Vuosikymmenien ajan tutkijat ajattelivat, että ylimäärä jotain erityistä, ainetta, jota kutsutaan emoainekseksi , kohotti tavallisen hunajamehiläinen toukka kuningattareksi. Uudet tutkimukset viittaavat siihen, että meillä oli se taaksepäin: Sillä ei ole merkitystä tuleville kuningattarille.

Kuninkaallinen hyytelö, jota kutsutaan myös ”mehiläismaidoksi”, näyttää valkoiselta. Yli puolet siitä on vettä, loput on yhdistelmä proteiineja ja sokereita. Työmehiläisten pään erityiset rauhaset erittävät tavaraa, joka syötetään vauvoille.

Kehittyvälle mehiläishoitajalle syötetään yksinomaan emoainetta – ei siitepölyä ja hunajaa, kuten hänen proletaariset sisarensa. Jotkut kuvaavat emoaineksen pidättämistä työmehiläisiltä ravitsemuskastraationa. Nämä mehiläiset eivät saa erityistä Jumalien ruokaa. Tai ehkä geneettisten monarkioiden ruokaa. Ja niin ajattelimme, että heidän munasarjansa kutistuvat, eikä heistä tule kuningatar.

Osoittautuu, että se on päinvastoin. Ei ruokita epäkypsiä kuningattaren siitepölyä ja hunaja tekee hänestä kuninkaallisen, ei yksinomaisen pääsyn kuningatarhyytelöön.

Kuningattaret ja geenit

Identtisestä geneettisestä materiaalista voidaan luoda radikaalisti erilaisia näköisiä eläimiä; työmehiläinen mehiläinen ja kuningatar mehiläiset eroavat toisistaan vain siinä, mitkä geenit aktivoituvat. Geenit tuottavat proteiineja, jotka rakentavat muun kehomme. Käsittelemällä jälkeläistensä ympäristöä hunajamehiläiset muuttavat kehoaan geneettisesti ravinnolla.

Olemme tunnettuja jonkin aikaa, että mehiläiset ”ruokavalio on mukana rakentamassa erilaisia mehiläiskehoja. Tiede on edelleen selvittämässä, miten se tapahtuu. Kuningatar-toukkia ympäröi kuninkaallinen hyytelö; ne kelluvat sokerisen mehiläisrauhasen meressä i n suurentunutta solua. Työmehiläiset syövät mehiläisleipää (eräänlainen käynyt siitepöly) ja hunajaa. Sairaanhoitaja mehiläiset murskaavat tämän ”työntekijähyytelöksi” ja lisäävät rauhaseritteitä koristeeksi. Työntekijät eivät saa erityistä tavaraa kuningatarhyytelöön, ja heidän munasarjansa kutistuvat.

Se on tavanomainen selitys. Mutta tohtori May Berenbaum, Illinoisin yliopiston professori ja uuden tutkimuksen kirjoittaja, sanoo, ettei ole yksinkertaista vastausta kysymykseen Mitä mehiläisten vauvat syövät?

”Meillä oli vaikeinta selvittää, mitä toukat syövät”, hän sanoo. ”Muun muassa hyytelöhyytelöllä ja emoaineksella näyttää olevan. ei yksimielisyyttä, alaleuan ja hypofaryngeaalisen rauhasen eritteiden suhde on hieman erilainen … Kaikki tapahtuu pimeässä 50000 pistimen ympäröimänä. Joten se ei ole maailman helpoin hyönteinen.

Beebread ja hunaja ovat peräisin kasvimateriaaleista, ja kuten monet kasvimateriaalit, ne sisältävät erilaisia fenolikemikaaleja. Syömme niitä koko ajan; flavonoidit ovat kasvikemikaaleja, jotka antavat kasveille ainutlaatuisen maun (ja auttavat kasveja ehkäisemään kasvien syöviä hyönteisiä muun muassa).

Kuninkaallisessa hyytelössä ei kuitenkaan ole havaittavia fenolihappoja. Ei mitään. Aikaisemmasta tutkimuksesta tutkijat tiesivät, että flavonoidit lisäävät aikuisten työmehiläisten immuunivasteita. Se on hyvä asia; sillä on sivuvaikutus, joka auttaa mehiläisiä puhdistamaan torjunta-aineet nopeammin. Tutkijat ihmettelivät, kuinka kehittyvät mehiläiset reagoivat fenoliyhdisteisiin.

Tämän selvittämiseksi he ruokkivat kahta mehiläisten toukkien ruokavalion ryhmää ja ilman p-kumariinihappoa, yleinen flavonoidityyppi. Sitten he tarkastelivat tarkasti eroja geenien aktivaatiossa ryhmien välillä. Tulokset olivat hätkähdyttäviä, odottamattomia ja hienoja.

P-kumariinihappo-ruokavaliolla kasvatetuilla mehiläisillä oli huomattavasti pienempiä munasarjat kuin sellaisilla, joita kasvatettiin ilman kyseistä yhdistettä. Se on potkija, koska mikä tekee kuningattaresta mehiläisen kuningattareksi? Hän on ainoa mehiläinen pesässä, joka munii. Neljätoista geeniä, joiden tiedetään osallistuvan työntekijän ja kuningattaren väliseen erilaistumiseen, säänneltiin uudelleen tai niiden ilmaisu lisääntyi.

Kuningatar mehiläiset ovat myös isompia ja elävät pidempään kuin työmehiläiset. Yhdessä geenisarjassa, jonka tiedetään säätelevän elinten kokoa eläimillä, p-kumariinihappo muutti merkittävästi yli puolet geeneistä, jotka osallistuivat tähän signalointireittiin.

”Emme ole koskaan aikoneet muuttaa käsityksiä kuningattarista ja kastin määrittäminen ”, Berenbaum sanoo. ”Minua kiinnostaa vieroitus; kuinka hyönteiset selviävät fytokemikaaleista, joita he käyttävät. Suureksi yllätykseksemme ja iloksemme muuttui koko joukko muita geenejä, jotka liittyivät kastin määritykseen. ”

” Se oli yksi niistä mahdottomista ohittaa erilaisia ilmiöitä. Mielestäni … ajatus kuningatarhyytelöstä on niin houkutteleva, ihmiset eivät ole kyseenalaistaneet sitä.”

Geenien hiljentäminen

Miksi ihmiset elävät mehiläisten kanssa yli neljän vuosisadan ajan, miksi ihmiset oppivat yhä niin paljon niistä? Vastatakseni tähän kysymykseen otin yhteyttä Dr. Ryszard Maleszka Australian kansallisyliopistossa. Maleszka, joka ei ole uuden tutkimuksen kirjoittaja, työskentelee erityisesti hunajamehiläisten epigenetismin parissa.

Epigenetics on tutkimus siitä, miten ympäristöt vaikuttavat geenien ilmentymiseen. ”Nykyisellä tietämyksellämme naarmuuntumme vain biologisten järjestelmien pintaan, eikä mehiläisbiologia ole poikkeus”, Maleszka sanoo. ”Kyse on 500: sta. miljoonan vuoden ajan eläinten evoluutiosta, joten on paljon löydettävää. ”

” on hieno esimerkki evoluutiokeksinnöstä, jossa tavalliset kasvikemikaalit on rekrytoitu keskeisiksi elementeiksi geenien säätelyssä. löysi älykkään ratkaisun haastavaan ongelmaan: Kuinka luoda kaksi vastakkaista organismia, pitkäikäinen repr hajuttavat kuningattaret ja lyhytikäiset toiminnallisesti steriilit työntekijät, jotka käyttävät samaa geneettistä laitteistoa. ”

Paljon tekijöitä tehdään kuningattareksi uudessa tutkimuksessa tutkittujen kasvikemikaalien lisäksi: Yhdiste, jolla on upea nimi raktaktiinia Esimerkiksi on ehdotettu kriittiseksi kuningattaren kehitykselle. Maleszka on antanut pistävän nuhteen ajatukselle, että yksi yhdistelmä emoainetta on ”kytkin”, joka tekee kuningattaresta. Vuonna 2008 hänen laboratorionsa pystyi luomaan mehiläishoitajia ilman emoaineksen kulutusta sammuttamalla (hiljentämällä) joukon geenejä. Muut mehiläistutkijat ovat kyseenalaistaneet ”yhden molekyylin hallitsemaan kaikkia” ajatuksen kuningattaren kehityksestä. Todellisuus on todennäköistä, että kuten kaikki muu biologia, se on monimutkainen ja siihen liittyy monia tekijöitä.

Tämän uuden tutkimuksen todellinen voima voi olla selittää, miksi työmehiläisistä ei tule kuningattaria. Kemiallisen kastraation sijasta kieltämällä työntekijöiltä emoainetta tämä monimutkainen ruokintaprosessi tarjoaa kemiallisen suojan kuningattaren munasarjoille. Hän on suojattu kasvikemikaalien mahdollisilta myrkyllisiltä tai metabolisilta vaikutuksilta. Kun parannamme tekniikoitamme, toivottavasti tulemme lähempänä vahvaa vastausta siitä, mitä hunajamehiläiset syövät nokkossa ja miksi.

Jälkikirjoitus: Um, miksi ihmiset syövät kuninkaallista hyytelöä?

Kun ajattelimme, että emoainetta oli taikaa kuningatarjutut, hyönteisten päissä tuotettujen röyhkeiden varastaminen ja syöminen tekivät eräänlaisen vääristyneen järjen. Kuninkaallisen hyytelön kannattajat väittävät, että tavarat parantavat kaikenlaisia ihmisongelmia, erityisesti hedelmättömyyttä. Vähentämällä materiaalit, jotka tekevät mehiläisten kuningattarista vauvan koneita, makaavat jopa 2 000 munaa päivässä pitäisi lisätä ihmisen hedelmällisyyttä. Olen pakko sanoa, että tutkijat eivät johda tätä syy-seuraussuhteeseen.

Kuninkaallista hyytelöä myydään myös seksuaalisena aineena, ja kuten useimmat eroottiset hyönteistuotteet, se ” s levitetään ”voimakkaalla hankauksella. ” Tämän vuoksi on vaikea sanoa, kuinka vankat todisteet tästä erektiohoidosta todella ovat. Myös varsinainen mehiläisten lisääntyminen sisältää peniksen irtoamisen ja kuoleman, mikä ei ”kuulosta hyvältä ajalta minulle, jos pidämme kiinni tästä kokonaisuudesta” mehiläiselle sopiva toimii ihmisille ”-analogiikka.

Kuningatarhyytelöllä on antibakteerisia ja sienilääkkeitä, koska se, että kehän mehiläiset kelluvat, kunnes ne muuttuvat. Sitä markkinoidaan monissa kosmetiikassa ikääntymistä estävänä ainesosana; mehiläishoitajat elävät 40 kertaa pidempään kuin työmehiläiset. Toistaiseksi ei ole paljon todisteita siitä, että emoaineksella olisi lääketieteellistä merkitystä ihmisillä. Se on todennäköisesti hyvä kosteusvoide. Varsinkin jos et ajattele mistä se tulee.

Parasta on, että noin 600 tonnia emoainetta tuotetaan ja myydään vuosittain; Itä-Aasia on päätuottaja. Hinnat vaihtelevat suuresti, mutta paikallisen luontaistuotekaupan matkan perusteella näyttää olevan noin 1 dollari grammaa kohden. Kuninkaallisen hyytelön markkina-arvo perustuu siihen, mitä luulimme tietävän sen maagisista ominaisuuksista; se ei näytä todennäköisesti muuttuvan lähitulevaisuudessa.

Mutta nyt voit pitää hauskaa kertoa ihmisille, mistä heidän kuninkaalliset mehiläishoitajansa ovat tulleet.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler ja May R. Berenbaum. 2015. Ruokavalion fytokemikaali muuttaa kastiin liittyvää geeniekspressiota hunajamehiläisissä. Science Advances 1 (7).