Per decenni gli scienziati hanno pensato a qualcosa di speciale in eccesso, una sostanza chiamata pappa reale , elevava una normale larva di ape da miele a regina. Una nuova ricerca suggerisce che l’abbiamo avuta al contrario: è ciò che le future regine non sono nutrite che conta.

La pappa reale, che è anche chiamata “latte d’api”, sembra moccio bianco. Più della metà è acqua, il resto è una combinazione di proteine e zuccheri. Speciali ghiandole nella testa delle api operaie secernono il materiale che viene nutrito ai bambini.

Un’ape regina in via di sviluppo viene nutrita esclusivamente con pappa reale, non polline e miele come le sue sorelle proletarie. Alcuni descrivono il trattenere la pappa reale dalle api operaie come una castrazione nutrizionale. Queste api non ricevono il cibo speciale degli dei. O, forse, il cibo delle monarchie genetiche. E così, abbiamo pensato, le loro ovaie si raggrinziscono e non diventano una regina.

Si scopre che è il contrario. Non nutrire un polline di regina immaturo e il miele è ciò che la rende reale, non il suo accesso esclusivo alla pappa reale.

Regine e geni

Animali dall’aspetto radicalmente diverso possono essere creati da materiale genetico identico; un’ape operaia e una regina le api differiscono solo per i geni attivati. I geni producono proteine, che costruiscono il resto del nostro corpo. Manipolando l’ambiente della loro prole, le api mellifere alterano geneticamente il loro corpo tramite l’alimentazione.

Siamo conosciuti per un po ‘che la dieta delle api è coinvolta nella costruzione di diversi tipi di corpi di api. La scienza sta ancora cercando di capire come ciò avvenga. Le larve della regina sono circondate da pappa reale; galleggiano su un mare di moccio zuccherino della ghiandola d’api n cellule ingrandite. Le api operaie mangiano pane d’api (un tipo di polline fermentato) e miele. Le api nutrici lo schiacciano in una “gelatina operaia” e aggiungono secrezioni ghiandolari come guarnizione. Le lavoratrici non ottengono le cose speciali nella gelatina regina e le loro ovaie si raggrinziscono.

Questa è la spiegazione convenzionale. Ma il dottor May Berenbaum, professore presso l’Università dell’Illinois e autore della nuova ricerca, afferma che non esiste “una risposta semplice alla domanda Cosa mangiano i bambini delle api?

“Abbiamo avuto difficoltà a capire cosa mangiano le larve”, dice. “Tra le altre cose, sembra che la pappa operaia e la pappa reale abbiano, e c’è nessun consenso, un rapporto leggermente diverso tra secrezione ghiandola mandibolare e ghiandola ipofaringea … Tutto accade al buio circondato da 50.000 pungiglioni. Quindi non è “l’insetto più facile al mondo su cui lavorare”.

Il pane e il miele sono derivati da materiali vegetali e, come molti materiali vegetali, contengono una varietà di sostanze chimiche fenoliche. Li mangiamo tutto il tempo; i flavonoidi sono le sostanze chimiche vegetali che conferiscono alle piante i loro sapori unici (e aiutano le piante a scoraggiare gli insetti mangiatori di piante, tra le altre funzioni).

La pappa reale, tuttavia, non ha acidi fenolici rilevabili. Nessuna. Da ricerche precedenti, i ricercatori sapevano che i flavonoidi aumentano le risposte immunitarie delle api operaie adulte. “Questa è una buona cosa; ha l’effetto collaterale di aiutare le api a disintossicare i pesticidi più velocemente. Gli scienziati si sono chiesti come reagirebbero le api in via di sviluppo ai composti fenolici.

Per scoprirlo, hanno alimentato due gruppi di diete di larve di api con e senza acido p-cumarico, un tipo comune di flavonoide. Poi hanno esaminato attentamente le differenze nell’attivazione genica tra i gruppi. I risultati sono stati sorprendenti, inaspettati e ingegnosi.

Le api allevate con la dieta a base di acido p-cumarico avevano ovaie significativamente più piccole di quelle allevate senza quel composto. Questo è il kicker, perché cosa rende un’ape regina una regina? È l’unica ape nell’alveare a deporre le uova. Quattordici geni noti per essere coinvolti nella differenziazione regina operaia erano sovraregolati o aumentati nell’espressione.

Anche le api regine sono più grandi e vivono più a lungo delle api operaie. In una serie di geni noti per regolare la dimensione degli organi negli animali, l’acido p-cumarico ha cambiato significativamente l’espressione di oltre la metà dei geni coinvolti in quella via di segnalazione.

“Non abbiamo mai deciso di cambiare la percezione delle regine e determinazione di casta “, dice Berenbaum. “Sono” interessato alla disintossicazione; come gli insetti affrontano i fitochimici che consumano. Con nostra grande sorpresa e gioia, è cambiata un’intera serie di altri geni implicati nella determinazione della casta. “

” Era uno di quei fenomeni impossibili da ignorare. Penso che … l’idea della pappa reale sia così allettante, la gente non l’ha davvero messa in dubbio.”

Il silenzio dei geni

Con oltre quattro secoli di convivenza con le api, perché gli umani stanno ancora imparando così tanto su di loro? Per rispondere a questa domanda, ho contattato il dott. Ryszard Maleszka presso l’Australian National University. Maleszka, che non è un autore della nuova ricerca, lavora specificamente sull’epigenetica delle api da miele.

L’epigenetica è lo studio di come gli ambienti influenzano l’espressione genica. “Con le nostre attuali conoscenze, graffiamo solo la superficie dei sistemi biologici e la biologia delle api non fa eccezione”, afferma Maleszka. “Abbiamo a che fare con 500 milioni di anni di evoluzione animale, quindi c’è molto da scoprire. “

” è un meraviglioso esempio di invenzione evolutiva in base alla quale i comuni prodotti chimici vegetali sono stati reclutati per essere elementi cruciali della regolazione genica … Utilizzando ingredienti ambientali api mellifere trovato una soluzione intelligente a un problema impegnativo: come generare due organismi contrastanti, repr di lunga durata regine odorose e operai funzionalmente sterili di breve durata, che utilizzano lo stesso hardware genetico. “

Molti fattori contribuiscono a fare una regina al di là delle sostanze chimiche vegetali esaminate nella nuova ricerca: un composto con il meraviglioso nome di royalactin , ad esempio, è stato proposto come critico per lo sviluppo della regina. Maleszka ha lanciato un aspro rimprovero all’idea che un singolo composto nella pappa reale sia l ‘”interruttore” che fa una regina, però. Nel 2008, il suo laboratorio è stato in grado di creare api regine senza alcun consumo di pappa reale, disattivando (silenziando) una serie di geni. Altri ricercatori di api hanno messo in dubbio l’idea “una molecola per governarle tutte” dello sviluppo della regina. La realtà è probabile che, come ogni altra cosa in biologia, sia complesso e siano coinvolti molti fattori.

Il vero potere di questa nuova ricerca potrebbe essere quello di spiegare perché le api operaie non diventano regine. Invece della castrazione chimica negando ai lavoratori la pappa reale, questo elaborato processo di alimentazione fornisce protezione chimica alle ovaie della regina. Ella è al riparo dai potenziali effetti tossici o metabolici delle sostanze chimiche vegetali. Mentre continuiamo a migliorare le nostre tecniche, si spera di venire più vicino a una risposta definitiva su cosa mangiano le api mellifere nei loro alveari e perché.

Post scriptum: Um, perché gli esseri umani mangiano la pappa reale?

Quando pensavamo che la pappa reale fosse magica roba da regina, rubare e mangiare catarro prodotto nelle teste di insetti aveva una sorta di senso deformato. I sostenitori della pappa reale sostengono che quella roba cura tutti i tipi di problemi umani, l’infertilità in particolare. 2.000 uova al giorno dovrebbero aumentare la fertilità umana. Sono costretto a dire che non è così che gli scienziati deducono causa ed effetto.

La pappa reale viene anche venduta come afrodisiaco e, come la maggior parte dei prodotti erotici a base di insetti, ” s applicato con “vigoroso sfregamento. ” Ciò rende difficile dire quanto sia davvero solida la prova di questo rimedio per l’erezione. Inoltre, la riproduzione effettiva delle api da miele comporta il distacco del pene e la morte, il che non mi sembra un buon momento, se ci atteniamo a quell’analogia “ciò che funziona per un’ape funzionerà per gli esseri umani”.

La pappa reale ha proprietà antibatteriche e antimicotiche, dal momento che è il gunk che sviluppa le api che galleggiano fino a quando non si metamorfosano. È commercializzato in molti cosmetici come ingrediente antietà; le api regine vivono 40 volte più a lungo delle api operaie. Finora, non ci sono molte prove che la pappa reale abbia un significato medico negli esseri umani. Probabilmente è una buona crema idratante, però. Soprattutto se non pensi alla sua origine.

La mia ipotesi migliore è che circa 600 tonnellate di pappa reale siano prodotte e vendute all’anno; L’Asia orientale è il principale produttore. I prezzi variano ampiamente, ma in base a un viaggio al mio negozio di alimenti naturali locali, sembra che si aggiri circa $ 1 al grammo. Il valore di mercato della pappa reale si basa su ciò che pensavamo di sapere sulle sue proprietà magiche; non sembra probabile che cambierà nel prossimo futuro.

Ma ora puoi divertirti un sacco a dire alle persone da dove vengono i loro goobers reali.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler e May R. Berenbaum. 2015. Un fitochimico alimentare altera l’espressione genica associata alla casta nelle api mellifere. Science Advances 1 (7).