Οι βασίλισσες των μελισσών δεν διαμορφώνονται απλώς με βασιλικό πολτό-αλλά μέσω ενός ολόκληρου συστήματος «βασιλικής υποστήριξης»
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο βασιλικός πολτός ήταν το μυστικό συστατικό που μετατρέπει μια απλή προνύμφη μέλισσας σε βασίλισσα.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι μελλοντικές βασίλισσες ανατρέφονται μέσα σε ειδικά σχεδιασμένους θαλάμους εκτροφής που κατασκευάζονται από νεαρές εργάτριες μέλισσες. Αυτοί οι θάλαμοι παρέχουν μοναδικό κερί, θερμότερες συνθήκες και αφοσιωμένη φροντίδα που καθοδηγεί την ανάπτυξη της προνύμφης σε υγιή βασίλισσα.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature, δείχνουν ότι οι δομές γνωστές ως βασιλικά κελιά, που μερικές φορές αποκαλούνται «βασιλικές κούνιες», είναι πολύ περισσότερα από προστατευτικά περιβλήματα.
Είναι προσεκτικά κατασκευασμένα περιβάλλοντα που παίζουν κρίσιμο ρόλο στην ανάπτυξη της βασίλισσας.
Η ερευνητική ομάδα εντόπισε επίσης μια μέχρι πρότινος άγνωστη ομάδα νεαρών εργατριών μελισσών, που ονομάζονται «κατασκευάστριες βασιλικών κελιών», οι οποίες φαίνεται να είναι ειδικά προσαρμοσμένες στη δημιουργία και συντήρηση αυτών των θαλάμων.
«Η παλιά ιδέα ήταν σχετικά απλή: παίρνεις ένα αυγό, το μεταφέρεις σε βασιλικό κελί, το ταΐζεις με βασιλικό πολτό και παίρνεις μια βασίλισσα», είπε ο Boris Baer, εντομολόγος και διευθυντής του Center for Integrative Bee Research (CIBER) στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Riverside, του οποίου το εργαστήριο συνέβαλε στην έρευνα.
«Αυτό που βρήκαμε είναι ότι υπάρχει ένας ολόκληρος μηχανισμός πίσω από αυτή τη διαδικασία. Είναι πολύ πιο περίπλοκο από όσο φανταζόμασταν» συμπλήρωσε ο ίδιος.
Οι βασίλισσες των μελισσών χρειάζονται περισσότερα από βασιλικό πολτό
Οι βασίλισσες και οι εργάτριες μέλισσες ξεκινούν τη ζωή τους σχεδόν με τον ίδιο τρόπο, προερχόμενες από σχεδόν πανομοιότυπα αυγά. Παρ’ όλα αυτά, οι βασίλισσες μεγαλώνουν περισσότερο, αναπτύσσονται ταχύτερα και ζουν πολύ περισσότερο από τις εργάτριες. Επίσης είναι οι μόνες θηλυκές που γεννούν αυγά στην αποικία.
Για δεκαετίες, οι ερευνητές θεωρούσαν ότι ο βασιλικός πολτός, μια πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ουσία που τρέφουν οι εργάτριες στις προνύμφες, ήταν ο κύριος παράγοντας αυτής της δραματικής μεταμόρφωσης.
Η νέα μελέτη δείχνει ότι η διατροφή από μόνη της δεν μπορεί να εξηγήσει τι συμβαίνει.
Χρησιμοποιώντας θερμική απεικόνιση, παρακολούθηση συμπεριφοράς, τεχνικές υλικών και χημική ανάλυση, οι επιστήμονες εξέτασαν τα περιβάλλοντα όπου ανατρέφονται οι βασίλισσες.
Βρήκαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στα βασιλικά κελιά και στα συνηθισμένα εξαγωνικά κελιά εκτροφής εργατριών.
Ο ιδιαίτερος ρόλος των βασιλικών κελιών
Τα βασιλικά κελιά έχουν χαρακτηριστικό σχήμα που μοιάζει με φιστίκι και κατασκευάζονται από κερί που διαφέρει φυσικά και χημικά από το συνηθισμένο κερί της κυψέλης.
Το υλικό είναι λιγότερο πυκνό, πιο εύκαμπτο και συγκρατεί καλύτερα τη θερμότητα και την υγρασία, δημιουργώντας ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη των βασιλισσών.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης διαφορές στα λιπαρά οξέα και στα χημικά σήματα του κεριού, γεγονός που δείχνει ότι τα βασιλικά κελιά παρέχουν ένα μοναδικό αναπτυξιακό περιβάλλον.
Για να διαπιστώσουν αν αυτοί οι θάλαμοι επηρεάζουν πραγματικά την ανάπτυξη, η ομάδα ανέθρεψε προνύμφες βασιλισσών σε κελιά από κερί βασίλισσας ή από συνηθισμένο κερί εργατριών.
Ακόμη και όταν και οι δύο ομάδες έλαβαν την ίδια τροφή, οι προνύμφες που μεγάλωσαν σε κερί εργατριών είχαν μεγαλύτερη πιθανότητα να πεθάνουν και τελικά εξελίχθηκαν σε μικρότερες βασίλισσες.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το περιβάλλον γύρω τους είναι εξίσου σημαντικό με τη διατροφή στη διαμόρφωση μιας μελλοντικής βασίλισσας.
Γνωρίστε τις κατασκευάστριες βασιλικών κελιών
Η μελέτη αποκάλυψε επίσης τις εργάτριες μέλισσες που είναι υπεύθυνες για τη δημιουργία και συντήρηση αυτών των βασιλικών «νηπιαγωγείων».
Γνωστές ως κατασκευάστριες βασιλικών κελιών, αυτές οι μέλισσες είναι γενικά νεότερες από τις υπόλοιπες εργάτριες της κυψέλης. Κατά τη φροντίδα των αναπτυσσόμενων βασιλισσών, διατηρούν υψηλότερη θερμοκρασία σώματος και υφίστανται φυσιολογικές αλλαγές που φαίνεται να συνδέονται με τον εξειδικευμένο ρόλο τους.
Η πρόσθετη θερμότητα μπορεί να εξηγεί γιατί οι βασίλισσες αναπτύσσονται τόσο γρήγορα. Μια βασίλισσα φτάνει στην ωριμότητα σε περίπου 16 ημέρες, ενώ οι εργάτριες χρειάζονται περίπου 21 ημέρες. Αυτή η ταχύτερη ανάπτυξη μπορεί να είναι κρίσιμη όταν μια αποικία χρειάζεται επειγόντως νέα βασίλισσα.
Αντί να επαναχρησιμοποιούν απλώς υπάρχον κερί, οι κατασκευάστριες βασιλικών κελιών συλλέγουν ενεργά, τροποποιούν και εμπλουτίζουν υλικά που χρησιμοποιούνται στους βασιλικούς θαλάμους.
Τα σώματα τους ενεργοποιούν επίσης διαφορετικές βιολογικές οδούς που σχετίζονται με την παραγωγή κεριού, αλλάζοντας ουσιαστικά τον τρόπο λειτουργίας τους.
Για να δουν πώς συλλέγονται αυτά τα υλικά, οι ερευνητές πρόσθεσαν ίχνη γραφίτη σε συνηθισμένη κηρήθρα.
Με τον χρόνο, σκοτεινό κερί εμφανίστηκε μέσα στα βασιλικά κελιά, δείχνοντας ότι οι εργάτριες συλλέγουν και μετασχηματίζουν επιλεκτικά υλικά από άλλα σημεία της κυψέλης για τη δημιουργία βασιλισσών.
Μια βασιλική αυλή μέσα στην κυψέλη
Σύμφωνα με τον Baer, η διαδικασία μοιάζει πολύ πιο οργανωμένη από μια απλή «εκτροφή» εντόμων.
Τα στοιχεία δείχνουν μια εξαιρετικά συντονισμένη προσπάθεια της αποικίας να δημιουργήσει τον επόμενο ηγέτη της.
«Μπορείτε να το φανταστείτε σαν κάτι σαν το παλάτι του Buckingham», είπε. «Υπάρχει μια ειδική ομάδα μελισσών που ασχολείται αποκλειστικά με την ανατροφή της βασίλισσας, και αν δεν τα καταφέρουν σωστά, η αποικία δεν μπορεί να αναπαραχθεί».
Οι ερευνητές παρατήρησαν το ίδιο μοτίβο τόσο σε ασιατικά όσο και σε ευρωπαϊκά είδη μελισσών, γεγονός που δείχνει ότι αυτή η στρατηγική εξελίχθηκε πολύ παλιά και πιθανότατα είναι ευρέως διαδεδομένη.
Το έργο συγκέντρωσε ειδικούς από τη συμπεριφορά, τη φυσιολογία, τη χημεία, την επιστήμη υλικών και τη γονιδιωματική.
«Στον συνεργατικό του χαρακτήρα, αυτό το έργο αντικατοπτρίζει τη φιλοσοφία του CIBER να φέρνει διαφορετικούς κλάδους μαζί για να λύσουν σύνθετα βιολογικά ερωτήματα», είπε ο Baer.
Τι σημαίνει η ανακάλυψη πέρα από τις μέλισσες
Τα ευρήματα μπορεί να έχουν επιπτώσεις πέρα από τις μέλισσες. Υποδηλώνουν ότι η ανάπτυξη δεν καθορίζεται μόνο από τη γενετική και τη διατροφή, αλλά και από το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον.
Για χρόνια, οι βασίλισσες των μελισσών θεωρούνταν ένα από τα πιο απλά παραδείγματα ανάπτυξης: ειδική τροφή δημιουργεί ένα ειδικό έντομο.
Αυτή η έρευνα παρουσιάζει μια πολύ πιο σύνθετη εικόνα. Μια βασίλισσα δεν προκύπτει μόνο από τον βασιλικό πολτό. Αντίθετα, ολόκληρη η αποικία συνεργάζεται για να δημιουργήσει τις συνθήκες της επιτυχίας της.
«Αυτή η εργασία δείχνει πόση πολυπλοκότητα υπάρχει μέσα στις κοινωνίες των εντόμων», είπε ο Baer.
«Οι αποικίες μελισσών δεν είναι απλώς συλλογές ατόμων. Λειτουργούν ως ολοκληρωμένα βιολογικά συστήματα που μπορούν να “μηχανουργήσουν” το ίδιο τους το περιβάλλον» κατέληξε ο ίδιος.
www.worldenergynews.gr
