Маточное молочко не делает пчелиную матку пчелиной маткой

Гвен Пирсон

На протяжении десятилетий ученые считали, что избыток чего-то особенного, вещества под названием маточное молочко, превращает личинку обычной медоносной пчелы в королеву. Новое исследование показывает, что у нас все было наоборот: важно то, чем не кормят будущих королев.

Маточное молочко, которое еще называют «пчелиным молочком», выглядит как белые сопли. Более половины его — вода, остальное — сочетание белков и сахаров. Специальные железы в головах рабочих пчел выделяют вещество, которым скармливают малышей.

Развивающуюся пчелиную матку кормят исключительно маточным молочком, а не пыльцой и медом, как ее пролетарских сестер. Некоторые описывают отказ от маточного молочка рабочим пчелам как пищевую кастрацию. Эти пчелы не получают особой Пищи Богов. Или, возможно, пища генетических монархий. И вот, думали мы, у них завязи сморщиваются, и королевой они не становятся.

Оказывается, все наоборот. Не кормление незрелой королевы пыльцой и медом делает ее королевской, а не исключительный доступ к маточному молочку.

Из идентичного генетического материала можно создать совершенно разные по внешнему виду животных; Рабочая пчела и пчелиная матка различаются только тем, какие гены активируются. Гены производят белки, которые строят остальную часть нашего тела. Манипулируя окружающей средой своего потомства, медоносные пчелы генетически изменяют свое тело посредством питания.

Мы уже давно знаем, что рацион пчел участвует в формировании различных типов тел пчел. Наука все еще выясняет, как это происходит. Личинки королевы окружены маточным молочком; они плавают в море сладких соплей пчелиных желез в увеличенных ячейках. Рабочие пчелы едят пергу (разновидность ферментированной пыльцы) и мед. Пчелы-кормилицы разминают его в «рабочее желе» и добавляют выделения желез в качестве украшения. Рабочие не получают особых веществ из маточного молочка, и их яичники сморщиваются.

Это традиционное объяснение. Но доктор Мэй Беренбаум, профессор Университета Иллинойса и автор нового исследования, говорит, что не существует простого ответа на вопрос, что едят пчелиные детки?

«Нам было труднее всего выяснить, что едят личинки», — говорит она. «Помимо всего прочего, рабочее молочко и маточное молочко имеют, хотя единого мнения нет, немного разное соотношение секреции нижнечелюстных и гипофарингеальных желез… Все это происходит в темноте, в окружении 50 000 жал. Так что это не самое простое насекомое. в мире, над которым нужно работать».

Перга и мед получают из растительного сырья и, как и многие растительные материалы, содержат множество фенольных химикатов. Мы едим их постоянно; флавоноиды — это растительные химические вещества, которые придают растениям их уникальный вкус (и, помимо прочего, помогают растениям отпугивать насекомых, питающихся растениями).

Однако маточное молочко не содержит обнаруживаемых фенольных кислот. Никто. Из предыдущих исследований ученые знали, что флавоноиды усиливают иммунные реакции взрослых рабочих пчел. Это хорошая вещь; Побочный эффект заключается в том, что пчелы быстрее выводят токсины из пестицидов. Ученым стало интересно, как развивающиеся пчелы будут реагировать на фенольные соединения.

Лорен Гуд

ПРОВОДНОЙ персонал

Джулиан Чоккатту

Уилл Найт

Чтобы выяснить это, они кормили две группы личинок пчел диетой с п-кумаровой кислотой, распространенным типом флавоноида, и без нее. Затем они внимательно изучили различия в активации генов между группами. Результаты были поразительными, неожиданными и изящными.

Все происходит в темноте в окружении 50 000 жал. Так что это не самое легкое насекомое в мире для работы.

Мэй Беренбаум

У пчел, выращенных на диете с п-кумаровой кислотой, яичники были значительно меньше, чем у пчел, выращенных без этого соединения. Это самое интересное, потому что что делает пчелиную матку королевой? Она единственная пчела в улье, откладывающая яйца. Известно, что четырнадцать генов, участвующих в дифференциации рабочих и маток, активировались или увеличились в экспрессии.

Пчелиные матки крупнее и живут дольше рабочих пчел. В одном наборе генов, которые, как известно, регулируют размер органов у животных, п-кумаровая кислота значительно изменила экспрессию более половины генов, участвующих в этом сигнальном пути.