I flere tiår trodde forskere et overskudd av noe spesielt, et stoff som kalles kongelig gelé , forhøyet en vanlig honningbielarve til en dronning. Ny forskning antyder at vi hadde det bakover: Det er hva fremtidige dronninger ikke får mat som betyr noe.

Kongelig gelé, som også kalles «bi melk», ser ut som hvit snot. Mer enn halvparten av det er vann, resten er en kombinasjon av proteiner og sukker. Spesielle kjertler i hodene til arbeiderbier skiller ut ting som blir matet til babyer.

En dronningbi som utvikler seg, får utelukkende kongelig gelé – ikke pollen og honning som hennes proletariske søstre. Noen beskriver å holde tilbake kongelig gelé fra arbeiderbier som ernæringskastrasjon. Disse biene får ikke Guds spesielle mat. Eller kanskje mat fra genetiske monarkier. Og så tenkte vi at eggstokkene deres skrumpet sammen, og de blir ikke en dronning.

Det viser seg at det er omvendt. Ikke mate en umoden dronning pollen og honning er det som gjør henne kongelig, ikke hennes eksklusive tilgang til kongelig gelé.

Queens and Genes

Radikalt forskjellige utseende dyr kan opprettes fra identisk genetisk materiale; en arbeiderbi og en dronning bien skiller seg bare ut i hvilke gener som aktiveres. Generene lager proteiner som bygger resten av kroppen. Ved å manipulere miljøet til deres avkom, endrer honningbier genetisk kroppene sine via ernæring.

Vi har kjent for en stund at bienes diett er involvert i å bygge forskjellige slags bikropper. Vitenskapen finner fremdeles ut hvordan det skjer. Dronningslarver er omgitt av kongelig gelé; de flyter på et hav av sukkerholdig bierkjertel n forstørrede celler. Arbeiderbier spiser biebrød (en type gjæret pollen) og honning. Sykepleierbier moser dette i en «arbeidergelé» og legger til kjertelsekreter som pynt. Arbeidere får ikke de spesielle tingene i dronningsgelé, og eggstokkene deres krymper.

Det er den konvensjonelle forklaringen. Men Dr. May Berenbaum, professor ved University of Illinois og forfatter av den nye forskningen, sier at det ikke er «et enkelt svar på spørsmålet Hva spiser biebarn?

«Vi hadde det vanskeligst å finne ut hva larver spiser,» sier hun. «Blant annet ser det ut som arbeidergelé og kongelig gelé, og det er ingen konsensus, et litt annet forhold mellom utskjæring av mandibular og hypofaryngeal … Alt skjer i mørket omgitt av 50 000 stingers. Så det er ikke det enkleste insektet i verden å jobbe med.

Smørbrød og honning er avledet av plantematerialer, og som mange plantematerialer inneholder de en rekke fenoliske kjemikalier. Vi spiser dem hele tiden; flavonoider er plantekjemikaliene som gir planter deres unike smaker (og hjelper planter å motvirke plantespisende insekter, blant andre funksjoner).

Kongelig gelé har imidlertid ingen påviselige fenoliske syrer. Ingen. Fra tidligere undersøkelser visste forskerne at flavonoider øker immunresponsen til voksne arbeiderbier. Det er en god ting; det har den bivirkningen at det hjelper bier med å avgifte plantevernmidler raskere. Forskerne lurte på hvordan utviklende bier ville reagere på fenolforbindelser.

For å finne ut av det, matet de to grupper med bierlarvedieter med og uten p-kumarinsyre, en vanlig type flavonoid. Så så de nøye på forskjeller i genaktivering mellom gruppene. Resultatene var oppsiktsvekkende, uventede og smarte.

Bier oppdrettet på p-kumarsyrediet hadde eggstokker betydelig mindre enn de som ble oppdrettet uten den forbindelsen. Det er kickeren, for hva gjør en dronningbi til en dronning? Hun er den eneste bien i kupen som legger egg. Fjorten gener som er kjent for å være involvert i differensiering mellom arbeider og dronning, ble oppregulert eller økt i uttrykk.

Dronningbier er også større og lever lenger enn arbeiderbier. I et sett med gener som er kjent for å regulere organstørrelse hos dyr, endret p-kumarsyre signifikant uttrykket til over halvparten av gener som var involvert i den signalveien.

«Vi satte oss aldri inn for å endre oppfatninger på dronninger kastebestemmelse, sier Berenbaum. «Jeg er interessert i avgiftning; hvordan insekter takler fytokjemikalier de spiser. Mye til vår overraskelse og glede endret en hel rekke andre gener som var involvert i kastebestemmelse. «

» Det var en av de umulige å gå glipp av slags fenomener. Jeg tror … ideen om kongelig gelé er så tiltalende, folk har ikke satt spørsmålstegn ved det.»

Genenes taushet

Hvorfor lærer mennesker fremdeles så mye om dem med over fire århundrer å leve med bier? For å svare på det spørsmålet, kontaktet jeg Dr. Ryszard Maleszka ved Australian National University. Maleszka, som ikke er forfatter av den nye forskningen, jobber spesifikt med honningbi-epigenetikk.

Epigenetikk er studien av hvordan miljøer påvirker genuttrykk. «Med vår nåværende kunnskap skraper vi bare overflaten av biologiske systemer, og honningbiologi er ikke noe unntak,» sier Maleszka. «Vi har å gjøre med 500 millioner år av dyreutvikling, så det er mye å oppdage. «

» er et fantastisk eksempel på en evolusjonær oppfinnelse der vanlige plantekjemikalier har blitt rekruttert til å være viktige elementer i genregulering … Ved å bruke miljøbestanddeler honningbier fant en smart løsning på et utfordrende problem: Hvordan generere to kontrasterende organismer, langvarig repr produktive dronninger og kortvarige funksjonelt sterile arbeidere, som bruker samme genetiske maskinvare. «

Mange faktorer går i å lage en dronning utover plantekjemikaliene som ble undersøkt i den nye forskningen: En forbindelse med det fantastiske navnet royalactin har for eksempel blitt foreslått som kritisk for dronningens utvikling. Maleszka har levert en sviende irettesettelse til ideen om at en enkelt forbindelse i kongelig gelé er «bryteren» som gjør en dronning, skjønt. I 2008 klarte laboratoriet hans å lage dronningbier uten noe kongelig geléforbruk, ved å slå av (dempe) et sett med gener. Andre bieforskere har stilt spørsmålstegn ved ideen om «et molekyl som skal styre dem alle» om dronningens utvikling. Virkeligheten er sannsynlig at den, som alt annet innen biologi, er kompleks og mange faktorer er involvert.

Den virkelige kraften i denne nye forskningen kan være å forklare hvorfor arbeiderbier ikke blir dronninger. I stedet for kjemisk kastrering ved å nekte arbeidere kongelig gelé, gir denne forseggjorte fôringsprosessen kjemisk beskyttelse for dronningens eggstokkene. Hun er beskyttet mot potensielle giftige eller metabolske effekter av plantekjemikalier. Når vi fortsetter å forbedre teknikkene våre, forhåpentligvis kommer vi nærmere et fast svar om akkurat hva honningbier spiser i elveblestene sine, og hvorfor.

Innskrift: Um, hvorfor spiser mennesker mennesker kongelig gelé?

Når vi trodde kongelig gelé var magisk dronning ting, stjele og spise slim produsert i insekt hoder gjorde en slags skjev forstand. Royal gelé talsmenn hevder at ting kurerer alle slags menneskelige problemer, spesielt infertilitet. Ved fradrag, ting som gjør dronningbier baby maskiner, legger opp til 2000 egg om dagen, burde øke menneskelig fruktbarhet. Jeg er tvunget til å si at dette ikke er hvordan forskere utleder årsak og virkning.

Royal gelé selges også som et afrodisiakum, og som de fleste erotiske insektprodukter, er det » s påføres med «kraftig gniing. » Det gjør det vanskelig å si hvor fast bevis for dette erektilmidlet egentlig er. Også, faktisk reproduksjon av honningbier involverer frigjøring av penis og død, som ikke høres ut som en god tid for meg, hvis vi holder oss til den helheten «hva som fungerer for en bie vil fungere for mennesker» analogi.

Kongelig gelé har antibakterielle og soppdrepende egenskaper, siden det er søppel som utvikler bier, flyter inn til de forvandles. Det markedsføres i mange kosmetikkprodukter som en aldringsbestanddel. Dronningbier lever 40 ganger lenger enn arbeiderbier. Så langt er det ikke mye bevis på at kongelig gelé har medisinsk betydning for mennesker. Det er sannsynligvis en god fuktighetskrem. Spesielt hvis du ikke tenker på hvor den kommer fra.

Min beste gjetning er at det produseres og selges omtrent 600 tonn kongelig gel hvert år; Øst-Asia er hovedprodusenten. Prisene varierer mye, men basert på en tur til min lokale helsekostbutikk, ser det ut til å løpe rundt $ 1 per gram. Markedsverdien av kongelig gelé er basert på det vi trodde vi visste om dens magiske egenskaper; det ser ikke ut til å endre seg i overskuelig fremtid.

Men nå kan du ha det gøy å fortelle folk hvor deres kongelige bie-goobere kom fra.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler og May R. Berenbaum. 2015. En fytokjemisk diett endrer kasteassosiert genuttrykk i honningbier. Science Advances 1 (7).