Decennia lang dachten wetenschappers dat er iets speciaals was, een stof die koninginnengelei wordt genoemd , verhief een gewone honingbijlarve tot een koningin. Nieuw onderzoek suggereert dat we het achterstevoren hadden: het is wat toekomstige koninginnen niet te eten krijgen dat er toe doet.

Koninginnengelei, ook wel ‘bijenmelk’ genoemd, ziet eruit als wit snot. Meer dan de helft is water, de rest is een combinatie van eiwitten en suikers. Speciale klieren in de hoofden van werkbijen scheiden het spul af dat aan baby’s wordt gevoerd.

Een zich ontwikkelende bijenkoningin krijgt uitsluitend koninginnengelei te eten – geen stuifmeel en honing zoals haar proletarische zussen. Sommigen beschrijven het onthouden van koninginnengelei van werkbijen als castratie door de voeding. Deze bijen krijgen “niet het speciale voedsel van de goden. Of misschien voedsel van genetische monarchieën. En dus, zo dachten we, verschrompelden hun eierstokken, en ze worden geen koningin.

Het blijkt dat het andersom is. Het stuifmeel van een onvolwassen koningin niet voeren en honing is wat haar koninklijk maakt, niet haar exclusieve toegang tot koninginnengelei.

Koninginnen en genen

Er kunnen radicaal verschillend uitziende dieren worden gemaakt van identiek genetisch materiaal: een werkbij en een koningin bijen verschillen alleen waarin genen worden geactiveerd. Genen maken eiwitten, die de rest van ons lichaam opbouwen. Door de omgeving van hun nakomelingen te manipuleren, veranderen honingbijen hun lichaam genetisch via voeding.

We staan bekend om een tijdje dat bijen “-dieet betrokken is bij het bouwen van verschillende soorten bijenlichamen. De wetenschap is nog steeds aan het uitzoeken hoe dat gebeurt. Koninginlarven worden omringd door koninginnengelei; ze drijven op een zee van suikerachtige bijenklieren. n vergrote cellen. Werkbijen eten bijenbrood (een soort gefermenteerd stuifmeel) en honing. Verpleegsterbijen pureren dit tot een “werkersgelei” en voegen klierafscheidingen toe als garnering. Werknemers krijgen het speciale spul in koninginnengelei niet, en hun eierstokken verschrompelen.

Dat is de conventionele verklaring. Maar Dr. May Berenbaum, een professor aan de Universiteit van Illinois en een auteur van het nieuwe onderzoek, zegt dat er geen simpel antwoord is op de vraag Wat eten bijenbaby’s?

“We hadden de moeilijkste tijd om erachter te komen wat larven eten”, zegt ze. “Onder andere lijken werkersgelei en koninginnengelei te hebben, en er is geen consensus, een iets andere verhouding tussen de afscheiding van de onderkaak en de hypofaryngeale klieren… Het gebeurt allemaal in het donker omringd door 50.000 stingers. Het is dus niet “het gemakkelijkste insect ter wereld om aan te werken.”

Bebrood en honing zijn afgeleid van plantaardig materiaal en bevatten, net als veel plantaardig materiaal, een verscheidenheid aan fenolische chemicaliën. We eten ze de hele tijd; flavonoïden zijn de plantchemicaliën die planten hun unieke smaak geven (en planten helpen bij het ontmoedigen van onder andere plantetende insecten).

Koninginnengelei heeft echter geen detecteerbare fenolzuren. Geen. Uit eerder onderzoek wisten de onderzoekers dat flavonoïden de immuunrespons van volwassen werkbijen versterken. Dat is een goede zaak; het heeft als neveneffect dat het bijen helpt om pesticiden sneller te ontgiften. De wetenschappers vroegen zich af hoe zich ontwikkelende bijen zouden reageren op fenolische verbindingen.

Om dit te ontdekken, voerden ze twee groepen bijenlarvenvoeders met en zonder p-coumarinezuur, een veel voorkomend type flavonoïde. Vervolgens keken ze nauwkeurig naar verschillen in genactivering tussen de groepen. De resultaten waren verrassend, onverwacht en handig.

Bijen die werden gekweekt op het p-coumarinezuurdieet, hadden significant kleinere eierstokken dan bijen die zonder die verbinding werden grootgebracht. Dat is de kicker, want wat maakt een bijenkoningin een koningin? Zij is de enige bij in de korf die eieren legt. Veertien genen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij differentiatie van werkkoningin, werden opgereguleerd of verhoogd in expressie.

Koninginbijen zijn ook groter en leven langer dan werkbijen. In één set genen waarvan bekend is dat ze de orgaangrootte bij dieren reguleren, veranderde p-coumarinezuur significant de expressie van meer dan de helft van de genen die betrokken zijn bij die signaalroute.

“We waren nooit van plan om de perceptie van koninginnen en kastenbepaling ”, zegt Berenbaum. “Ik” ben geïnteresseerd in ontgifting; hoe insecten omgaan met fytochemicaliën die ze consumeren. Tot onze verbazing en vreugde veranderde een hele reeks andere genen die betrokken waren bij het bepalen van de kasten. “

” Het was een van die onmogelijke verschijnselen. Ik denk … het idee van koninginnengelei is zo aantrekkelijk dat mensen er niet echt aan twijfelen.”

Het tot zwijgen brengen van de genen

Met meer dan vier eeuwen leven met bijen, waarom leren mensen nog steeds zoveel over hen? Om die vraag te beantwoorden, nam ik contact op met Dr. Ryszard Maleszka aan de Australian National University. Maleszka, die geen auteur is van het nieuwe onderzoek, werkt specifiek aan de epigenetica van honingbijen.

Epigenetica is de studie van hoe omgevingen genexpressie beïnvloeden. “Met onze huidige kennis krabben we alleen aan de oppervlakte van biologische systemen, en de biologie van honingbijen is daarop geen uitzondering”, zegt Maleszka. “We hebben te maken met 500 miljoen jaar evolutie van dieren, dus er valt nog veel te ontdekken. “

” is een prachtig voorbeeld van een evolutionaire uitvinding waarbij gewone plantchemicaliën zijn gerekruteerd als cruciale elementen van genregulatie … Door gebruik te maken van milieu-ingrediënten honingbijen vond een slimme oplossing voor een uitdagend probleem: hoe twee contrasterende organismen te genereren, langlevende repr oductieve koninginnen en kortstondige functioneel steriele werkers, die dezelfde genetische hardware gebruiken. “

Er spelen veel factoren een rol bij het maken van een koningin die verder gaat dan de plantchemicaliën die in het nieuwe onderzoek zijn onderzocht: een verbinding met de prachtige naam royalactin is bijvoorbeeld voorgesteld als cruciaal voor de ontwikkeling van koningin. Maleszka heeft echter een scherpe afkeuring uitgesproken over het idee dat een enkele verbinding in koninginnengelei de “schakelaar” is die een koningin maakt. In 2008 kon zijn laboratorium koninginnenbijen maken zonder consumptie van koninginnengelei, door een reeks genen uit te schakelen (tot zwijgen te brengen). Andere bijenonderzoekers hebben vraagtekens gezet bij het idee van “één molecuul om ze allemaal te regeren” van de ontwikkeling van koningin. De realiteit is waarschijnlijk dat het, net als al het andere in de biologie, complex is en dat er veel factoren bij betrokken zijn.

De echte kracht van dit nieuwe onderzoek ligt misschien in de uitleg waarom werkbijen geen koninginnen worden. In plaats van chemische castratie door arbeiders koninginnengelei te weigeren, biedt dit uitgebreide voedingsproces chemische bescherming voor de eierstokken van de koningin. Ze wordt beschermd tegen de mogelijke toxische of metabolische effecten van plantaardige chemicaliën. Terwijl we onze technieken blijven verbeteren, zullen we hopelijk komen dichter bij een duidelijk antwoord over wat honingbijen in hun kasten eten en waarom.

Naschrift: Eh, waarom eten mensen koninginnengelei?

Toen we dachten dat koninginnengelei magie was koningin-spul, stelen en eten van slijm geproduceerd in insectenhoofden had een soort verwrongen betekenis. Voorstanders van koninginnengelei beweren dat het spul allerlei menselijke problemen geneest, in het bijzonder onvruchtbaarheid. Door af te leiden, het spul dat bijen babymachines maakt, tot 2.000 eieren per dag zouden de vruchtbaarheid van de mens moeten verhogen. Ik moet zeggen dat dit niet de manier is waarop wetenschappers oorzaak en gevolg afleiden.

Koninginnegelei wordt ook verkocht als afrodisiacum, en zoals de meeste erotische insectenproducten, het ” wordt aangebracht met “krachtig wrijven.Dat maakt het moeilijk om te zeggen hoe stevig bewijs voor deze erectiele remedie werkelijk is. Bij de daadwerkelijke voortplanting van honingbijen gaat het ook om het loslaten van de penis en de dood, wat mij niet “als een goed moment in de oren klinkt, als we vasthouden aan dat hele” wat voor een bij werkt, zal voor mensen werken “analogie.

Koninginnengelei heeft antibacteriële en schimmelwerende eigenschappen, aangezien het de smurrie is die zich ontwikkelt tot ze metamorfoseren. Het wordt in veel cosmetica op de markt gebracht als een ingrediënt tegen veroudering; koninginnenbijen leven 40 keer langer dan werkbijen. Tot dusver is er niet veel bewijs dat koninginnengelei medische betekenis heeft bij mensen. Het is echter waarschijnlijk een goede vochtinbrengende crème. Vooral als je niet nadenkt over waar het vandaan komt.

Mijn beste gok is dat er jaarlijks ongeveer 600 ton koninginnengelei wordt geproduceerd en verkocht; Oost-Azië is de belangrijkste producent. Prijzen variëren sterk, maar op basis van een reis naar mijn plaatselijke reformwinkel, lijkt het ongeveer $ 1 per gram te bedragen. De marktwaarde van koninginnengelei is gebaseerd op wat we dachten te weten over zijn magische eigenschappen; dat lijkt in de nabije toekomst waarschijnlijk niet te veranderen.

Maar nu kun je veel plezier beleven aan het vertellen van mensen waar hun koninklijke bijendrijvers vandaan kwamen.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler, en May R. Berenbaum.2015 Een fytochemische stof in de voeding verandert kaste-geassocieerde genexpressie in honingbijen. Science Advances 1 (7).