Foto: Jelena Jevđenić/Impuls
Kraljevske jasle i dvorske dame: novi detalji o stvaranju pčelinjeg kraljevstva
Generacijama su naučnici vjerovali da matica medonosne pčele nastaje gotovo u potpunosti ishranom: nahranite običnu larvu dovoljnom količinom matične mlijelči iz nje se pojavljuje vladarka. Ali nova istraživanja sugerišu da se matice stvaraju kroz složeniji proces.
Mlade pčele radilice grade specijalizovane komore za razmnožavanje sa prilagođenim voskom, toplijim temperaturama i posvećenim pratiljama koje pomažu u određivanju da li će larva postati kraljevska osoba.
Studija, objavljena danas u časopisu Nature, otkrila je da komore sa voskom u kojima se razvijaju buduće matice, nazvane matičnjaci ili „kraljevske jasle“, nisu samo zaštitna skloništa, već pažljivo projektovana okruženja neophodna za proizvodnju zdravih matica. Istraživači su identifikovali ranije nepoznatu klasu mladih pčela radilica nazvanih „graditelji matičnjaka“ koje izgledaju jedinstveno prilagođene za taj zadatak.
„Stara ideja bila je relativno jednostavna: uzmite jaje, premjestite ga u matičnjak, nahranite ga matičnom mliječi i dobit ćete maticu“, rekao je Boris Baer, entomolog i direktor Centra za integrativna istraživanja pčela (CIBER) na Univerzitetu Kalifornija, Riverside, čija je laboratorija doprinijela radu.
„Otkrili smo da iza ovog procesa stoji cijeli mehanizam. Mnogo je sofisticiraniji nego što smo zamišljali“, dodao je on.
Matice i radilice medonosnih pčela započinju život na isti način: kao gotovo identična jaja. Pa ipak, matice rastu veće, brže sazrijevaju i žive znatno duže od radilica. One su također jedina jajna podloga kolonije, odgovorna za proizvodnju sljedeće generacije pčela.
Naučnici dugo pripisuju matičnu mliječ, mliječnu, hranjivom tvari bogatu kojom radilice hrane mlade ličinke, kao primarnu silu iza te transformacije.
Nova studija sugeriše da je hrana samo dio priče.
Koristeći termovizijsko snimanje, praćenje ponašanja, nauka o materijalima i hemijska ispitivanja, istraživači su otkrili da se matičnjaci oštro razlikuju od poznatih šesterokutnih komora koje se koriste za uzgoj radilica.
Foto: Unsplash
Matične ćelije u obliku kikirikija izgrađene su od voska sa različitim fizičkim i hemijskim svojstvima, što ih čini manje gustim, savitljivijim i bolje sposobnim da održavaju toplotu i vlagu za razvoj larve. Vosak se takođe razlikovao po svojim masnim kiselinama i hemijskim signalima, stvarajući ono što istraživači opisuju kao specijalizovano razvojno okruženje.
Da bi testirali da li je sam rasadnik važan, istraživači su uzgajali matice u razvoju u ćelijama napravljenim ili od matičnog voska ili od voska pčela radilica. Larve uzgajane u vosku pčela radilica su imale veću vjerovatnoću da uginu i izrastu u manje matice, čak i kada su hranjene istom ishranom, što sugeriše da okolno okruženje igra ključnu ulogu u razvoju.
Studija je takođe otkrila pčele radilice koji stoje iza procesa. Graditelji matičnjaka, obično mlađi od drugih pčela radilica u košnici, održavaju povišenu telesnu temperaturu i izmenjenu fiziologiju dok brinu o budućim maticama. Dodatna toplina izgleda ubrzava razvoj: matice sazrijevaju za oko 16 dana, u poređenju sa otprilike 21 danom za pčele radilice, što je prednost kada koloniji hitno treba novi vladar.
Umjesto da jednostavno recikliraju vosak, pčele aktivno skupljaju, modificiraju i obogaćuju materijale za kraljevske odaje. Također aktiviraju razne biološke procese povezane s proizvodnjom voska, u biti mijenjajući način na koji njihova tijela funkcionišu dok se brinu za buduće matice.
Istraživači su čak posmatrali kako pčele prenamjenjuju materijal iz drugih dijelova košnice. Dodavanjem tragova grafita u obično saće, tim je pokazao da se potamnjeli vosak na kraju pojavio u matičnjacima, dokaz da su radnici selektivno skupljali i transformirali materijal za kraljevsku upotrebu.
Foto: Pixabay
Proces, naveli su istraživači, nalikuje nečemu bližem kraljevskoj palati nego jednostavnom rasadniku insekata. Jasno je da pčele provode usko koordinirani napor posvećen proizvodnji sljedećeg vladara kolonije.
Istraživači su pronašli isti obrazac i kod azijskih i kod evropskih vrsta medonosnih pčela, sugerišući da bi strategija mogla biti duboko ukorijenjena u evoluciji medonosnih pčela.
Ovaj rad je okupio istraživače sa stručnim znanjem u rasponu od ponašanja i fiziologije do nauke o materijalima, hemije i genomike. Vodila su ga dva bivša postdoktoranada UCR-a, Yu Fang i Yahya Al Naggar.
“U svojoj kolaborativnoj prirodi, ovaj projekt odražava širu CIBER filozofiju okupljanja različitih disciplina kako bi se uhvatili u koštac sa složenim biološkim pitanjima”, rekao je Baer.
Osim medonosnih pčela, otkrića bi mogla promijeniti način na koji naučnici šire razmišljaju o razvoju, uključujući načine na koje okolina, društvene grupe i izgrađeno okruženje oblikuju biologiju.
Decenijama se činilo da pčelinje matice nude jednu od jednostavnijih bioloških priča: posebna hrana čini posebnog insekta. Nova otkrića sugerišu da kraljica ne nastaje samo iz prehrane, već iz cijelog društva koje zajedno radi na oblikovanju njezine budućnosti.
“Ovaj rad naglašava koliko sofisticiranosti postoji unutar društava insekata”, rekao je Baer. “Kolonije medonosnih pčela nisu samo skupovi jedinki. One funkcionišu kao integrirani biološki sistemi sposobni za projektiranje vlastitog okruženja”, dodao je on.