Фото: More than Honey/Маркус Имхуф
Развитие пчелиных маток зависит не только от рациона с маточным молочком, но и от специальных камер-питомников, построенных молодыми рабочими пчелами. Эти маточники, изготовленные из особого воска с уникальными физическими и химическими свойствами, обеспечивают оптимальное тепло и влажность, что существенно влияет на выживаемость личинок и качество маток. Преданные своему делу работники «маточника» поддерживают эти условия, что свидетельствует о том, что производство маток — это сложный, социально скоординированный процесс.
Калифорнийский университет в Риверсайде
На протяжении многих поколений ученые считали, что пчелиная матка формируется почти исключительно под влиянием рациона: достаточно накормить обычную личинку достаточным количеством маточного молочка, и из нее вырастет королева улья. Однако новые исследования показывают, что формирование матки происходит в результате более сложного процесса.
Молодые рабочие пчёлы строят специальные маточники с особым восковым покрытием, в которых поддерживается более высокая температура и есть преданные помощники, которые помогают определить, станет ли личинка королевой.
Опубликованное в журнале Nature исследование показало, что восковые камеры, в которых развиваются будущие королевы, называемые маточниками или «королевскими колыбелями», являются не просто защитными убежищами, а тщательно спроектированной средой, необходимой для производства здоровых маток.
Исследователи обнаружили ранее неизвестный класс молодых рабочих пчёл, которых называют «строителями маточников». Они, по-видимому, идеально приспособлены для выполнения этой задачи.
«Старая идея была относительно проста: взять яйцо, поместить его в маточную ячейку, кормить маточным молочком, и получится матка, — говорит Борис Баер, энтомолог и директор Центра интегративных исследований пчел (CIBER) при Калифорнийском университете в Риверсайде, чья лаборатория участвовала в этой работе. — Мы обнаружили, что за этим процессом стоит целая система. Она гораздо сложнее, чем мы предполагали».
Как устроены королевские питомники
Матки и рабочие пчелы начинают жизнь одинаково: из почти идентичных яиц. Однако матки вырастают крупнее, созревают быстрее и живут значительно дольше рабочих пчел. Кроме того, они единственные в улье откладывают яйца и отвечают за производство следующего поколения пчел.
Ученые долгое время считали, что маточное молочко — богатое питательными веществами вещество, которым рабочие пчелы кормят личинок, — является основной движущей силой этого процесса.
Новое исследование показывает, что питание — это лишь часть истории.
С помощью тепловизора, поведенческого трекинга, материаловедения и химических тестов исследователи обнаружили, что маточники сильно отличаются от привычных шестиугольных ячеек, в которых выращивают рабочих пчёл.
Маточники в форме арахиса состоят из воска с особыми физическими и химическими свойствами, благодаря которым они менее плотные, более податливые и лучше сохраняют тепло и влагу, необходимые для развития личинок. Воск также отличается по содержанию жирных кислот и химических сигналов, создавая, по словам исследователей, особую среду для развития.
Чтобы проверить, влияет ли на развитие личинок сам инкубатор, исследователи выращивали развивающихся маток в ячейках, сделанных либо из маточного, либо из обычного рабочего воска. Личинки, выращенные из рабочего воска, чаще погибали и вырастали в маток меньшего размера, даже при одинаковом рационе. Это говорит о том, что окружающая среда играет решающую роль в развитии.