اصلاح نژاد زنبور عسل :

در طي چندين سال گذشته ، صنعت پرورش زنبور عسل دنيا توسط دو عامل بسيار مهم ، يعني جرب هاي Varroa و زنبور هاي Africanized مورد تهاجم قرار گرفتند . ولي با انجام اصول اصلاح نژاد ، مشكلات ناشي از اين عوامل به طور كلي حل شد . نكته قابل توجه در اين موارد ، عواملي است كه باعث بروز اين حملات مي شود و پاسخي است كه زنبور عسل به اين گونه عوامل مهاجم مي دهد. اين موضوع باعث شد تا بسياري از دانشمندان بر روي مكانيزم هاي پايداري زنبور عسل تحقيقاتي را انجام دهند و امروزه مشخص شده كه به طور قطع چنين عملكردهايي وجود دارند و دانشمندان همواره در پي آن هستند كه با انجام اصلاح نژاد ، اين گونه توانايي ها در مقابل تهاجم عواملي خاص را به نسل هاي بعدي زنبور عسل منتقل كنند . محققين ، اين قدرت ممقاومت در زنبور عسل را تحت عنوان رفتار بهداشتي مي نامند . وجود اين رفتار ، عاملي مثبت در پرورش زنبور است و نه تنها هيچ نكته منفي در مورد آن وجود ندارد ، بلكه تحقيقات انجام شده فوائد رفتار برداشتي را به طور مشخص نشان مي دهند . اين مقاله قصد دارد تا ضمن ذكر كردن اهميت اين رفتار ، نقش آن را در بالا بردن توليد يك كلوني شرح دهد .
شيوع سريع جرب هاي Varroa در بين كلوني هاي زنبور عسل و آسيب هاي وارد شده از اين انگل به صنعت زنبور عسل ، باعث شد تا در بين دانشمندان و محققين اصلاح نژاد ، رقابتي براي ايجاد مقاومت براي زنبور عسل (در مقابل اين انگل) ايجاد شود . اين كنه باعث نابودي ميليون ها كلوني و زنبورهاي عسل شد كه در نتيجة آن در گرده افشاني گلها و باغ ها اختلالاتي به وجود آمد . متاسفانه با توجه به روند حمل و نقل كه امروزه بسيار سريع انجام مي شود ، زنبورهاي اروپايي به طور ناگهاني در معرض اين عامل مهلك قرار گرفتند . چرا كه اين جرب در واقع انگل زنبورهاي آسيايي است و زنبورهاي اروپايي ، قدرت مقاومت بسيار كمي در برابر آن داشتند . دانشمندان با بررسي دقيق و انجام آزمايشات متوجه شدند كه در زنبور هاي آسيايي جندين سيستم دفاعي وجود دارد كه به طور موفقيت آميزي در مقابل اين عامل (جرب Varroa) عمل مي كند ، اما اين مكانيزم ها در زنبور هاي اروپايي ، عملكردي بسيار ضعيف تر دارند . اين مكانيزم ها عبارتند از :

1 - : رفتار بهداشتي :
كه عبارتست از توانايي شناسايي و دفع لارو هايي كه توسط كك ها آلوده شده اند .

2 -رفتار پاكسازي (Grooming Behaviour) :
عبارتست از دفع كردن و آسيب رساندن به كك ها توسط زنبور آلوده و يا زنبور هاي ديگر .

3 - كاهش دوره رشد لارو ها :
كه باعث كاهش زمان موثر براي تاثير گذاري و تكثير انگل در بدن لارو مي شود .

4 - سركوب كردن تكثير انگل :
از طريق تغييراتي كه در تنظيم هورموني لارو زنبور عسل انجام مي شود . زنبورهاي مقاوم به انگل واروا ، براي اِعمال اين خصوصيت خود به بيش از يكي از اين عملكرد ها نياز دارند تا بتوانند بدون وجود درمان هاي دارويي زنده بمانند .

امروزه استفاده از مواد ضد انگلي يكي از روش هاي موثر در مبارزه با كك ها است، اما انگل واروا به اين تركيبات مقاوم است . البته هميشه زنبورداران دوست دارند كه هيچ گاه اين انگل را در كنار كلوني هاي خود نبينند تا مجبور نباشند كه مواد ضد انگلي را در كنار عسل كه اصلي ترين غذاي زنبور است قرار دهند . لذا همة دانشمندان بر اين عقيده اند كه انجام روش هاي اصلاح نژاد از بهترين روش هايي است كه مي توان با انجام آن ، يك زنبورستان را در برابر اين مشكل مقاوم نمود . در صورتي كه به زنبور هاي اروپايي زمان كافي داده شود و از مواد شيميايي ضد انگل استفاده نشود ، اين زنبور ها نيز قادر خواهند بود تا مانند زنبورهاي آسيايي، با استفاده از شيوه انتخاب طبيعي با اين انگل مقابله كرده و به زنبوردار در راه رسيدن به هدف نهايي خود يعني اصلاح نژاد كمك كنند . اين عمل با انجام گزينش مصنوعي انجام مي شود . به اين صورت كه مي توان با استفاده از زنبورهايي كه خصوصيات مورد نظر ما را دارند ، با كنترل جفت گيري ، جمعيتي را تهيه كرد كه داراي خصوصيت مثبت مورد نظر ما باشند . استفاده از سيستم اصلاح نژاديِ بسته ، روشي است كه مدتها است كه از آن استفاده مي شود و در سگ ، گاو و ديگر دام ها نتايج مثبتي را به همراه داشته است و مدتي است كه استفاده از آن در مورد زنبور عسل هم معمول شده است . اخيرا ً در مورد جفت گيري ، بيولوژي ، ژنتيك و روش هاي تلقيح مصنوعي زنبورها فعاليت هايي صورت گرفته است . طراحي برنامه هاي اصلاح نژادي زنبور عسل ، بايد با توجه كافي و دقت تمام به تمام صفات ژنتيكي زنبور عسل انجام شود :

1 - بر خلاف ساير حيوانات ، تمام 10 ميليون اسپرمي كه توسط يك زنبور نر توليد مي شود ، قادرند عمل لقاح را انجام دهند . اين امر به اين معنا است كه زنبور هاي خواهري كه از يك پدر به وجود مي آيند ، در 75 درصد از صفات با هم مشترك هستند كه اين ميزان در گونه هاي ديگر جانداران 50 درصد مي باشد .

2 - هر ملكه حدودا ً با 20 زنبور نر عمل جفت گيري را انجام مي دهد و در نتيجه كلوني حاصل مجموعه اي از ابر خانواده ها واحد بود (يعني مجموعه اي از خواهران نا تني كه داراي صفات مادري يكسان ، ولي پدرهاي متفاوت هستند) .

3 - زنبورهاي عسل ، داراي سيستم توليد مثل هاپلوديپلوئيد هستند . اين امر به اين معنا است كه زنبورهاي نر از تخم هاي لقاح نيافته به وجود مي آيند و زنبورهاي كارگر و ملكه ، از تخم هاي لقاح يافته به وجود مي آيند . لذا زنبورهاي نر والد نر ندارند و تنها نيمي از كرومووم ها را و آنها را هم از مادر خود دريافت مي كنند .

4 - وجود يك ژن كشنده در زنبور عسل ؛ كه تنها هنگامي به وجود مي آيد كه هم پدر و هم مادر داراي آلل هاي مربوط به اين ژن باشند . اين ژن باعث مي شود كه لارو پيش از بيرون آمدن از تخم از بين برود و اين امر باعث ايجاد كندو هاي آلوده مي شود . به دليل وجود اين ژن ، استفاده از روش هم نژادي (Inbreeding) عليرغم موثر بودن آن در ساير حيوانات ، در زنبور عسل غير ممكن باشد .

5 - زنبورهاي كاگر قادرند در شرايطي خاص تخم هاي لقاح نيافته بگذارند ، لذا براي توليد زنبور نر ، اين زنبورها قدرتي برابر با ملكه دارند .

نمونه هاي ژنتيك زنبور عسل :
آزمون هاي گزينشي :

همانند اصلاح كنندگان نژاد زنبور عسل ، ما نيز بايد اطلاعاتي كه توسط دانشمندان كشورهاي مختلف به دست آمده است را جمع آوري كرده و از آنها در برنامه اصلاح نژادي خود استفاده كنيم و در انتها نتايج به دست آمده را براي استفاده زنبورداران به آنها ارائه نمائيم . موارد زير از جمله آزمون هاي گزينشي هستند كه ما مي توانيم از آنها در برنامه هاي گزينشي خود استفاده نمائيم :

1 - آزمايش هايي كه به بررسي رفتار بهداشتي حيوان مي پردازند

روش آسيب زدن با سوزن :

در اين روش با استفاده از يك سوزن ، لاروهايي كه به تازگي روي سلول آنها سرپوش گذاشته شده است را داخل همان سلول از بين مي بريم . پس از 24 ساعت ، تعداد سلولهايي كه سرپوش آنها برداشته شده و تميز شده اند را مورد شمارش قرار داده و نتايج را يادداشت مي كنيم . پس از چند بار انجام اين آزمايش در شرايط مختلف محيطي ، كلوني اي كه در طي اين 24 ساعت ، حداقل 90 درصد سلولها در آن تميز شده را به عنوان كلوني بهداشتي ثبت مي كنيم . مشخص شده كه اين عملكرد ، به همان صورت كه در مورد بيماري هاي ميكروبي مانند نوزاد كرم زنبور عسل (Foul Brood) و به خصوص نوزاد گچي مطرح است ، در اين مورد نيز (آلودگي به جرب واروا) از عوامل بسيار مهم مي باشد .

1 - ابتدا سه گروه 7 تايي از سلول هايي كه به تازگي سرپوش گذارش شده اند را با استفاده از يك رنگِ سريع علامتگذاري مي كنيم . در ضمن قسمت بالاي سلول نيز بايد علامتگذاري شود .

2 -سپس تمام 21 لارو را با استفاده ا يك سوزن از بين مي بريم . براي انجام اين كار سوزن را در سوراخي كه در مرتبه اول ايجاد كرده ايم در چندين جهت حركت مي دهيم .

3 - پس از 24 ساعت ، تعداد سلولهايي كه به طور كامل سرپوش گذاري و تميز شده اند را شمارش مي كنيم . كلوني هايي كه 19 تا از اين سلول ها در آنها (90 درصد سلولهاي آلوده) تميز شده باشند ، كلوني هاي بهداشتي هستند .

ب : قدرت حياتي نوزادان :

زنبور عسل داراي يك ژن كشنده است كه مي تواند باعث از بين رفتن نوزادان به ميزان زياد شود . ژني كه مشخص كننده جنسيت زنبور عسل است ، آلل جنسيت (sex) نام دارد . هر زنبور مادر ، دو تا از اين آلل را دارد كه يكي از آنها را از مادر و ديگري را از پدر خود مي گيرد . در حدود 19 گونه از اين ژن وجود دارد كه آنها را به صورت A و B و C و .... الي S نشان مي دهيم . تخم و اسپرم تشكيل دهندة يك آلل هستند . اگر تركيب اين دو با يكديگر متفاوت باشد (مثلا ً AB ، BC ، DE) ، در نتيجه زنبور حاصل زنبوري ماده خواهد بود ؛ ولي اگر دو آلل يكسان در هنگام لقاح در كنار يكديگر قرار گيرند ، (مانند AA و BB و CC و ...) ، تخم بلافاصله قبل از رسيدن به مرحله خروج از تخم از بين خواهد رفت . چنين حالتي يك زنبور ديپلوئيد نر ، با ژنتيك ديپلوئيد به وجود مي آورد كه يك حالت غير طبيعي است و هرگز قادر نخواهد بود كه در كندو بالغ شود . اين حالتي است كه زنبورداران هنگامي كه 90 درصد نوزادان در كندوي آنان به آن دچار مي شود ، به آن نوزادان ساچمه اي مي گويند . انتخاب صحيح مي تواند با بالا بردن قدرت حياتي نوزادان ، باعث افزايش توليد و كارايي كلوني شود . كاهش قدرت حيات تخم ها مي تواند يكي از عوارض هم نژادي (Inbreed كردن) و فقدان آلل هاي جنسي باشد . در برنامه هاي ، بايستي به حتما ً تنوع نژادي به عنوان عاملي بسيار مهم توجهي زياد شود و از هم نژادي (Inbreeding) نيز حتما ً خودداراي شود .

چگونه مي توان قدرت حياتي يك ملكه را مورد آزمون قرار داد ؟

1 - از يك ورق موم ، يك متوازي الاضلاع جدا مي كنيم ، به صورتي كه در هر ضلع آن ، 10 سلول كارگر قرار گرفته و در كل 100 سلول كارگر بر روي آن موجود باشد .

2 - اين قالب را به عنوان نمونه ، مورد بررسي قرار مي دهيم .

3 - تعداد سلول هاي خالي مورد شمارش را محاسبه كرده ، از 100 كم مي كنيم ، عدد باقيمانده ، ميزان قدرت حياتي نوزادان را نشان مي دهد .

ج : طبيعت زنبور عسل :

براي بررسي اين عامل ، دو روش وجود دارد . در روش اول يك آزمايش متعارف در مورد تمام كلوني هاي يك زنبور داري انجام مي شود . اين آزمايش ها بايد در شرايط يكساني انجام گيرند تا اطمينان حاصل كنيم كه طبيعت ملايم طنبور عسل دستخوش تغيير قرار نگيرد . مشكلي كه در مورد اين روش وجود دارد اين است كه اغلب نمي توان مشخص كرد كه زنبور هايي كه حالت پر تكاپو و مهاجم را دارند از كدام يك از كندو ها مي باشند . اما روش دوم روش موثر تري است كه مي توان با استفاده از آن زنبور ها را نيز از يكديگر تفكيك نمود . روش انجام اين روش به اين صورت است كه زنبورها را در يك كيسه پلاستيكي خالي گرفتار مي كنيم . اين كار را مي توان به اين صورت انجام داد كه ورودي كيسه را در دست گرفته ،آن را به صورت 8 (عدد 8 لاتين) در مقابل خود حركت دهيم . اين دو كار باعث گرفتار شدن زنبورها در كيسه ها مي شود . پس از انجام اين كار مي توان به آساني زنبورها را با سرما دادن و يا استفاده از دي اكسيد كربن بي حركت كرده ، علامتگذاري نمود . پس از آزاد كردن ، اين زنبورهاي نگهبان را مي توان در محل ورودي كندو ها مشاهده نمود و آنها را به اين دليل كه با معيارهاي ما براي انجام اصلاح نژاد همخواني ندارند حذف كرد . چرا كه براي انجام اصلاح نژاد ، تنها از كارگر ها و زنبورهاي عسل نر كلوني هاي آرام و كارآمد استفاده مي شود .

د : مقاومت در برابر جرب نايي (Tracheal) :

روند مقاومت در برابر اين انگل مشخص نيست ، اما مشخص شده كه اين نوع مقاومت به طور واضحي وجود دارد . شواهد امر نشان دهنده اين امر است كه رفتار پاكسازي (Grooming) در هنگام مهاجرت انگل از يك زنبور به زنبور ديگر، به عنوان عاملي در كنترل اين انگل صورت مي گيرد . نكته مهم و مطلوب در مورد اين عملكرد اين است كه كنترل آن را ژن هاي غالب به عهده دارند . براي اين كه مشخص كنيم كه در ميان كندو ها كدام يك اين مقاومت را انجام مي دهند و كدام يك نه ، هزاران آزمايش تا به حال انجام گرفته است . يكي از اين آزمايش ها اين است كه زنبور هاي كارگري را كه به تازگي از تخم خارج شده اند را از كندو هاي مختلف جمع آوري كرده و سپس به مدت يك هفته در كنار زنبورهاي آلوده قرار مي دهيم (زنبورها تنها در روزهاي اوليه عمر خود ، يعني در حدود 10 روزگي به اين انگل حساس هستند) . پس از اين مدت زنبورها را تحت كالبد شكافي قرار داده و تعداد كنه هاي موجود در ناي آنها را مورد شمارش قرار مي دهيم . تفاوت هاي موجود در استعداد آلوده شدن به اين انگل و تمايل انگل به يك زنبور ، نشان دهنده مكانيزم هاي دفاعي زنبور است .

ه : ساخت عسل و بنا نمودن شان ها :

براي سنجش ميزان سلامت يك زنبورداري مي توان ميزان ساخت شان ها و عسل را با هم و در شرايط يكسان مورد مقايسه قرار داد . توليد بالاي عسل نشان دهنده بالا بودن تعداد زنبور هاي سالم در كندو است و عواملي كه باعث بالا بردن ميزان سلامت زنبور مي شوند در توليد عسل نيز اثر مثبتي دارند .

تلقيح مصنوعي در زنبور عسل :

چرا در برنامه اصلاح نژادي خود از عمل تلقيح مصنوعي ملكه استفاده مي كنيم ؟

زنبور عسل تنها حشره اي است كه مي توان عمل تلقيح مصنوعي را در مورد آن به خوبي انجام داد و اين امر باعث مي شود كه بتوانيم در روند اصلاح نژاد و در جفت گيري ملكه با زنبورهاي نر كنترل داشته باشيم . با انجام تلقيج مصنوعي مي توان به دو دستاورد بسيار مهم نائل شد كه در تلقيح طبيعي قالب دستيابي نيستند ؛ اين دو دستاورد عبارتند از :

1 - مي توان ملكه را با تنها يك زنبور نر آميزش داد كه اين امر باعث مي شود قدرت ما براي صفاتي مشخص بالا باشد .

2 - مي توان ملكه را به منظور ايجاد تنوع ژنتيكي با صدها زنبور نر آميزش داد .

اصلاح نژاد در مورد ويژگي هايي خاص و با استفاده از تنها يك ملكه آميزش يافته : عادات موجود در مورد زنبور عسل كه معمولا ً ملكه با چندين زنبور نر جفت گيري مي گند يكي از مشكلاتي است كه در زمينه اصلاح نژاد زنبور عسل براي صفتي خاص همواره وجود دارد . براي ساده تر كردن روند گزينش مي توان ملكه را به صورت مصنوعي و با استفاده از تنها يك زنبور نر آميزش داد .

نكات مهم و كليدي :

تمام 10 ميليون اسپرمي كه توسط زنبور نر توليد مي شود ،قادرند عمل لقاح را انجام دهند . ملكه هايي كه تنها با يك زنبور نر جفت گيري مي كنند ، فرزنداني با ثبات ژنتيكي بسيار بالا خواهند داشت . ثبات ژنتيكي و تنوع ژنتيكي ، دو عامل كاملا ً متضاد هستند . برخي اوقات ما مجبور هستيم براي ثابت كردن يك صفت در يك زنبور ، يك كلوني (يك ابر ارگان) و يا جمعيت ، از تنوع ژنتيكي چشم پوشي كنيم . براي سنجش قدرت ژنتيكي مي توان با انجام تلقيح مصنوعي از يك زنبور نر براي آميزش با يك ملكه استفاده نمود و ديگر ملكه ها را تعداد زيادي از زنبورهاي نز آميزش داد (ملكه هاي supermate شده)

حفظ تنوع ژنتيكي با استفاده از ملكه هاي supermate شده :

ملكه هايي كه عمل جفت گيري را به صورت طبيعي انجام مي دهند ، معمولا ً در پرواز جفت گيري خود با 10 الي 20 زنبور نر عمل جفت گيري را انجام مي دهند . البته به طور معمول مايع مني (semen) كه توسط يك زنبور نر حمل مي شود ، از ظرفيت كيسه ذخيره اسپرم (spermatheca) ملكه بيشتر نيز هست . اين كيسه محلي است كه اسپرم در آن براي بقيه عمر ملكه ذخيره مي شود . ملكه براي انجام موارد فوق ريسك زيادي را متحمل مي شود تا بتواند از اين طريق با بالا بردن تنوع ژنتيكي در كلوني ، توليد را نيز افزايش دهد . يافته هاي اخير نشان مي دهد كه زنبورهايي كه پدرهاي متفاوتي دارند ، در كندو نيز وظايف مجزايي را به عهده خواهند گرفت . به نظر مي رسد كه با بالا رفتن قدرت انتخاب ژنتيكي ، بهينه سازي رفتارها نيز به بهترين شكل انجام خواهد شد . استفاده از روش تلقيح مصنوعي ، زنبوردار را قادر مي كند تا يك گام از طبيعت بيشتر جلو بردارد و يك ملكه را با چند زنبور نر آميزش دهد . زنبورهاي نر از كلوني هايي انتخاب مي شوند كه صفات مورد نظر ما را دارا هستند . نمونه هايي از اين صفات عبارتند از : مقاومت در برابر بيماري ها ، توليد بالاي عسل و آرام بودن زنبورها . مايع مني (semen) از صدها زنبور نر كه از كلوني هاي مختلف هستند تهيه شده و با هم مخلوط مي شود و پس از آن براي تلقيح مصنوعي ملكه به كار مي رود . اين گونه ملكه ها را ملكه هاي supermate مي نامند . ملكه هاي supermate به دليل تنوع ژنتيكي در آلل هاي جنسي شان ، قدرت حياتي بالايي دارند و اين امر باعث مي شود كه تعداد زنبورها در كلوني هاي آنها بالا باشد . با ثابت نگه داشتن ميزان خاص از تنوع ژنتيكي مي توان اثرات نا مطلوب ناشي از هم نژادي (inbreeding) را به حداقل رسانيد . تنوع ژنتيكي در ملكه هاي supermate چندين بار بيش از ملكه هايي است كه به طور طبيعي آميزش بافته اند . استفاده از اين نوع ملكه به دليل كاهش احتمال هم نژادي تصادفي ، نتايجي بسيار عالي را به همراه خواهد داشت .