Original article

Chemical cues in the host-seeking behaviour of tracheal mites (Acarapis woodi) in honey bees (Apis mellifera mellifera)^*

Rôle possible de signaux chimiques chez Apis mellifera mellifera dans le comportement de recherche de l’hôte de l’acarien Acarapis woodi

Chemische Reize beim Wirtsfindeverhalten der Tracheenmilbe (Acarapis woodi) gegenüber Honigbienen (Apis mellifera mellifera)

¹ School of Natural Sciences, Department of Zoology, University of Dublin Trinity College, Dublin 2, Ireland
² Centre for Social Evolution, Department of Biology, University of Copenhagen, Denmark
³ School of Biological Sciences, Royal Holloway, University of London, Egham, TW20 0EX, UK

Corresponding author: J.B. McMullan, jmcmullan@eircom.net

Received: 18 June 2009
Revised: 23 September 2009
Accepted: 29 November 2009

Abstract

The tracheal mite, Acarapis woodi, is a widespread parasite of honey bees that can lead to colony death. A key determinant of colony mortality is the prevalence of the parasite within a colony. Prevalence depends upon transmission rates, which vary depending upon the age of potential hosts. Honey bee cuticular hydrocarbons change with age, and have been suggested to be the cue used by tracheal mites to determine whether they move to a potential host. Recently, honey bees pupated at a reduced temperature were found to have a significantly higher susceptibility to tracheal-mite infestation. In this study experiments were conducted to determine whether this susceptibility was due to a change in chemical cues. Cuticular compounds were significantly different between bees pupated at 34 °C and 30 °C, as predicted. However, behavioural tests showed conclusively that the increased susceptibility of bees pupated at the lower temperature could not be explained by these chemical differences. Other factors, such as changes in bee physiology, reduced mobility and cognitive ability, that have been shown to be caused by reduced pupation temperature, are suggested as potential mechanisms. Interestingly, these experiments provide evidence that tracheal mites only respond to gustatory and not olfactory cues. The implications of this for the behavioural strategies adopted by mites to maximise safe transmission, and a new model for mite transfer are discussed.

Zusammenfassung

Seit über 100 Jahren wird die TracheenmilbeAcarapis woodi mit dem Zusammenbruch von Bienenvölkern in Verbindung gebracht. Es ist bekannt, dass die Milben von älteren Bienen zu jüngeren Wirtsstadien (meist weniger als 4 Tage alt) wechseln und dass die Anfälligkeit eines Bienenvolkes gegenüber einem Befall mit Tracheenmilben vor allem vom Putztrieb der Bienen abhängt. In einem kürzlich durchgeführten Experiment konnte gezeigt werden, dass die Anfälligkeit von Bienen, die sich bei einer niedrigeren Temperatur (30 °C) verpuppten, signifikant erhöht war. Diese erhöhte Anfälligkeit konnte dabei nicht durch einen geringeren Putztrieb erklärt werden. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir, ob diese erhöhte Anfälligkeit möglicherweise durch den Einfluss chemischer Reize auf das Wanderungsverhalten der Milben verursacht wird (Abb. 3). Bienen, die sich bei 30 °C bzw. bei normaler Brutnesttemperatur von 34 °C verpuppt hatten, unterschieden sich signifikant im Muster ihrer kutikulären Kohlenwasserstoffe. Verhaltensexperimente mit einem Wahl-Biotest zeigten allerdings, dass chemische Reize nicht die Präferenz der Milben für Bienen, die sich bei 30 °C verpuppt hatten, erklären können (Tab. III). Wir schließen daraus, dass andere Faktoren wie zum Beispiel eine durch niedrige Verpuppungstemperaturen verursachte verringerte Mobilität oder Wahrnehmungsfähigkeit der Bienen für die erhöhte Anfälligkeit verantwortlich sind. Unsere Untersuchung zeigt auch, dass die Milben eher durch Geschmack als durch Geruchsreize in ihrem Verhalten beeinflusst werden. Es wird ein neues Modell für die Milbenwanderung zu den jungen Bienen (< 4 Tage) vorgestellt, bei dem der Wirtswechsel und damit die Verbreitung des Parasiten mit einem geringeren Risiko für die Muttermilben verbunden sind.