Ultrazvuková metoda boje proti Varroáze

Úvod do problematiky Varroa destructor

Roztoč Varroa destructor představuje nejvýznamnějšího parazita včelstev. Nejen že způsobuje přímé poškození, ale také přenáší nakažlivá onemocnění. Tradiční způsoby kontroly a léčby přináší také vedlejší účinky na zdravotní stav včel. Použití ultrazvukového akustického pole otevírá novou, šetrnou a velmi efektivní možnost boje proti tomuto škůdci.

Jak ultrazvuk narušuje výživu roztočů Varroa?

Ultrazvukové vlny generované speciálním vysílačem přímo ovlivňují tělo roztočů způsobem, který narušuje jejich výživový mechanismus. Ultrazvuk rozkmitává sací a bodací ústrojí roztoče, což může vést k omezení jeho schopnosti přijímat potravu z včelích larev nebo dospělých včel. To vede k vyhladovění mladších (deutonymfních) stadií roztočů. Ti pak nejsou schopni dosáhnout dospělosti (stadium imago) a padají na dno úlu oslabení a podvyživení.

Přibližně 84 % všech roztočů spadlých po ultrazvukové expozici jsou označováni jako „anorektičtí“ – mají viditelně deformovaný břišní štít (propadlý místo klasicky vyklenutého tvaru).

Vliv ultrazvukového pole na organismus parazita

Ultrazvukové pole způsobuje další nepřímý efekt na roztoče – vynucuje uvolňování specifických organických tekutin z tělních dutin parazitů. Mikroskopické vzorky roztočů Varroa po vystavení ultrazvuku vykazují tenké nitkovité výměšky černobílé barvy, odlišné od běžných kulovitých exkrementů parazita popsaných Posadou-Florezem (2018). Pravděpodobným mechanismem je tlak vyvolaný ultrazvukovými vlnami na tracheální otvory umístěné v břišním štítu roztočů.

Mechanismus akustického přenosu a reakce včel

Akustické pole rozechvívá nejen bodací ústrojí roztoče, ale také jeho štětinky a přísavky. Takto stimulovaný roztoč se stává jakýmsi oscilátorem, který bodavými pohyby štětinek podráždí a stresuje napadenou včelu.

Včely vystavené tomuto stresu reagují intenzivním hygienickým chováním (VSH – Varroa Sensitive Hygiene), při kterém agresivně čistěním odstraňují parazity a často způsobují trvalá poškození roztočů, kterými mohou být:

• poškozené končetiny roztočů
• praskliny a deformace štítu
• zcela odstraněné kusadla a nožičky
• skalpovaný hřbetní štít

Rozsah poškozeních a přežití parazitů Varroa po zásahu včelami

Méně výrazně poškození roztoči, například s deformovaným hřbetním štítem nebo chybějící jednou končetinou, mohou dál přežívat, ovšem s výrazně sníženou schopností reprodukce.

To vede k celkově nižší plodivosti populace Varroa v kolonii, a tedy ke snížení celkového zamoření úlu zejména ve foretické fázi na konci sezóny (srpen–září), kdy je největší riziko masivního rozmnožování těchto parazitů.

Výsledky ultrazvukového zásahu v experimentálních včelstvech

Ve výzkumné praxi bylo prokázáno, že ultrazvuková metoda stimuluje výrazné hygienické chování všech kategorií včel – jak mladušek před opuštěním buňky, tak i dospělých včel. Toto chování významně snižuje počet aktivních samiček a vede k poruchám rozmnožování, kdy velkou část spadu tvoří samečci.

Ultrazvukem stimulované včelstvo dosahuje výrazně vyššího hodinového spadu Varroa (81,8 kusů/hodinu) ve srovnání s přirozeným spadem na kontrolní včelnici (7,6 kusů/hodinu). Zvýšený spad obsahuje významný podíl raných stadií i poraněných jedinců, zatímco v kontrolní skupině jsou přítomni spíše nedotčení, plně dospělí jedinci.

Výhody a flexibilita použití ultrazvuku ve včelaření

Ultrazvuk je aplikovatelný prakticky ve všech fázích vývoje a síly včelstva – od silných a produktivních včelstev po slabší nebo oslabená včelstva, aniž by ovlivnil jejich samotnou produktivitu, kladení či temperament.

Pravidelná ultrazvuková stimulace dokáže významně zvýšit přirozenou obrannou aktivitu včel (Apis mellifera carnica) proti roztoči Varroa destructor. Díky tomu se celková invaze roztoče může dostat pod kritickou hranici a nebude tedy již pro včely existenční hrozbou.

Hygienické chování u včel

Hygienické chování je komplexní způsob, kterým si včelstvo dokáže udržet čistotu a zdraví. Termín poprvé použil W.C. Rothenbuhler již v roce 1964 a označuje schopnost včel detekovat a eliminovat nemocný, uhynulý či napadený plod z plástů. Po celosvětovém rozšíření parazita Varroa destructor se objevuje nový odborný termín „Varroa Sensitive Hygiene“ (VSH) – citlivost na roztoče Varroa (J.W. Harris, 2007).

Co přesně znamená výraz VSH?

Chování označované zkratkou VSH znamená, že dospělé včely dokáží vycítit přítomnost roztočů Varroa destructor v buňkách se zavíčkovaným plodem, tyto buňky otevřít, larvy a kukly napadené parazitem odstranit, případně kanibalizovat. Tento proces je iniciován zejména pachovými stimuly, kterými larvy reagují na změnu svého zdravotního stavu (M. Spivak, 2020).

Projevy hygienického pudu: Autogrooming a Allogrooming

Včely si mohou parazity odstraňovat samy – tzv. autogrooming. Pokud včela sama tento úkon nezvládne, typicky začne specificky tancem přivolávat ostatní včely, které jí v rámci sociálního čistění pomohou – to nazýváme allogroomingem (O. Boecking, M. Spivak, 1999).

Porovnání hygienické aktivity mezi různými druhy včel

Schopnost provádět efektivně hygienické chování závisí především na genetické dispozici včelstva a jejich behaviorálních vlastnostech:

• Apis mellifera scutellata (africká včela) – vykazuje vysoký stupeň odolnosti a hygienické aktivity (M. H. Correa-Marques et al., 2000).
• Apis cerana (asijská včela) – rovněž vysoká úroveň hygienického chování vůči Varroa destructor (Y.S. Peng et al., 1987).
• Apis mellifera (evropská včela) – projevuje sníženou úroveň přirozeného hygienického chování (O. Boecking, W. Ritter, 1993).

Mechanismy hygienického chování v boji proti Varroa destructor

Fyzické poškození Varroa je klíčovým projevem hygienického chování. Včely během tohoto procesu roztoče různým způsobem zraňují:

• odkusují končetiny či bodací aparáty roztočů,
• vytvářejí rýhy nebo děrují fyzicky štíty parazitů,
• rozbíjejí celkové tělo roztočů, včetně hřbetního i břišního štítu (M. H. Correa-Marques et al., 2000).

Předchozí studie ukázaly, že stresující podmínky, jako například vystavení kyselině mravenčí, mohou stimulovat aktivitu včel a zvýšit intenzitu jejich hygienického chování (M. Howis a kol., 2010).

Použití ultrazvuku ke stimulaci hygienického chování včel

Recentní výzkumy dokládají výrazný vliv ultrazvukových vln na zvyšování hygienické aktivity včel. Ultrazvukové vlnění o intenzitě 105 dB a kmitočtu přibližně 15 kHz stimuluje včely natolik, že se výrazně zvýší počet odstraněného Varroa (ultrazvukový spad).

Bylo zjištěno, že:

• Ultrazvukový spad je až 15krát vyšší než přirozený spad Varroa.
• Kromě dospělých jedinců jsou eliminována i mladá a raná stadia vývoje roztoče – včetně samců, protonymf a vajíček.
• Působením ultrazvuku jsou roztoče snáze oddělitelné od těla včely, protože vibrace narušují přilnavost jejich přísavek.

Objevení nového druhu samočistícího chování uvnitř plodových buněk

Ultrazvuková stimulace také odhalila dosud neznámou formu hygienického chování, realizovanou přímo uvnitř plodových buněk:

• Mladé včely (mladušky), těsně před vylíhnutím, samy útočí na roztoče ještě uzavřené v jejich buňce a způsobují jim těžká fyzická poranění.
• Roztoči takto poškození bývají odstraňováni z buněk při opuštění včely, když ta prohryže svou cestu ven z buňky skrz vosková víčka.

Budoucí význam ultrazvukové stimulace

Tato moderní metoda, založená na stimulaci včel ultrazvukem, představuje velký příslib v ochraně včelstev před nebezpečným roztočem Varroa destructor. Výsledky experimentů ukazují jasnou souvislost mezi ultrazvukovým podrážděním včelstva a prudkým navýšením hygienické aktivity. To přináší možnost omezit chemická ošetření včelstev a výrazně zlepšit jejich zdraví.

Budoucí výzkum

Přestože jsou dosavadní výsledky velmi slibné, pro úplné objasnění přesného mechanismu působení ultrazvuku je potřeba provést hlubší studie zaměřené například na změny juvenilního hormonu v nervovém systému včel a dalších relevantních ukazatelů.

Překladatel původního textu: Ing. Ladislav Dlouhý. Zdroje: Text a fotografie: prof. Dr. hab. Marian Surowiec, Vysoká škola technická v Katovicích, Lékařská fakulta prof. Zbigniewa Religi, časopis Pszczelarstwo, číslo 7/2021, str. 6–9.