Οι βασίλισσες των μελισσών προέρχονται από τα ίδια συνηθισμένα γονιμοποιημένα θηλυκά αυγά με τις εργάτριες μέλισσες. Πώς λοιπόν μια μέλισσα γίνεται βασίλισσα; Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτό συνέβαινε αποκλειστικά επειδή η επιλεγμένη μέλισσα λάμβανε μια ειδική διατροφή.
Νέα έρευνα δείχνει ότι ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας παίζει ρόλο και αυτός είναι η φύση του θαλάμου κεριού που κατασκευάστηκε για αυτήν από το σύνολο των θηλυκών εργατριών μελισσών.
Ενώ αυτές οι εργάτριες παρέχουν στη μελλοντική βασίλισσα μια πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ουσία που ονομάζεται βασιλικός πολτός και την οποία εκκρίνουν, ο θάλαμος ανάπτυξης των προνυμφών που κατασκευάζουν για αυτήν έχει επίσης μοναδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες.
«Μια βασιλική διατροφή δεν σημαίνει τίποτα χωρίς ένα βασιλικό παλάτι», δήλωσε ο Kai Wang, επιστήμονας στο Ινστιτούτο Μελισσοκομικής Έρευνας στην Κινεζική Ακαδημία Γεωργικών Επιστημών και ένας από τους επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
Το μεγαλύτερο μέρος μιας φωλιάς μελισσών είναι κατασκευασμένο από κερί που εκκρίνεται από τις θηλυκές εργάτριες και διαμορφώνεται σε τακτοποιημένα εξαγωνικά κύτταρα, με ορισμένα κύτταρα να χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση τροφής και άλλα για την εκτροφή απογόνων.
Αλλά οι αποικίες κατασκευάζουν επίσης ένα τρίτο είδος θαλάμου για μελλοντικές βασίλισσες, που μοιάζει με κελύφη φιστικιών που κρέμονται προς τα κάτω από την κηρήθρα. Παρατηρήθηκαν από τους μελισσοκόμους εδώ και καιρό ως σημάδια σμηνουργίας ή αντικατάστασης βασίλισσας, και συχνά αντιμετωπίζονταν ως παθητικά δοχεία.
«Η μελέτη μας δείχνει ότι είναι στην πραγματικότητα μια ενεργή, άρτια κατασκευασμένη «έξυπνη θερμοκοιτίδα»», είπε ο Wang.
Η μελέτη επικεντρώθηκε σε ένα είδος που ονομάζεται δυτική μέλισσα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο θάλαμος που κατασκευάστηκε για τη μελλοντική βασίλισσα προσφέρει ένα σύνολο φυσικών και χημικών συνθηκών που μπορεί να βοηθήσουν στην ώθηση της ανάπτυξης της προνύμφης προς μια βασιλική κατεύθυνση. Αυτό το κερί είναι πιο μαλακό, λιώνει σε υψηλότερη θερμοκρασία και απελευθερώνει ένα διαφορετικό χημικό «άρωμα».
Τα πιο μαλακά τοιχώματα μπορεί να δώσουν στην αναπτυσσόμενη προνύμφη χώρο για να επεκταθεί, ενώ οι μυρωδιές θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως ορμονικοί παράγοντες, ανέφεραν οι ερευνητές. Ακόμα και με τον βασιλικό πολτό, είπε ο Wang, οι προνύμφες που εκτέθηκαν σε κερί εργατρικών κυττάρων έδειξαν χειρότερη ανάπτυξη βασίλισσας και πολύ υψηλότερη θνησιμότητα, υποδηλώνοντας ότι χρειάζονται τη «μυρωδιά και την αίσθηση» του βασιλικού κεριού για να επιβιώσουν και να μεταμορφωθούν.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι μέλισσες που κατασκευάζουν τα βασιλικά κύτταρα είχαν ασυνήθιστα υψηλές θωρακικές θερμοκρασίες και ξεχωριστή γονιδιακή δραστηριότητα.
«Για να διαμορφώσουν αυτό το ειδικό κερί υψηλού σημείου τήξης, αυτές οι νεαρές μέλισσες πρέπει να μετατρέψουν το σώμα τους σε μικροσκοπικούς «ζωντανά φούρνους», θερμαίνοντας τους θώρακες τους σε πάνω από 39 βαθμούς Κελσίου, σαν να έχουν πυρετό», είπε ο Wang.
Ο Wang είπε ότι αυτές οι μέλισσες δεν είναι μια μόνιμα εξειδικευμένη κάστα, αλλά «συνηθισμένες, ευέλικτες νεαρές εργάτριες» που αναλαμβάνουν μια προσωρινή εργασία έκτακτης ανάγκης, με βραχυπρόθεσμες αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση που τις βοηθούν να επεξεργάζονται το κερί.
Τις αποκάλεσε «τους απόλυτους πολυδιεργάτες» επειδή, ενώ κατασκευάζουν βασιλικά κύτταρα, συνεχίζουν να εκτελούν καθημερινές εργασίες κυψέλης, όπως η κοινή χρήση τροφής με τους συντρόφους της φωλιάς και η επιθεώρηση άλλων κυττάρων.
Αυτό που εξέπληξε περισσότερο τον επιστήμονα ήταν ότι το «βαθιά ριζωμένο δόγμα» του διατροφικού ντετερμινισμού, η ιδέα ότι η σίτιση μιας προνύμφης βασιλικού πολτού είναι το ένα και μοναδικό μυστικό για τη δημιουργία μιας βασίλισσας, ήταν ατελής.
Η μελέτη, ωστόσο, δεν προσδιορίζει ακόμη την ακριβή πτυχή του κεριού που παίζει ρόλο.
Ο Wang είπε ότι το επόμενο βήμα είναι να βρεθεί ο μοριακός διακόπτης δηλαδή, όπως εξηγεί, ποιο συγκεκριμένο χημικό άρωμα ή φυσική αφή λέει στην πραγματικότητα στο DNA της προνύμφης της βασίλισσας.
Παρόμοιες επιδράσεις μπορεί να υπάρχουν και σε άλλα κοινωνικά έντομα, πρόσθεσε ο Wang. Οι σωροί τερμιτών και οι χάρτινες φωλιές σφηκών μπορεί να κάνουν περισσότερα από το να προστατεύουν τους ενοίκους τους, και οι περίπλοκες φωλιές κεριού των άκεντρων μελισσών θα μπορούσαν να κρύβουν παρόμοια μυστικά σχετικά με το πώς οι αποικίες ελέγχουν την ανάπτυξή τους.
Πέρα από τη βιολογία, η εργασία θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει τους μελισσοκόμους να αναπαράγουν πιο υγιείς βασίλισσες, δήλωσε ο Boris Baer, καθηγητής υγείας επικονιαστών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Riverside, και ένας από τους επικεφαλής της μελέτης.
Η παραγωγή βασιλισσών είναι κεντρικής σημασίας για τη σύγχρονη μελισσοκομία και χρειάζονται υγιείς βασίλισσες για τη διατήρηση υγιών αποικιών, δήλωσε ο Baer.
Οι διαχειριζόμενες μέλισσες επικονιάζουν περισσότερες από 80 μεγάλες γεωργικές καλλιέργειες και ο Baer είπε ότι η καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι αποικίες παράγουν φυσικά βασίλισσες υψηλής ποιότητας θα μπορούσε να βοηθήσει στην υποστήριξη πιο ανθεκτικών πληθυσμών μελισσών σε μια εποχή που οι μελισσοκόμοι στις Ηνωμένες Πολιτείες και αλλού αναφέρουν σημαντικές απώλειες αποικιών.
Για τον Wang, τα ευρήματα υπογραμμίζουν την αποικία των μελισσών ως έναν «υπεροργανισμό», με τις μέλισσες να διαμορφώνουν συλλογικά μια συνηθισμένη προνύμφη που θα γίνει η μελλοντική τους μητέρα.
