Как личинка становится королевой: ученые раскрыли секрет пчелиного улья

Долгое время в науке господствовало мнение, что судьба личинки пчелы определяется исключительно питанием: если кормить обычную личинку маточным молочком, она превращается в матку. Однако свежие данные опровергают эту упрощенную картину.

Для выращивания будущих королев пчелы строят специальные камеры — маточники, где поддерживается особый микроклимат. Молодые рабочие особи регулируют температуру и ухаживают за личинками, тем самым влияя на то, какая из них станет новой правительницей.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что восковые маточники — это не просто убежища, а тщательно сконструированная среда, необходимая для появления здоровых маток.

Ученые выявили ранее неизвестную группу молодых рабочих пчел, которых назвали «строителями маточников». Эти насекомые, по всей видимости, идеально приспособлены для данной задачи.

Особенности «королевских колыбелей»

Матка и рабочая пчела начинают развитие из практически идентичных яиц. Однако матка значительно крупнее, созревает быстрее и живет дольше. Только она способна откладывать яйца, обеспечивая продолжение рода. Ранее считалось, что главную роль играет маточное молочко, но новое исследование показало, что это только часть правды. Используя тепловизоры, системы отслеживания поведения, анализ материалов и химические тесты, ученые обнаружили, что маточники сильно отличаются от стандартных шестиугольных ячеек для рабочих. Эти камеры в форме арахиса состоят из воска с уникальными физическими и химическими характеристиками: они менее плотные, более эластичные, лучше удерживают тепло и влагу. Также воск содержит другой набор жирных кислот и химических сигналов, создавая особую среду. В ходе эксперимента личинок помещали в маточники из разного воска: маточного и обычного рабочего. Даже при одинаковом кормлении личинки в рабочем воске чаще гибли и давали более мелких маток. Это подтверждает решающую роль окружающей среды.

Кто строит королевские камеры

Строителями маточников оказываются самые молодые рабочие пчелы. В период ухода за будущей маткой у них повышается температура тела и изменяется физиология. Дополнительное тепло ускоряет созревание: матка развивается примерно за 16 дней, тогда как рабочая пчела — за 21 день. Это дает преимущество, когда улью срочно нужна новая правительница. Вместо простой переработки воска пчелы целенаправленно собирают, модифицируют и обогащают материалы для маточников, перестраивая функции собственного организма. Этот процесс больше напоминает работу королевского двора, чем простое выращивание насекомых.

Значение для науки

Та же закономерность выявлена у азиатских и европейских медоносных пчел, что указывает на эволюционную древность этой стратегии. В междисциплинарном исследовании приняли участие ученые из областей психологии, физиологии, материаловедения, химии и геномики. Десятилетиями биология приводила пчелиную матку как простейший пример влияния особого питания. Новые данные показывают: матка становится королевой не только из-за рациона, но и благодаря тому, что вся колония сообща формирует ее развитие.