassie również RNAi – co powinno mu zaszkodzić. To jak zwalczanie wampirów przez jedzenie pizzy z sosem czosnkowym. Marla Spivak z Uniwersytetu Minnesoty zwraca uwagę, że RNAi to wąsko wyspecjalizowane narzędzie.

– Uderza tylko w jeden punkt, a żywy organizm zawsze znajdzie sposób, żeby to obejść – ostrzega. Jej zdaniem jedynym sposobem na odwrócenie klęski jest zdrowsza i mocniejsza pszczoła. Taka, która zwalczy pasożyty i choroby sama, bez pomocy człowieka.

Dwie grupy badawcze – ekipa Marli Spivak i zespół Johna Harbo z ośrodka badawczego Ministerstwa Rolnictwa USA w Baton Rouge w Luizjanie – pracują nad wyhodowaniem pszczół odpornych na roztocze. Wprawdzie reprezentują różne podejścia badawcze i odmienne metody, ale zajęli się tym samym obiektem – pszczołami „higienistkami”.

Larwy pszczoły (zwane czerwiami) rosną w komórkach plastra wypełnionych pokarmem i zamkniętych woskowym wieczkiem. Roztocze dostają się do tych komórek przed ich zamknię-ciem i składają tam jaja. Po wylęgnięciu młode roztocze atakują bezradne, nieruchome pszczele poczwarki. Wydostające się z komórek dorosłe owady są już usiane roztoczami. Pszczoły „higienistki”, w przeciwieństwie do innych pszczół, umieją wykryć roztocze wewnątrz zamkniętych komórek, przypuszczalnie za sprawą węchu. Otwierają je i usuwają zaatakowane larwy, przerywając w ten sposób cykl rozrodczy pasożyta.

Zespoły Spivak i Harbo już pod koniec lat 90. wyselekcjonowały odmiany pszczół o dużym udziale „higienistek”. Kilka lat później naukowcy zorientowali się, że owe „higienistki” przestają sobie radzić, gdy udział zaatakowanych larw jest zbyt duży. To na razie problem nierozwiązany – wciąż nie została poznana genetyczna podstawa zachowań „higienicznych”.

Innym możliwym kierunkiem selekcji są zachowania pielęgnacyjne, ale i tu naukowcy napotykają podobne problemy. Pielęgnacja ciała u pszczół polega na tym, że środkową parą odnóży robotnice czyszczą siebie albo inne pszczoły. Jeśli zrobią to, zanim roztocze się do nich przyczepią, mogą pozbyć się pasożytów. Najlepsze byłyby więc „higienistki”, które na dodatek skrupulatnie pielęgnują swoje ciała. Hodowcy obawiają się jednak, że takie pszczoły poświęcałyby cały czas na zabiegi higieniczno-kosmetyczne, niczym pustogłowe nastolatki. Istnieje też obawa, że selekcjonowanie pszczół w jednym kierunku spowodowałoby negatywne konsekwencje w innych. Mogłoby się okazać, że takie pszczoły są agresywne lub leniwe.

Martin Beye, genetyk z Uniwersytetu im. Heinricha Heinego w Düsseldorfie, twierdzi, że nie da się tych problemów rozwiązać bez odwołania się do biologii molekularnej. Dla genetyka kojarzenie na ślepo dwóch linii pszczół o pożądanych cechach przypomina rzut dwoma garściami kamyków w nadziei na to, że ułożą się w oczekiwany wzór. Znacznie skuteczniejsza droga polega na zidentyfikowaniu konkretnych genów, które odpowiadają za te cechy, i wprowadzeniu ich do genomu. Genom pszczeli został rozszyfrowany w 2006 r. przy współudziale Beyego. Jego zdaniem następnym krokiem powinna być identyfikacja i modyfikacja genów wpływających na poszczególne zachowania pszczół.

Wprawdzie naukowcy uzyskali pierwsze transgeniczne owady już w latach 80., ale wszelkie próby inżynierii genetycznej u pszczoły miodnej na razie zakończyły się niepowodzeniem. Beye zlecił opracowanie właściwej metody mło¬dej badaczce Christinie Vleurinck. To żmudna praca. Vleurinck musi pobrać jaja pszczele z ula, wstrzyknąć do nich materiał genetyczny (w tym wypadku z genem, który sprawia, że pewne tkanki świecą w promieniach lampy fluorescencyjnej), po czym z powrotem umieścić jaja w ulu. Raz za razem okazuje się, że nowe geny się nie przyjęły. Nakłuwanie igłą jaj często prowadzi do uszkodzeń zarodków, robotnice szybko je wykrywają i niszczą. Konieczne są lata pracy, zanim metodę będzie można zastosować do uzyskania nowych, lepszych pszczół. A potem próby hodowania genetycznie zmodyfikowanych owadów na pewno spotkają się z protestami.

Ze zgrozą przewraca oczami na te wieści Phil Chandler, autor książki Bosy pszczelarz. Należy do grupy ludzi, którzy kwestionują „oficjalną” wiedzę. Uważa, że nauka, nawet jeśli intencje uczonych są dobre, więcej problemów tworzy niż rozwiązuje. – Nie zdołamy pokonać trudności, używając tego samego typu myślenia, które te trudności wywołało – przekonuje. Wciąż mówi o złudzeniu, że człowiek jest w stanie za¬panować nad naturą. Owszem, lepsze pszczoły mogą zostać stworzone, wierzy w to, ale tylko wtedy, gdy uczynią to same pszczoły. Największym wrogiem pszczoły miodnej, twierdzi, nie są roztocze czy wirusy, ale przemysłowe, wielkotowarowe rolnictwo. I w tym wielu naukowców przyznaje mu rację. Mają tylko inne pomysły na zaradzenie problemowi.

Sto lat temu większość upraw zapylały dzikie pszczoły. Z czasem rodzinne gospodarstwa rolne zamieniły się w wielkie, przemysłowe farmy. Pszczoła musi zdobywać pożywienie przez wiele miesięcy w roku, natomiast ogromne pola przeznaczone pod monokulturę pokrywają się kwiatami na tydzień lub dwa. Roślin, które mogłyby pszczoły utrzymać przez resztę roku, nie ma – chwasty tępi się herbicydami, brakuje też zarośniętych nieużytków. Populacje osiadłych pszczół są tak nieliczne, że farmerzy muszą zamawiać przyjazd obwoźnej pasieki. Na wielkich ciężarówkach jeżdżą od monokultury do monokultury. Szczyt przychodzi w lutym lub marcu: ponad półtora miliona uli z całego kraju zbiera się wokół Doliny Kalifornijskiej, by zapylać plantacje migdałowców.

W kilka tygodni gigantyczne chmary pszczół pomagają w wytworzeniu 80 proc. światowej produkcji migdałów. Chandlera poznałem pod opactwem Buckfast, na zjeździe pszczelarzy. Wielu z nich zgadza się z jego diagnozą. Niemniej jednak są zbici z pantałyku jego wnioskiem, że najlepszym sposobem na wygranie z warrozą jest poddanie się. Pilnowanie, by pszczoły były zadbane i miały co jeść, resztę zostawiając ewolucji. Przyznaje, że przez najbliższe dziesięć lub więcej lat pszczelarze będą tracili większość rodzin pszczelich. Ale dobór naturalny w końcu doprowadzi do powstania odpornej pszczoły. Opowiadam Chandlerowi i Clare Densley odpowiedzialnej za pasiekę klasztoru Buckfast o programie RoboBee uruchomionym na Uniwersytecie Harvarda. Jego celem jest skonstruowanie maleńkich dronów zapylaczy. Samo¬naprowadzające się roboty rozróżnią kwiaty po kolorze i wetkną w nie sondy, aby pobrać pyłek.

– Raczej nie przyzwyczaiłabym się do świata z mechanicznymi pszczołami – mówi Densley. – Wolę te nasze stare, żywe. Tak jak pozostali, czeka na jakiś przełom.