Что появилось раньше - яйцо или пчеломатка - или как размер яйца и ячейки влияет на пчел
В течение десятилетий в биологии медоносной пчелы господствовало представление, что судьба особи — рабочая пчела или матка — полностью определяется условиями выращивания личинки, прежде всего типом кормления и размером ячейки. Яйцо рассматривалось как нейтральная стартовая точка. Это представление начало меняться в конце 2010-х годов, когда появились первые экспериментальные данные о том, что сама матка активно влияет на качество потомства уже на стадии откладки яйца.
Поворотным моментом стало исследование международной группы энтомологов, опубликованное в 2019 году в журнале Current Biology. Работа была выполнена на Apis mellifera с использованием контролируемых экспериментов, в которых измеряли размеры и массу яиц, отложенных матками в разные типы ячеек. Было показано, что матка откладывает статистически значимо более крупные яйца в мисочки, чем в рабочие ячейки. Разница составляла порядка 10–15 % по массе.
Ключевым стало то, что при дальнейшем выращивании этих яиц в одинаковых условиях матки, развившиеся из более крупных яиц, оказывались тяжелее и имели большее количество овариол — фундаментальный показатель репродуктивного потенциала. Таким образом, впервые экспериментально был продемонстрирован выраженный материнский эффект, независимый от последующего кормления личинки.
Следующий шаг был сделан в работах 2020 года, опубликованных в Journal of Evolutionary Biology. Эти исследования были направлены не столько на кастовую дифференциацию, сколько на природу самой вариабельности размера яйца. Эксперименты показали, что размер яйца у медоносной пчелы является пластичным признаком. Он зависит от генетической линии матки, от размера семьи и от условий среды, прежде всего от обеспеченности кормами. Матки из разных линий откладывали яйца разного среднего размера даже в одинаковых условиях, а при изменении состояния пчелосемьи матки могли смещать баланс между количеством и размером яиц. Особенно важно, что в условиях ограниченности ресурсов наблюдалось увеличение среднего размера яйца, что интерпретируется как адаптивная стратегия повышения выживаемости потомства.
На этом этапе исследования всё ещё фокусировались преимущественно на матках, однако в 2023–2025 годах появились работы, расширившие эту концепцию на рабочих пчёл. В частности, исследования, опубликованные в Behavioral Ecology and Sociobiology, показали связь между размером яйца и последующим поведением рабочих пчел. Было установлено, что рабочие пчёлы, развившиеся из более крупных яиц, демонстрировали повышенную активность в сборе нектара, совершая больше вылетов, при том что их размер тела и продолжительность жизни существенно не отличались. Таким образом, материнский эффект может проявляться не только в морфологии, но и в функциональных характеристиках поведения.
Параллельно развивались молекулярные исследования, направленные на выяснение механизмов этого явления. Протеомные и физиологические работы начала 2020-х годов показали, что изменение размера яйца сопровождается сдвигами в экспрессии белков, связанных с метаболизмом, транспортом питательных веществ и клеточной организацией. Исследования подтвердили, что речь идёт не о простой механической разнице, а об активной физиологической регуляции со стороны матки.
Отдельное направление сформировалось вокруг идеи трансгенерационных эффектов. Исследования, опубликованные в 2022–2023 годах в журналах группы Frontiers, показали, что матки, выведенные из более крупных яиц, могут давать потомство с улучшенными показателями развития и продуктивности. Это указывает на то, что материнский эффект способен выходить за рамки одного поколения и влиять на динамику семьи в более долгосрочной перспективе.
В совокупности эти исследования привели к пересмотру классической модели кастовой дифференциации у медоносной пчелы. Современное понимание заключается в том, что матка — не пассивный «производитель яиц», а активный регулятор качества потомства.
Размер яйца выступает как адаптивный инструмент, с помощью которого матка может реагировать на состояние пчелосемьи и среды, влияя на репродуктивный потенциал будущих маток и функциональные характеристики рабочих пчёл. Для практического пчеловодства эти выводы означают, что качество маток определяется не только кормлением личинок, но и условиями, при которых матка откладывает яйца, что ставит под вопрос некоторые устоявшиеся подходы к искусственному выводу маток.
Источники:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982219306736
https://academic.oup.com/jeb/article/33/4/534/7326407
https://link.springer.com/article/10.1007/s00265-025-03673-6
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10167042
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36346221
Блог Сенцова. Новости, статьи, видео, переводы, подкасты
