Jahrzehntelang dachten Wissenschaftler, ein Übermaß an etwas Besonderem, einer Substanz namens Gelée Royale erhöhte eine normale Honigbienenlarve zu einer Königin. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass wir es rückwärts hatten: Es kommt darauf an, was zukünftige Königinnen nicht füttern.

Gelée Royale, das auch als „Bienenmilch“ bezeichnet wird, sieht aus wie weißer Rotz. Mehr als die Hälfte davon ist Wasser, der Rest ist eine Kombination aus Proteinen und Zucker. Spezielle Drüsen in den Köpfen der Arbeiterbienen scheiden das Zeug aus, das an Babys verfüttert wird.

Eine sich entwickelnde Bienenkönigin wird ausschließlich mit Gelée Royale gefüttert – nicht mit Pollen und Honig wie ihre proletarischen Schwestern. Einige beschreiben das Zurückhalten von Gelée Royale von Arbeiterbienen als Ernährungskastration. Diese Bienen bekommen nicht die besondere Nahrung der Götter. Oder vielleicht die Nahrung genetischer Monarchien. Und so, dachten wir, schrumpfen ihre Eierstöcke und sie werden keine Königin.

Es stellt sich heraus, dass es umgekehrt ist. Eine unreife Königin Pollen nicht füttern und Honig macht sie königlich, nicht ihren exklusiven Zugang zu Gelée Royale.

Königinnen und Gene

Aus identischem genetischem Material können radikal unterschiedlich aussehende Tiere hergestellt werden: eine Arbeiterbiene und eine Königin Bienen unterscheiden sich nur darin, welche Gene aktiviert werden. Gene bilden Proteine, die den Rest unseres Körpers bilden. Durch die Manipulation der Umgebung ihrer Nachkommen verändern Honigbienen ihren Körper genetisch über die Ernährung.

Wir sind dafür bekannt eine Weile, in der die Ernährung der Bienen verschiedene Arten von Bienenkörpern aufbaut. Die Wissenschaft findet immer noch heraus, wie das passiert. Königinlarven sind von Gelée Royale umgeben, sie schwimmen auf einem Meer aus zuckerhaltigem Bienendrüsen-Rotz i n vergrößerte Zellen. Arbeitsbienen essen Bienenbrot (eine Art fermentierter Pollen) und Honig. Ammenbienen zerdrücken dies zu einem „Arbeitergelee“ und fügen als Beilage Drüsensekrete hinzu. Arbeiter bekommen das spezielle Zeug nicht in Königingelee und ihre Eierstöcke schrumpfen.

Das ist die konventionelle Erklärung. Dr. May Berenbaum, Professor an der Universität von Illinois und Autor der neuen Forschung, sagt jedoch, dass es keine einfache Antwort auf die Frage gibt, was Bienenbabys essen?

„Es fiel uns am schwersten herauszufinden, was Larven fressen“, sagt sie. „Unter anderem scheinen Arbeitergelee und Gelée Royale zu haben, und das gibt es auch Kein Konsens, ein etwas anderes Verhältnis von Sekretion des Unterkiefers zur Hypopharynxdrüse… Alles geschieht im Dunkeln, umgeben von 50.000 Stacheln. Es ist also nicht das am einfachsten zu bearbeitende Insekt der Welt.

Beebread und Honig werden aus pflanzlichen Materialien gewonnen und enthalten wie viele pflanzliche Materialien eine Vielzahl von phenolischen Chemikalien. Wir essen sie die ganze Zeit; Flavonoide sind die Pflanzenchemikalien, die Pflanzen ihre einzigartigen Aromen verleihen (und Pflanzen unter anderem dabei helfen, pflanzenfressende Insekten abzuhalten).

Gelée Royale enthält jedoch keine nachweisbaren Phenolsäuren. Keiner. Aus früheren Untersuchungen wussten die Forscher, dass Flavonoide die Immunantwort erwachsener Arbeiterbienen erhöhen. Das ist eine gute Sache; es hat den Nebeneffekt, dass Bienen Pestizide schneller entgiften können. Die Wissenschaftler fragten sich, wie sich entwickelnde Bienen auf Phenolverbindungen reagieren würden.

Um dies herauszufinden, fütterten sie zwei Gruppen von Bienenlarvenfutter mit und ohne p-Cumarsäure, eine häufige Art von Flavonoid. Dann untersuchten sie die Unterschiede in der Genaktivierung zwischen den Gruppen genau. Die Ergebnisse waren verblüffend, unerwartet und geschickt.

Bienen, die mit der p-Cumarsäure-Diät aufgezogen wurden, hatten Eierstöcke, die signifikant kleiner waren als diejenigen, die ohne diese Verbindung aufgezogen wurden. Das ist der Kicker, denn was macht eine Bienenkönigin zu einer Königin? Sie ist die einzige Biene im Bienenstock, die Eier legt. Vierzehn Gene, von denen bekannt ist, dass sie an der Differenzierung zwischen Arbeiter und Königin beteiligt sind, wurden hochreguliert oder in der Expression erhöht.

Bienenköniginnen sind auch größer und leben länger als Arbeiterbienen. In einem Satz von Genen, von denen bekannt ist, dass sie die Organgröße bei Tieren regulieren, hat p-Cumarsäure die Expression von mehr als der Hälfte der an diesem Signalweg beteiligten Gene signifikant verändert.

„Wir haben nie versucht, die Wahrnehmung von Königinnen und Königinnen zu ändern Kastenbestimmung „, sagt Berenbaum. „Ich bin an Entgiftung interessiert; wie Insekten mit Phytochemikalien umgehen, die sie verbrauchen. Zu unserer großen Überraschung und Freude änderte sich eine ganze Reihe anderer Gene, die an der Kastenbestimmung beteiligt waren. „

“ Es war eines dieser Phänomene, die man nicht übersehen konnte. Ich denke … die Idee von Gelée Royale ist so ansprechend, dass die Leute sie nicht wirklich in Frage gestellt haben.“

Die Stummschaltung der Gene

Warum lernen Menschen nach über vier Jahrhunderten des Lebens mit Bienen immer noch so viel über sie? Um diese Frage zu beantworten, habe ich mich an Dr. Ryszard Maleszka von der Australian National University. Maleszka, der kein Autor der neuen Forschung ist, arbeitet speziell mit der Epigenetik von Honigbienen.

Epigenetik ist die Untersuchung, wie Umgebungen die Genexpression beeinflussen. „Nach unserem derzeitigen Kenntnisstand kratzen wir nur an der Oberfläche biologischer Systeme, und die Biologie von Honigbienen ist keine Ausnahme“, sagt Maleszka. „Wir haben es mit 500 zu tun Millionen Jahre tierischer Evolution, es gibt also viel zu entdecken. „

“ ist ein wunderbares Beispiel für eine evolutionäre Erfindung, bei der gängige Pflanzenchemikalien als entscheidende Elemente der Genregulation rekrutiert wurden … Durch die Verwendung von Umweltbestandteilen Honigbienen fand eine clevere Lösung für ein herausforderndes Problem: Wie man zwei kontrastierende Organismen erzeugt, langlebige Repr Produktive Königinnen und kurzlebige, funktionell sterile Arbeiter, die dieselbe genetische Hardware verwenden. „

Viele Faktoren tragen dazu bei, eine Königin zu machen, die über die in der neuen Forschung untersuchten Pflanzenchemikalien hinausgeht: Eine Verbindung mit dem wunderbaren Namen Royalactin wurde beispielsweise als kritisch für die Entwicklung von Königinnen vorgeschlagen. Maleszka hat der Idee, dass eine einzige Verbindung in Gelée Royale der „Schalter“ ist, der eine Königin ausmacht, einen stechenden Vorwurf gemacht. Im Jahr 2008 konnte sein Labor Bienenköniginnen ohne Konsum von Gelée Royale herstellen, indem eine Reihe von Genen ausgeschaltet (zum Schweigen gebracht) wurde. Andere Bienenforscher haben die Idee der Königinentwicklung „ein Molekül, das sie alle beherrscht“ in Frage gestellt. Die Realität ist wahrscheinlich, dass es wie alles andere in der Biologie komplex ist und viele Faktoren eine Rolle spielen.

Die wahre Kraft dieser neuen Forschung könnte darin bestehen, zu erklären, warum Arbeiterbienen keine Königinnen werden. Anstelle der chemischen Kastration durch Verweigerung des Gelée Royale der Arbeiter bietet dieser aufwändige Fütterungsprozess einen chemischen Schutz für die Eierstöcke der Königin. Sie ist vor den möglichen toxischen oder metabolischen Auswirkungen pflanzlicher Chemikalien geschützt. Wenn wir unsere Techniken weiter verbessern, werden wir hoffentlich kommen näher an einer festen Antwort darüber, was Honigbienen in ihren Bienenstöcken essen und warum.

Nachtrag: Ähm, warum essen Menschen Gelée Royale?

Als wir dachten, Gelée Royale sei Magie Königin Zeug, Stehlen und Essen Schleim in Insektenköpfen produziert machte eine Art verzerrten Sinn. Gelée Royale Befürworter behaupten, das Zeug heilt alle Arten von menschlichen Problemen, insbesondere Unfruchtbarkeit. Durch Abzug das Zeug, das Königin Bienen Babymaschinen macht, bis zu 2.000 Eier pro Tag sollten die Fruchtbarkeit des Menschen erhöhen. Ich muss sagen, dass Wissenschaftler Ursache und Wirkung nicht so ableiten.

Gelée Royale wird auch als Aphrodisiakum verkauft und wie die meisten erotischen Insektenprodukte “ s mit „kräftigem Reiben“ aufgetragen. „“ Das macht es schwer zu sagen, wie sicher Beweise für dieses erektile Mittel wirklich sind. Die tatsächliche Fortpflanzung von Honigbienen beinhaltet auch Penisablösung und Tod, was für mich nicht nach einer guten Zeit klingt, wenn wir an dieser ganzen Analogie festhalten: „Was für eine Biene funktioniert, funktioniert für den Menschen“.

Gelée Royale hat antibakterielle und antimykotische Eigenschaften, da die sich entwickelnden Bienen darin schwimmen, bis sie sich verwandeln. Es wird in vielen Kosmetika als Anti-Aging-Wirkstoff vermarktet; Bienenköniginnen leben 40-mal länger als Arbeiterbienen. Bisher gibt es nicht viele Hinweise darauf, dass Gelée Royale beim Menschen eine medizinische Bedeutung hat. Es ist wahrscheinlich eine gute Feuchtigkeitscreme. Vor allem, wenn Sie nicht darüber nachdenken, woher es kommt.

Ich gehe davon aus, dass jährlich etwa 600 Tonnen Gelée Royale hergestellt und verkauft werden. Ostasien ist der Hauptproduzent. Die Preise variieren stark, aber basierend auf einer Reise zu meinem örtlichen Reformhaus scheint sie ungefähr 1 USD pro Gramm zu kosten. Der Marktwert von Gelée Royale basiert auf dem, was wir über seine magischen Eigenschaften zu wissen glaubten. Das wird sich in absehbarer Zeit wahrscheinlich nicht ändern.

Aber jetzt können Sie viel Spaß daran haben, den Leuten zu erzählen, woher ihre königlichen Bienen stammen.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler und May R. Berenbaum. 2015. Eine phytochemische Diät verändert die kastenassoziierte Genexpression bei Honigbienen. Science Advances 1 (7).