Долгое время считалось, что для появления в улье пчелиной матки достаточно обильно кормить личинку маточным молочком. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что этот процесс гораздо сложнее и зависит от целого комплекса факторов, включая специально построенные ячейки и особый уход.
Международная группа ученых выяснила, что будущие матки растут в особых камерах – маточниках. Их строит отдельная группа молодых рабочих пчел, которые создают для личинки уникальную среду. Эти ячейки отличаются от стандартных шестиугольных сот и формой, напоминающей арахис, и составом воска. Воск для маточников менее плотный, более гибкий и лучше удерживает тепло и влагу, что создает благоприятные условия для развития матки.
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде и их коллеги доказали, что окружающая среда так же важна, как и питание. В ходе эксперимента ученые поместили личинок в ячейки, сделанные из обычного и из «маточного» воска, но кормили всех одинаково. Личинки в ячейках из обычного воска чаще погибали, а выжившие особи вырастали меньшего размера. Химический анализ показал, что воск в маточниках отличается по составу жирных кислот и сигнальных молекул.
За постройку и обслуживание этих «королевских колыбелей» отвечают молодые рабочие пчелы. Ухаживая за будущей маткой, они поддерживают более высокую температуру тела. Дополнительное тепло, вероятно, ускоряет развитие матки, которое занимает около 16 дней, в то время как рабочая пчела развивается 21 день. Быстрое появление новой матки критически важно для выживания колонии.
Пчелы-строители не просто используют готовый воск, а активно собирают, перерабатывают и обогащают материал для маточников. Чтобы отследить этот процесс, ученые добавили в обычные соты следы графита. Со временем потемневший воск появился в стенках маточников, что подтвердило: рабочие пчелы целенаправленно переносят и модифицируют материал из других частей улья. Такое поведение наблюдается как у европейских, так и у азиатских медоносных пчел, что указывает на древний эволюционный механизм.
Результаты исследования меняют представление о развитии организмов, показывая, что оно определяется не только генетикой и питанием, но и физической и социальной средой. Пчелиная колония действует как единая система, которая способна конструировать окружение для достижения общей цели – воспроизводства.
