تربية النحل، نحلة

لعقود ، اعتقد العلماء أن فائضًا من شيء خاص ، مادة تسمى غذاء ملكات النحل ، رفعت يرقة نحل العسل العادية إلى ملكة. يشير بحث جديد إلى أننا حصلنا على ذلك بالعكس: ما لا يتم إطعامه للملكات المستقبلية هو ما يهم. غذاء ملكات النحل ، الذي يسمى أيضا "حليب النحل" ، يبدو مثل المخاط الأبيض. أكثر من ربعه ماء ، والباقي مزيج من البروتينات والسكريات. تفرز الغدد الخاصة في رؤوس شغالات النحل هذا الغذاء التي يتم إطعامها للصغار. تتغذى ملكة النحل النامية على غذاء ملكات النحل بشكل حصري - وليس حبوب اللقاح والعسل مثل أخواتها الشغالات. يصف البعض حجب غذاء ملكات النحل عن شغالات النحل على أنه إخصاء غذائي. لا يحصل هؤلاء النحلات على طعام الآلهة الخاص. أو ربما غذاء الملكيات الوراثية. لذا ، اعتقدنا أن مبيضهم ينكمش ، ولا يصبحون ملكة. اتضح أنه العكس. إن عدم إطعام حبوب اللقاح والعسل لليرقات غير الناضجة هو ما يجعلها ملكة ، وليس وصولها الحصري إلى غذاء ملكات النحل.

الملكات والجينات
يمكن إنشاء الحيوانات ذات المظهر الجذري من مادة وراثية متطابقة ؛ نحلة عاملة ونحلة ملكة تختلف فقط في تنشيط الجينات. تصنع الجينات البروتينات التي تبني بقية أجسامها. من خلال التلاعب في بيئة نسلهم ، يغير نحل العسل أجسامهم وراثيًا عن طريق التغذية.
لقد عرفنا منذ فترة أن غذاء النحل يشارك في بناء أنواع مختلفة من أجسام النحل. لا يزال العلم يكتشف كيف يحدث ذلك. يرقات الملكة محاطة بالغذاء الملكي. تطفو على بحر من غدة النحل السكرية في الخلايا المتضخمة. يأكل النحل العامل خبز النحل (وهو نوع من حبوب اللقاح المخمرة) والعسل. تقوم ممرضة النحل بهرسها في "جيلي عامل" وتضيف إفرازات غدية كزينة. لا يحصل العمال على الأشياء الخاصة في الغذاء الملكي ، ويتقلص مبيضهم.
هذا هو التفسير التقليدي. لكن الدكتورة ماي بيرينباوم ، الأستاذة بجامعة إلينوي ومؤلفة البحث الجديد ، تقول إنه لا توجد إجابة بسيطة على السؤال: ماذا تأكل يرقات النحل؟
وتقول: "كان لدينا أصعب وقت في معرفة ما تأكله اليرقات". "من بين أمور أخرى ، يبدو أن الغذاء الملكي ، ولا يوجد إجماع ، نسبة مختلفة قليلاً من إفراز الغدة السفلية ومن الغدة البلعومية ... كل ذلك يحدث في الظلام محاطًا بـ 50000 من النحل. لذلك فهي ليست أسهل حشرة في العالم للعمل عليها ".

خبز النحل مستمد من مواد نباتية ، ومثل العديد من المواد النباتية ، تحتوي على مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الفينولية. نأكلها في كل وقت. الفلافونويد هي المواد الكيميائية النباتية التي تمنح النباتات نكهاتها الفريدة (وتساعد النباتات على تثبيط الحشرات التي تأكل النباتات ، من بين وظائف أخرى).
غذاء ملكات النحل ، مع ذلك ، لا يحتوي على أحماض فينولية يمكن اكتشافها. من الأبحاث السابقة ، عرف الباحثون أن مركبات الفلافونويد تزيد من الاستجاة المناعية للنحل العامل البالغ. هذا شيء جيد؛ له تأثير جانبي لمساعدة النحل على إزالة السموم من المبيدات الحشرية بشكل أسرع. تساءل العلماء عن كيفية تفاعل النحل النامي مع المركبات الفينولية.
لمعرفة ذلك ، أطعموا مجموعتين من يرقات النحل مع أو بدون حمض p-coumaric ، وهو نوع شائع من الفلافونويد. ثم بحثوا عن كثب في الاختلافات في تنشيط الجينات بين المجموعات. كانت النتائج مذهلة ، وغير متوقعة ، ومبهرة. كل هذا يحدث في الظلام محاطًا بـ 50000 نحلة. لذلك النحلة ليست أسهل حشرة في العالم للعمل عليها.

كان لدى النحل الذي يتم تربيته على غذاء يحتوي على p- coumaric acid مبيضين أصغر بكثير من تلك التي تمت تربيتها بدون هذا المركب. هذا هو الفارق ، لأنه ما يجعل ملكة النحل ملكة؟ إنها النحلة الوحيدة في الخلية التي تضع بيضا. تم تحديد أربعة عشر جينا معروفا ثبت أنها متورطة في التمايز بين الشغالة والملكة ، أو زادت في التعبير.
الملكة هي أيضا أكبر وتعيش أطول من النحل الشغال. في مجموعة واحدة من الجينات المعروفة بتنظيم حجم العضو في الحيوانات ، غيّر حمض p-coumaric بشكل ملحوظ تعبير أكثر من نصف الجينات المشاركة في مسار الإشارة هذا.
يقول Berenbaum: "لم نبدأ أبدًا في تغيير تصورات الملكات والتصميم الطبقي". "أنا مهتم بإزالة السموم ؛ وكيف تتعامل الحشرات مع المواد الكيميائية النباتية التي تستهلكها. فوجئنا وفرحنا كثيرًا ، تغيرت مجموعة كاملة من الجينات الأخرى المتورطة في تحديد الطبقات".
"لقد كان من المستحيل عدم تفويت أنواع من الظواهر. كانت فكرة غذاء ملكات النحل جذابة للغاية ، ولم يشكك الناس في ذلك".

إسكات الجينات
مع أكثر من أربعة قرون من العيش مع النحل ، لماذا لا يزال البشر يتعلمون الكثير عنهم؟ للإجابة على هذا السؤال ، تواصلت مع الدكتور Ryszard Maleszka في الجامعة الوطنية الأسترالية. Maleszka ، الذي ليس مؤلفًا للبحث الجديد ، ويعمل على وجه التحديد على علم الوراثة الجيني لنحل العسل.
علم الوراثة اللاجيني هو دراسة كيفية تأثير البيئات على التعبير الجيني. "بمعرفتنا الحالية تقول ماليزكا: "نحن نخدش سطح الأنظمة البيولوجية فقط ، وبيولوجيا نحل العسل ليس استثناءً. إننا نتعامل مع 500 مليون سنة من التطور الحيواني ، لذا هناك الكثير لاكتشافه".
"[هذا البحث] هو مثال رائع على اختراع تطوري يتم بموجبه تجنيد المواد الكيميائية النباتية الشائعة لتكون عناصر حاسمة لتنظيم الجينات ... باستخدام المكونات البيئية ، وجد نحل العسل حلًا ذكيًا لمشكلة صعبة: كيفية توليد كائنين متناقضين ، الملكات الإنجابية طويلة العمر والشغالات العقيمة وظيفيًا لفترة قصيرة ، باستخدام نفس الأجهزة الوراثية ".

تدخل العديد من العوامل في جعل ملكة تتجاوز المواد الكيميائية النباتية التي تم فحصها في البحث الجديد: تم اقتراح مركب يحمل الاسم الرائع "رويكتاكين" ، على سبيل المثال ، على أنه حاسم لتطوير الملكة. قدمت Maleszka توبيخًا لاذعًا لفكرة أن مركبًا واحدًا في غذاء ملكات النحل هو "المفتاح" الذي يجعل الملكة ، على الرغم من ذلك. في عام 2008 ، تمكن مختبره من تربية ملكة نحل دون أي استهلاك لغذاء ملكات النحل ، عن طريق إيقاف (إسكات) مجموعة من الجينات. وقد شكك باحثون آخرون في النحل في فكرة "جزيء واحد يحكمهم جميعًا" فكرة تطوير الملكة. من المرجح أن الواقع ، مثل كل شيء آخر في علم الأحياء ، تتحكم فيه مواد معقدة والعديد من العوامل المؤثرة.
قد تكون القوة الحقيقية لهذا البحث الجديد في تفسير لماذا لا تصبح الشغالات ملكات. بدلاً من الإخصاء الكيميائي بحرمان الشغالات من غذاء ملكات النحل ، توفر عملية التغذية المعقدة هذه حماية كيميائية لمبيض الملكة. وهي محمية من التأثيرات السامة أو الأيضية المحتملة للمواد الكيميائية النباتية. بينما نواصل تحسين تقنياتنا ، نأمل أن نقترب من إجابة حازمة حول ما يأكله نحل العسل في خلايا النحل ، ولماذا؟.