Pszczele królowe i robotnice zaczynają życie w niemal taki sam sposób – ze zwykłych, zapłodnionych jaj. Potem jednak ich rozwój zaczyna się wyraźnie różnić. Królowa jest większa, dojrzewa szybciej i może żyć znacznie dłużej. Jest też jedyną samicą w kolonii zdolną do składania jaj.
To nie mleczko pszczele decyduje o tym, że z jajka wykluje się królowa, a nie robotnica
Przez dziesięciolecia uważano, że o losach larwy decyduje przede wszystkim mleczko pszczele – gęsta, odżywcza substancja produkowana przez młode robotnice. Jeśli larwa dostanie go odpowiednio dużo, rozwinie się w królową; jeśli nie – zostanie robotnicą. Nowe badania przeprowadzone na University of California w Riverside pokazują jednak, że proces przekształcania się larwy w królową jest bardziej złożony. O rozwoju tej drugiej decyduje nie tylko dieta, ale także specjalnie przygotowane komórki, tzw. mateczniki, panujące w nich temperatura i wilgotność oraz właściwości wosku.
Czytaj więcej
Badacze z Uniwersytetu Cornella w Nowym Jorku udokumentowali jedno z największych na świecie skupisk pszczół samotnic (Andrena regularis) gniazdują...
Badacze z Kalifornii wykorzystali m.in. obrazowanie termiczne, obserwacje zachowania pszczół oraz analizy materiałowe i chemiczne, by porównać komórki matecznikowe z typowymi komórkami plastra, w których dorastają robotnice. Okazało się, że mateczniki mają zupełnie inny, bardziej wydłużony kształt oraz są zbudowane z wosku o odmiennych właściwościach. Jest mniej gęsty, bardziej elastyczny i lepiej zatrzymuje ciepło oraz wilgoć. Różni się także składem chemicznym, m.in. zawartością kwasów tłuszczowych i związków sygnałowych.
Aby potwierdzić przypuszczenie, że znaczenie ma nie tylko mleczko pszczele, ale też sama komórka, naukowcy umieścili larwy pszczół w dwóch typach komórek: z wosku typowego dla mateczników oraz ze zwykłego wosku robotnic. Wszystkie karmiono tak samo – mleczkiem, które w normalnych warunkach dostają tylko przyszłe królowe. Ostatecznie jedynie larwy rozwijające się w matecznikach przekształciły się w pełnowartościowe królowe. Pozostałe albo ginęły, albo rozwijały się w mniejsze królowe.
Kolonie pszczół działają jak zintegrowane systemy biologiczne
Naukowcy zauważyli również, że robotnice odpowiedzialne za budowę i utrzymanie komórek matecznikowych różnią się od pozostałych. Są zwykle młodsze, podczas opieki nad rozwijającymi się królowymi utrzymują wyższą temperaturę ciała i przechodzą zmiany fizjologiczne związane z pełnioną funkcją. Ich zdaniem wyższa temperatura sprawia, że w komórkach królowych jest cieplej, dzięki czemu ich rozwój może następować szybciej. Jest to zgodne z obserwacjami, że średnio królowa osiąga dojrzałość po ok. 16 dniach, a robotnica po ok. 21 dniach. Taka różnica może mieć znaczenie w sytuacji, gdy kolonia pilnie potrzebuje nowych członków.
Badanie ujawniło również, że takie wyspecjalizowane robotnice celowo modyfikują i wzbogacają wosk wykorzystywany do budowy „królewskich” komórek. W tym celu w ich organizmach aktywują się inne szlaki biologiczne.
Według autorów proces wychowywania królowej jest więc bardzo dobrze zorganizowanym systemem opieki. – Dawny obraz był dość prosty: pszczoły przenoszą jajo do komórki matecznikowej, karmią mleczkiem pszczelim i tak powstaje królowa. My odkryliśmy, że za tym procesem stoi cały mechanizm, który jest znacznie bardziej wyrafinowany, niż przypuszczaliśmy – podsumował współautor publikacji prof. Boris Baer.
Podobny mechanizm naukowcy zaobserwowali zarówno u azjatyckich, jak i europejskich pszczół miodnych. – Kolonie pszczół nie są po prostu zbiorem pojedynczych osobników. Funkcjonują jak zintegrowane systemy biologiczne, zdolne do inżynierii własnego środowiska – podkreślił prof. Baer.
