I årtionden trodde forskare ett överskott av något speciellt, ett ämne som kallas kunglig gelé , höjde en vanlig honungsbielarva till en drottning. Ny forskning tyder på att vi hade det bakåt: Det är vad framtida drottningar inte matas som betyder något.

Kunglig gelé, som också kallas ”bi mjölk”, ser ut som vit snot. Mer än hälften av det är vatten, resten är en kombination av proteiner och sockerarter. Särskilda körtlar i huvudet på arbetarbin utsöndrar grejerna, som matas till spädbarn.

Ett drottningsbi som utvecklas får uteslutande kunglig gelé – inte pollen och honung som hennes proletära systrar. Vissa beskriver att hålla tillbaka kunglig gelé från arbetarbin som näringskastrering. Dessa bin får inte Guds speciella mat. Eller kanske mat från genetiska monarkier. Och så trodde vi att deras äggstockar krymper och de blir inte drottning.

Det visar sig att det är tvärtom. Matar inte en omogen drottningpollen och honung är det som gör henne kunglig, inte hennes exklusiva tillgång till kunglig gelé.

Queens and Genes

Radikalt annorlunda djur kan skapas från identiskt genetiskt material; en arbetarbi och en drottning bi skiljer sig bara i vilka gener som är aktiverade. Genen skapar proteiner som bygger resten av våra kroppar. Genom att manipulera miljön hos sina avkommor förändrar honungsbin sina kroppar genetiskt genom näring.

Vi har känt för ett tag att bin ”diet är inblandad i att bygga olika typer av bikroppar. Vetenskapen räknar fortfarande ut hur det händer. Drottningslarver är omgivna av kunglig gelé; de flyter på ett hav av sockerbikörtel snot jag n förstorade celler. Arbetarbin äter smörgås (en typ av fermenterad pollen) och honung. Sjuksköterska bin mosar detta i en ”arbetargell” och lägger till körtelsekret som en garnering. Arbetare får inte de speciella grejerna i drottninggelé och deras äggstockar krymper.

Det är den konventionella förklaringen. Men doktor May Berenbaum, professor vid University of Illinois och författare till den nya forskningen, säger att det inte finns något enkelt svar på frågan Vad äter bebisar?

”Vi hade svårast att räkna ut vad larver äter”, säger hon. ”Bland annat verkar gelé och kunglig gelé ha, och det finns inget samförstånd, ett något annorlunda förhållande mellan mandibulär och hypofaryngeal sekret … Allt händer i mörkret omgiven av 50 000 stingers. Så det är inte den enklaste insekten i världen att arbeta med.

Beebread och honung kommer från växtmaterial, och som många växtmaterial innehåller de en mängd fenoliska kemikalier. Vi äter dem hela tiden; flavonoider är de växtkemikalier som ger växter sina unika smaker (och hjälper växter att avskräcka växtätande insekter, bland andra funktioner).

Kunglig gelé har emellertid inga påvisbara fenolsyror. Ingen. Från tidigare forskning visste forskarna att flavonoider ökar immunsvaret hos vuxna arbetarbin. Det är en bra sak; det har en bieffekt av att hjälpa bin att avgifta bekämpningsmedel snabbare. Forskarna undrade hur utvecklande bin skulle reagera på fenolföreningar.

För att ta reda på matade de två grupper av binärdieter med och utan p-kumarinsyra, en vanlig typ av flavonoid. Sedan tittade de på skillnader i genaktivering mellan grupperna. Resultaten var uppseendeväckande, oväntade och smidiga.

Bin uppfödda på p-kumarsyradiet hade äggstockar betydligt mindre än de som föds upp utan den föreningen. Det är kickern, för vad gör en drottningbi till en drottning? Hon är den enda biet i bikupan som lägger ägg. Fjorton gener som var kända för att vara involverade i differentiering mellan arbetare och drottning uppreglerades eller ökade i uttryck.

Drottningsbin är också större och lever längre än arbetarbin. I en uppsättning gener som är kända för att reglera organstorleken hos djur förändrade p-kumarsyra signifikant uttrycket för över hälften av generna som är involverade i den signalvägen.

”Vi satte oss aldrig för att ändra uppfattningar på drottningar och kastbestämning, säger Berenbaum. ”Jag är intresserad av avgiftning; hur insekter hanterar fytokemikalier de konsumerar. Till vår stora förvåning och glädje förändrades en hel serie andra gener som var inblandade i kastbestämning. ”

” Det var en av de omöjliga att missa olika fenomen. Jag tror … tanken på kunglig gelé är så tilltalande, folk har inte riktigt ifrågasatt det.”

Tystningen av generna

Med mer än fyra århundraden av att leva med bin, varför lär sig människor fortfarande så mycket om dem? För att svara på den frågan kontaktade jag Dr. Ryszard Maleszka vid Australian National University. Maleszka, som inte är författare till den nya forskningen, arbetar specifikt med honungsbi-epigenetik.

Epigenetik är studien av hur miljöer påverkar genuttryck. ”Med vår nuvarande kunskap kliar vi bara ytan på biologiska system, och honungsbibiologi är inget undantag”, säger Maleszka. ”Vi har att göra med 500 miljoner år av djurutveckling så det finns mycket att upptäcka. ”

” är ett underbart exempel på en evolutionär uppfinning där vanliga växtkemikalier har rekryterats för att vara avgörande inslag i genreglering … Genom att använda miljöingredienser honungsbin hittade en smart lösning på ett utmanande problem: Hur man genererar två kontrasterande organismer, långlivad repr oductiva drottningar och kortlivade funktionellt sterila arbetare, med samma genetiska hårdvara. ”

Massor av faktorer går ut på att göra en drottning bortom de växtkemikalier som undersöktes i den nya forskningen: En förening med det underbara namnet royalactin har till exempel föreslagits som kritiskt för drottningens utveckling. Maleszka har levererat en svidande tillrättavisning mot idén att en enda förening i kunglig gelé är ”switch” som gör en drottning, dock. År 2008 kunde hans lab skapa drottningsbin utan konsumtion av gelé genom att stänga av (tysta) en uppsättning gener. Andra bi-forskare har ifrågasatt ”en molekyl för att styra dem alla” idén om drottningens utveckling. Verkligheten är troligt att den, som allt annat inom biologin, är komplex och många faktorer är inblandade.

Den verkliga kraften i den här nya forskningen kan vara att förklara varför arbetarbin inte blir drottningar. Istället för kemisk kastrering genom att förneka arbetarna kunglig gelé, ger denna utarbetade utfodringsprocess kemiskt skydd för drottningens äggstockar. Hon är skyddad från potentiella toxiska eller metaboliska effekter av växtkemikalier. När vi fortsätter att förbättra våra tekniker, förhoppningsvis kommer vi att komma närmare ett fast svar om precis vad honungsbin äter i sina nässelfeber och varför.

Efterskrift: Um, varför äter människor kunglig gelé?

När vi tyckte att kunglig gelé var magisk drottning grejer, stjäla och äta slem som produceras i insektshuvuden gjorde en slags förvrängd mening. Kungliga geléförespråkare hävdar att sakerna botar alla möjliga mänskliga problem, särskilt infertilitet. Genom avdrag, de saker som gör drottningbis barnmaskiner, lägger upp till 2.000 ägg om dagen, borde öka fertiliteten hos människor. Jag är tvungen att säga att det här är inte hur forskare härleder orsak och verkan.

Kunglig gelé säljs också som ett afrodisiakum, och som de flesta erotiska insektsprodukter, det ” s appliceras med ”kraftig gnugga. ” Det gör det svårt att säga hur fast bevis för detta erektilmedel egentligen är. Den faktiska reproduktionen av honungsbin involverar dessutom avlossning av döden och döden, som inte låter som en bra tid för mig, om vi håller fast vid det hela ”vad som fungerar för ett bi kommer att fungera för människor”.

Kunglig gelé har antibakteriella och antisvampegenskaper, eftersom det är det skräp som utvecklar bin flyter in tills de förvandlas. Det marknadsförs i många kosmetika som en ingrediens mot åldrande. Drottningbina lever 40 gånger längre än arbetarbin. Hittills finns det inte mycket bevis på att kunglig gelé har medicinsk betydelse för människor. Det är förmodligen en bra fuktighetskräm, speciellt om du inte tänker på var den kommer ifrån.

Min bästa gissning är att cirka 600 ton kunglig gelé produceras och säljs årligen; Östasien är huvudproducenten. Priserna varierar mycket, men baserat på en resa till min lokala hälsokostaffär verkar det kosta cirka $ 1 per gram. Marknadsvärdet för kunglig gelé baseras på vad vi trodde vi visste om dess magiska egenskaper; det verkar inte troligt att förändras inom överskådlig framtid.

Men nu kan du ha mycket roligt att berätta för folk var deras kungliga bi-goobers kom ifrån.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler och May R. Berenbaum 2015. En fytokemisk diet förändrar kastassocierad genuttryck i honungsbin. Science Advances 1 (7).