Как пчелы выбирают маток

В каждой колонии шмелей, как и медоносных, есть королева, но процесс ее коронации может быть скорее демократическим, чем монархическим. Портал popsci.com сообщил о научном исследовании, в ходе которого выяснилось, как рабочие шмели выбирают, какая личинка станет будущей королевой.

Помимо разных социальных ролей, королевы ульев и рабочие пчелы различаются физически. Королевы шмелей становятся крупнее и живут дольше. Они, в отличие от обычных мелких рабочих, также могут размножаться.

Ранее наука знала, что гормоны каким-то образом участвуют в выборе новой королевы рабочими, но точные механизмы были неизвестны. По сути, одно шмельное яйцо содержит в себе чертежи двух совершенно разных жизненных траекторий: гигантской репродуктивной матки или маленькой бесплодной рабочей пчелы.

Чтобы выяснить, как шмели выбирают маток, авторы научной статьи, опубликованной в журнале Insect Biochemistry and Molecular Biology, использовали трех рабочих и кладку личинок. Затем они применяли ювенильный гормон в разных дозах и в разное время, а затем вводили его либо рабочим, либо непосредственно личинкам. Таким образом, исследователи могли отслеживать движение гормона, одновременно измеряя массу личинок и фиксируя, кто из них стал матками, а кто рабочими.

В конце сезона каждая колония производит много новых маток. Они покидают родной улей, размножаются и впадают в зимнюю диапаузу. Следующей весной каждая королева создает свою собственную колонию. Таким образом, выращивание для них маток и самцов в конце каждого сезона можно считать истинной функцией каждой шмельной семьи.

Если гормон наносить непосредственно на личинок, то они не только не становятся матками, но и погибают от рук рабочих - они уничтожают большую часть обработанных непосредственно личинок. Но если гормон применяли к рабочим, то позже он попадал в пищу, которую шмели готовили для личинок. Они поглощали гормон через пищу и в результате становились тяжелее, увеличивая свои шансы вырасти в королев. Ученые также установили, что личинки становятся чувствительными к этому гормону только на 7-8 день развития.

Результаты эксперимента показывают, что производство маток зависит от того, как колония выживает в теплые летние месяцы, прежде чем погибнет осенью. Рабочие шмели не размножаются, когда колония молодая, но могут активировать свои яичники и производить самцов по мере старения улья, что увеличивает концентрацию ювенильных гормонов. В результате постепенно начинают скармливать его личинкам, и чем больше рабочих участвует в процессе, тем большие дозы получают личинки в критический для развития период.