Przez dziesięciolecia naukowcy myśleli o nadmiarze czegoś wyjątkowego, substancji zwanej mleczkiem pszczelim , podniósł zwykłą larwę pszczoły miodnej do rangi królowej. Nowe badania sugerują, że mamy to wstecz: „liczy się to, co przyszłe królowe nie są karmione”.

Mleczko pszczele, zwane także „mlekiem pszczelim”, wygląda jak biały smark. Ponad połowa to woda, reszta to połączenie białek i cukrów. Specjalne gruczoły w głowach robotnic wydzielają substancję, którą karmią się dzieci.

Rozwijająca się królowa pszczół jest karmiona wyłącznie mleczkiem pszczelim – a nie pyłkiem i miodem, jak jej siostry proletariuszki. Niektórzy opisują odmawianie mleczka pszczelego pszczołom robotnicom jako kastrację żywieniową. Te pszczoły nie otrzymują specjalnego Pokarmu Bogów. A może pokarmu monarchii genetycznych. Myśleliśmy więc, że ich jajniki kurczą się i nie zostają królową.

Okazuje się, że jest odwrotnie. Brak karmienia niedojrzałego pyłku królowej i To właśnie miód sprawia, że ma królewski, a nie wyłączny dostęp do mleczka pszczelego.

Królowe i geny

Z identycznego materiału genetycznego można stworzyć radykalnie różne zwierzęta wyglądające jak pszczoła robotnica i królowa pszczoły różnią się tylko tym, które geny są aktywowane. Geny wytwarzają białka, które budują resztę naszego ciała. Manipulując środowiskiem swojego potomstwa, pszczoły miodne genetycznie zmieniają swoje ciała poprzez odżywianie.

Jesteśmy znani z przez pewien czas dieta pszczół jest zaangażowana w budowanie różnego rodzaju ciał pszczół. Nauka wciąż zastanawia się, jak to się dzieje. Larwy królowej są otoczone mleczkiem pszczelim; unoszą się na morzu słodkich gruczołów pszczelich i n powiększone komórki. Pszczoły robotnice jedzą pierzgi (rodzaj sfermentowanego pyłku) i miód. Pszczoły pielęgniarki zbijają to w „galaretkę robotniczą” i dodają wydzielinę gruczołów jako dekorację. Pracownicy nie dostają specjalnych składników w galarecie królowej, a ich jajniki kurczą się.

Takie jest konwencjonalne wyjaśnienie. Ale dr May Berenbaum, profesor na University of Illinois i autor nowych badań, twierdzi, że nie ma „prostej odpowiedzi na pytanie Co jedzą pszczoły?

„Najtrudniej było nam ustalić, co jedzą larwy”, mówi. „Między innymi wydaje się, że mleczko robotnicze i mleczko pszczele mają brak zgody, nieco inny stosunek wydzielania gruczołu żuchwowego do gardłowego… Wszystko dzieje się w ciemności w otoczeniu 50 000 żądeł. Nie jest to więc „najłatwiejszy do pracy owad na świecie”.

Pszczoły i miód pochodzą z materiałów roślinnych i, podobnie jak wiele innych roślin, zawierają różne fenolowe związki chemiczne. Jemy je cały czas; flawonoidy to chemikalia roślinne, które nadają roślinom ich niepowtarzalny smak (i pomagają roślinom między innymi zniechęcać owady jedzące rośliny).

Jednak mleczko pszczele nie zawiera wykrywalnych kwasów fenolowych. Żaden. Z poprzednich badań naukowcy wiedzieli, że flawonoidy zwiększają odpowiedź immunologiczną dorosłych robotnic. To „dobra rzecz; ma ten efekt uboczny pomagając pszczołom w szybszej detoksykacji pestycydów. Naukowcy zastanawiali się, jak rozwijające się pszczoły zareagują na związki fenolowe.

Aby się tego dowiedzieć, karmili dwie grupy larw pszczół w diecie i bez kwasu p-kumarowego, powszechnego rodzaju flawonoidów. Następnie przyjrzeli się dokładnie różnicom w aktywacji genów między grupami. Wyniki były zaskakujące, nieoczekiwane i ładne.

Pszczoły hodowane na diecie z kwasem p-kumarowym miały jajniki znacznie mniejsze niż te hodowane bez tego związku. To jest kicker, bo co czyni królową królową królową? Jest jedyną pszczołą w ulu znoszącą jaja. Czternaście genów, o których wiadomo, że są zaangażowane w różnicowanie matek robotnic, zostało wyregulowanych lub zwiększyło ekspresję.

Pszczoły królowe są również większe i żyją dłużej niż robotnice. W jednym zestawie genów, o których wiadomo, że regulują wielkość narządów u zwierząt, kwas p-kumarowy znacząco zmienił ekspresję ponad połowy genów zaangażowanych w ten szlak sygnałowy.

„Nigdy nie zamierzaliśmy zmieniać postrzegania królowych i determinacja kastowa ”- mówi Berenbaum. „Jestem zainteresowany detoksykacją”; jak owady radzą sobie ze spożywanymi fitochemikaliami. Ku naszemu zdziwieniu i zachwytowi zmienił się cały zestaw innych genów, które były zaangażowane w determinację kastową. „

” To był jeden z tych, których nie można przegapić pewnego rodzaju zjawisk. Myślę… pomysł mleczka pszczelego jest tak pociągający, że ludzie tak naprawdę go nie kwestionowali.„

Wyciszenie genów

Dlaczego ludzie żyją z pszczołami przez ponad cztery wieki, więc wciąż tak wiele się o nich uczą? Aby odpowiedzieć na to pytanie, skontaktowałem się z dr. Ryszard Maleszka z Australian National University. Maleszka, który nie jest autorem nowych badań, zajmuje się w szczególności epigenetyką pszczół miodnych.

Epigenetyka to nauka o tym, jak środowisko wpływa na ekspresję genów. „Przy naszej obecnej wiedzy zarysowujemy jedynie powierzchnię systemów biologicznych, a biologia pszczół miodnych nie jest wyjątkiem” – mówi Maleszka. „Mamy do czynienia z 500 miliona lat ewolucji zwierząt, więc jest wiele do odkrycia. „

” to wspaniały przykład ewolucyjnego wynalazku, w którym powszechnie stosowane chemikalia roślinne zostały wykorzystane jako kluczowe elementy regulacji genów… Dzięki zastosowaniu składników środowiskowych pszczoły miodne znaleźli sprytne rozwiązanie trudnego problemu: jak wygenerować dwa przeciwstawne organizmy, długowieczny repr oductive królowe i krótko żyjące funkcjonalnie sterylne robotnice, używające tego samego sprzętu genetycznego. ”

Wiele czynników wpływa na stworzenie królowej poza chemikaliami roślinnymi badanymi w nowych badaniach: związek o cudownej nazwie Royalactin na przykład została zaproponowana jako krytyczna dla rozwoju matek. Maleszka ostro zganił pomysł, że pojedynczy składnik mleczka pszczelego jest „przełącznikiem”, który czyni królową. W 2008 roku jego laboratorium było w stanie stworzyć królowe pszczół bez spożywania mleczka pszczelego, wyłączając (wyciszając) zestaw genów. Inni badacze pszczół zakwestionowali ideę rozwoju matek „jedna molekuła rządząca wszystkimi”. Rzeczywistość jest prawdopodobna, podobnie jak wszystko inne w biologii, jest złożona i obejmuje wiele czynników.

Prawdziwą siłą tych nowych badań może być wyjaśnienie, dlaczego pszczoły robotnice nie zostają królowymi. Zamiast chemicznej kastracji przez odmawianie robotnicom mleczka pszczelego, ten skomplikowany proces karmienia zapewnia ochronę chemiczną jajników królowej. Jest ona chroniona przed potencjalnymi toksycznymi lub metabolicznymi skutkami chemikaliów roślinnych. W miarę doskonalenia naszych technik mamy nadzieję, że przyjedziemy bliżej jednoznacznej odpowiedzi na temat tego, co pszczoły miodne jedzą w swoich ulach i dlaczego.

Postscript: Hm, dlaczego ludzie jedzą mleczko pszczele?

Kiedy myśleliśmy, że mleczko pszczele jest magiczne rzeczy królowej, kradzież i zjadanie flegmy produkowanej w głowach owadów miało trochę wypaczony sens. Zwolennicy mleczka pszczelego twierdzą, że lek ten leczy wszelkiego rodzaju ludzkie problemy, w szczególności bezpłodność. 2000 jajek dziennie powinno zwiększyć płodność człowieka. Jestem zmuszony powiedzieć, że naukowcy nie w ten sposób wnioskują o przyczynie i skutku.

Mleczko pszczele jest również sprzedawane jako afrodyzjak i podobnie jak większość erotycznych produktów owadów, to jest ” nakłada się za pomocą „energicznego wcierania. ” To sprawia, że trudno powiedzieć, jak mocne są dowody na to, że środek na erekcję jest naprawdę. Również faktyczna reprodukcja pszczoły miodnej wiąże się z oderwaniem penisa i śmiercią, co nie brzmi dla mnie jak dobry czas, jeśli trzymamy się tej całej analogii „to, co działa dla pszczoły, będzie działać dla ludzi”.

Mleczko pszczele ma właściwości przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze, ponieważ pszczoły rozwijające się w mazi unoszą się w wodzie, aż do metamorfozy. Jest sprzedawany w wielu kosmetykach jako składnik przeciwdziałający efektom starzenia, królowe żyją 40 razy dłużej niż robotnice. Jak dotąd nie ma zbyt wielu dowodów na to, że mleczko pszczele ma znaczenie medyczne dla ludzi. Prawdopodobnie jest to jednak dobry środek nawilżający. Zwłaszcza jeśli nie zastanawiasz się, skąd pochodzi.

Moje przypuszczenie jest takie, że rocznie produkuje się i sprzedaje około 600 ton mleczka pszczelego; Głównym producentem jest Azja Wschodnia. Ceny są bardzo zróżnicowane, ale na podstawie wycieczki do mojego lokalnego sklepu ze zdrową żywnością wydaje się, że kosztuje około 1 dolara za gram. Wartość rynkowa mleczka pszczelego opiera się na tym, co myśleliśmy, że wiemy o jego magicznych właściwościach; wydaje się, że nie zmieni się to w najbliższej przyszłości.

Ale teraz możesz się nieźle bawić opowiadając ludziom, skąd pochodzą ich królewskie pszczoły.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler i May R. Berenbaum. 2015. Fitochemikalia dietetyczne zmieniają kastową ekspresję genów u pszczół miodnych. Science Advances 1 (7).