Επιδημιολογία των μικροσποριδίων Nosema αpis και Nosema ceranae σε μελισσοκομεία της Αττικής

Abstract

Bees play a crucial role in the pollination of a wide variety of cultivated and wild plants. In recent years, the observed decline in bee populations and pollinators in general, on a global scale, has raised serious concern within the scientific community. This phenomenon is attributed to many factors, including the intensive use of plant protection products, the degradation or loss of natural habitats, the impacts of climate change, and the emergence and spread of pathogenic microorganisms that infect bees and affect their survival. In this context, particular importance is given to microsporidia of the genus Nosema, especially the species Nosema apis and Nosema ceranae, which are recognized as causative agents of the disease known as nosemosis. Infection by these pathogens negatively impacts the functionality and vitality of bee colonies, affecting their productivity and viability. This doctoral dissertation investigates the epidemiology of Nosema apis, Nosema ceranae, and Nosema neumanni in selected apiaries in the region of Attica. The primary aim of the study was to record the prevalence of these pathogens and analyze potential correlations with specific factors related to hive structure and management, the professional activity of beekeepers, as well as various characteristics of beekeeping practices. The research was conducted in Spring 2022 in 33 apiaries across Attica. In total, 130 samples of adult bees from respective colonies were collected and analysed using specialized molecular methods (PCR and multiplex PCR). Additionally, data were collected via a structured questionnaire, covering aspects such as the type of hive material and bottom board, whether the apiary was stationary or migratory, the use of preventive treatments, the professional profile of the beekeepers, and their subjective assessment of colony health. The data were analysed using appropriate statistical methods to identify potential risk factors. The results revealed a clear dominance of Nosema ceranae, with an overall prevalence of 69.2%. In contrast, N. apis and N. neumanni were not detected in any of the samples. Statistical analysis showed that hives belonging to professional beekeepers were 5.1 times more likely to be infected compared to those owned by part-time beekeepers. Moreover, hives with solid closed bottoms showed a 2.55 times higher likelihood of testing positive compared to those with mesh (screened) bottoms, with both findings being statistically significant. Furthermore, migratory apiaries exhibited an increased risk of nosemosis compared to stationary ones, with the difference approaching statistical significance. On the other hand, the construction material of the hives (wood or plastic) and the use of preventive treatment by beekeepers were not associated with differences in disease prevalence. Finally, a comparison between beekeepers’ subjective assessments of colony infection and disease status and the laboratory results from the corresponding samples revealed a significant mismatch. This highlights the necessity of using modern diagnostic tools, such as molecular laboratory techniques, for reliable monitoring of colony health. In conclusion, the present study records for the first time the prevalence of Nosema ceranae in Attica, highlighting its dominant presence. It is also the first study in Greece to document the association between honeybee colony infection and epidemiological risk factors. The findings can significantly contribute to the development of prevention and control strategies for nosemosis and to the improvement of honeybee health management in Greece.

Η υγεία των μελισσών συνδέεται άρρηκτα με τη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας και τη διασφάλιση της γεωργικής παραγωγής, καθώς οι μέλισσες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην επικονίαση πλήθους καλλιεργούμενων και αυτοφυών φυτών. Τα τελευταία χρόνια, η παρατηρούμενη μείωση των πληθυσμών των μελισσών και γενικότερα των επικονιαστών σε παγκόσμιο επίπεδο έχει εγείρει έντονη ανησυχία στην επιστημονική κοινότητα. Το φαινόμενο αυτό αποδίδεται σε ένα σύνολο αλληλοεπιδρώντων παραγόντων, μεταξύ των οποίων συγκαταλέγονται η εντατική χρήση φυτοπροστατευτικών προϊόντων, η υποβάθμιση ή απώλεια φυσικών ενδιαιτημάτων, οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, καθώς και η εμφάνιση και εξάπλωση παθογόνων μικροοργανισμών που προσβάλλουν τις μέλισσες και επηρεάζουν την επιβίωσή τους. Στο πλαίσιο αυτό, ιδιαίτερη σημασία αποδίδεται στα μικροσπορίδια του γένους Nosema, με έμφαση στα είδη N. apis και N. ceranae, τα οποία αναγνωρίζονται ως αιτιολογικοί παράγοντες της νόσου νοσεμίασης. Η μόλυνση από τα παθογόνα αυτά επιδρά αρνητικά στη λειτουργικότητα και ζωτικότητα των αποικιών των μελισσών, επηρεάζοντας την απόδοση και τη βιωσιμότητά τους. Η παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνά την επιδημιολογία των Nosema apis, Nosema ceranae και Nosema neumanni σε επιλεγμένα μελισσοκομεία της Αττικής. Βασικός στόχος της μελέτης ήταν η καταγραφή του επιπολασμού των παραπάνω παθογόνων και η ανάλυση πιθανών συσχετίσεών τους με επιμέρους παράγοντες που σχετίζονται με τη δομή και διαχείριση των κυψελών, την επαγγελματική δραστηριότητα των μελισσοκόμων, καθώς και με επιμέρους χαρακτηριστικά της μελισσοκομικής πρακτικής. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε την Άνοιξη του 2022 σε 33 μελισσοκομεία της Αττικής. Συνολικά, συλλέχθηκαν 130 δείγματα ενήλικων μελισσών από αντίστοιχες αποικίες και αναλύθηκαν με χρήση εξειδικευμένων μοριακών μεθόδων (PCR και multiplex PCR).Συμπληρωματικά, συλλέχθηκαν δεδομένα μέσω δομημένου ερωτηματολογίου που αφορούσαν τον τύπο υλικού και πάτου της κυψέλης, τη μετακίνηση ή όχι του μελισσοκομείου, την εφαρμογή προληπτικής αγωγής, το επαγγελματικό προφίλ των μελισσοκόμων και την υποκειμενική τους εκτίμηση για την υγεία των σμηνών τους. Τα δεδομένα αναλύθηκαν με κατάλληλες στατιστικές μεθόδους με στόχο την ανάδειξη πιθανών παραγόντων κινδύνου. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν σαφή επικράτηση του Nosema ceranae, με συνολικό επιπολασμό 69,2%. Αντιθέτως, τα N. apis και N. neumanni δεν ανιχνεύθηκαν σε κανένα από τα δείγματα. Η στατιστική ανάλυση ανέδειξε ότι οι κυψέλες που ανήκαν σε επαγγελματίες μελισσοκόμους εμφάνισαν 5,1 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα μόλυνσης σε σύγκριση με αυτές που ανήκαν σε μελισσοκόμους κατά δεύτερο επάγγελμα και οι κυψέλες με κλειστό πάτο παρουσίασαν 2,55 φορές αυξημένη πιθανότητα θετικότητας σε σχέση με τις κυψέλες με αεριζόμενο (δικτυωτό) πάτο, με τα αποτελέσματα αυτά είναι στατιστικώς σημαντικά. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι τα μετακινούμενα μελισσοκομεία είχαν αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης νοσεμίασης σε σχέση με τα σταθερά, με τη διαφορά αυτή να προσεγγίζει το όριο της στατιστικής σημαντικότητας. Αντίθετα, το υλικό κατασκευής της κυψέλης (ξύλο ή πλαστικό) και η εφαρμογή προληπτικής αγωγής από τους μελισσοκόμους δεν σχετίστηκε με διαφοροποίηση στον επιπολασμό της νόσου. Τέλος, η σύγκριση μεταξύ της εκτίμησης των μελισσοκόμων ως προς την προσβολή και νόσηση των αποικιών τους και των εργαστηριακών αποτελεσμάτων των αντίστοιχων δειγμάτων, κατέδειξε σημαντική ασυμφωνία, γεγονός που επισημαίνει την ανάγκη της αξιοποίησης σύγχρονων διαγνωστικών εργαλείων, όπως οι μοριακές εργαστηριακές τεχνικές, για την αξιόπιστη παρακολούθηση της υγείας των αποικιών. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη καταγράφει για πρώτη φορά τον επιπολασμό του N. ceranae στην Αττική, αναδεικνύοντας την κυρίαρχη παρουσία του και είναι η πρώτη μελέτη στην Ελλάδα που καταγράφει τη συσχέτιση της μόλυνσης των αποικιών των μελισσών με παράγοντες κινδύνου. Τα ευρήματα μπορούν να συμβάλουν ουσιαστικά στη διαμόρφωση στρατηγικών πρόληψης και ελέγχου της νοσεμίασης και στη βελτίωση της διαχείρισης της υγείας των μελισσών στον ελλαδικό χώρο.