موقع نحلة للنحالين العرب موقع نحلة للنحالين العرب موقع نحلة للنحالين العرب
   الصفحة الرئيسية           المـقـالات            أخبار النحالة            بحوث حديثة           الــصـــور            المـجـلــة   
منتـجات خليـة النـحل
منتجات غير العسل
غبار الطلع - الغذاء الملكي - العكبر - شمع النحل
أرسل لنا مقالاً أو خبراًأو صورة لنشرها

ما الذي يميز طبقات النحل؟ّ




الدكتور طارق مردود


غذاء ملكات النحل أوالغذاء الملكي آو الهلام الملكي هو إفراز نحل العسل يستخدم في تغذية اليرقات ، وكذلك الملكات البالغة، يُفرز من الغدد الموجودة في بلعوم النحل لدى الشغالات (الراعية) ، وتتغذى عليه جميع اليرقات في الخلية ، بغض النظر عن الجنس أو الطبقة.
غذاء ملكات النحل هو مادة بيضاء متجانسة ذات اتساق يشبه المعجون. مكوناته الرئيسية هي الماء والبروتين والدهون والأملاح المعدنية. ومعظم الأحماض الأمينية المطلوبة لتغذية النحل مع عدد من الإنزيمات والفيتامينات والعديد من المركبات الصغيرة.

خلال العملية التي تقوم بها الخلية بتربية ملكات جديدة ، تقوم الشغالات ببناء بيوت ملكة خاصة. يتم تغذية اليرقات في هذه البيوت بكميات وفيرة من الغذاء الملكي. يؤدي هذا النوع من الإطعام إلى تطور مورفولوجيا الملكة ، بما في ذلك المبايض المتطورة بالكامل اللازمة لوضع البيض.
ستحدد كمية ونوعية الطعام الذي يتم تقديمه لليرقة أثناء نموها طبقتها. وبالتالي ، يمكن تحويل البويضة الملقحة إلى ملكة أو شغالة حسب نوع البيت الذي تسكنه ونوع الطعام الذي يتم تغذيتها به. يسمى طعام الملكة "غذاء ملكات النحل". يتم إنتاجه من الغدد البلعومية في رؤوس شغالات النحل الصغيرة بالسن التي تمرض "تعتني " بيرقة الملكة، ويختلف عن غذاء الشغالات في احتواءه المزيد من إفرازات الغدة السكرية ومحتوى سكر أعلى (34٪) مع مجموعة مختلفة من السكريات.

تتغذى يرقات الملكات طوال فترة الطور اليرقي على الغذاء الملكي أما يرقات الذكور والشغالات فإنها تتغذى به فقط خلال الثلاثة أيام الأولى من طورها اليرقي وبعد ذلك تتغذى على خبز النحل المكون من العسل وحبوب الطلع. إن كمية الغذاء الملكي تكون أكبر ما يمكن في اليوم الرابع والخامس من عمر اليرقة أما وزنها فيزداد حتى اليوم الثامن، يبلغ وزن بيضة النحل 1ر0 ملغ، وعند الفقس يبلغ وزن اليرقة حوالي 15ر0 ملغ، ويصبح وزن اليرقة الملكية في نهاية الطور اليرقي (أي بعد ستة أيام) 300 ملغ، أي بزيادة وزن حوالي 2000 مرة، ووزن يرقة الذكر تصبح حوالي 250 ملغ، بزيادة 1700 مرة، ووزن يرقة الشغالة حوالي 140 ملغ بزيادة حوالي 1000 مرة.
يوجد تحاليل كثيرة للغذاء الملكي تختلف من باحث لآخر ومن مكان لآخر اختلافاً حسب مصادر الغذاء الذي أخذته شغالات النحل كغذاء لها لإنتاج الغذاء الملكي. فالشغالات لاتستطيع إنتاج الغذاء الملكي ما لم تتوفر كمية كافية من حبوب الطلع والعسل بالطائفة المنتجة.

يتكون الغذاء الملكي من 66% رطوبة، و4ر12% بروتيناً، و5ر5% دهون ليبيدات، و5ر12% مواد كربوهيدراتية سكرية، و82ر0% أملاحا معدنية، و8ر2% مواد أخرى.

كيف نجحت ملكة النحل في الحصول على مكانة ملكيّة مقارنة بأخواتها الشغالات؟ ولماذا تم اختيارها على وجه التحديد لتكون الملكة؟ وما السر وراء الطبقية التي تسود بشدة داخل مجتمعات النحل؟

أجريت دراسة نشرتها دورية "بلوس بيولوجي" Plos Biology، قام فيها الباحثون بالتلاعب في الجين المسؤول عن إفراز الهرمونات المُكونة للغدد التناسلية، لفحص ما إذا كان حجم الغدد التناسلية هو فقط ما يجعل ملكة النحل ملكة، أم أن هناك عوامل أخرى غير معروفة -مثل التغذية على سبيل المثال- هي التي تساعد في ذلك.
وتشير الدراسة إلى أن هناك اختلافًا كبيرًا في حجم الغدد التناسلية بين ملكات نحل العسل والشغّالات في الخلية، إذ تتمتع الملكة بجسم أكبر بكثير ومبيضين أضخم؛ لكونها المسؤولة الوحيدة عن إنتاج اليرقات –الذُّرِّيَّة المستقبلية- في خلايا النحل.
كما تتغذى ملكات المستقبل –منذ الصغر- على طعام غني بالسكر يُعرف باسم "غذاء ملكات النحل"، أما اليرقات الأخرى –والتي ستعمل في المستقبل كشغالات- فتتغذى على "هلام النحلات العاملات" أو "هلام الشغالات"، وهو طعام فقير نسبيًّا بالسكر، وذلك في الأيام الثلاثة الأولى من عمر اليرقة.

يقول "مارتن باي"، الباحث في جامعة "هاينرش هاينه" الألمانية، وأحد المشاركين في الدراسة: "إن هناك تفاعلًا بين الغدد التناسلية والأنظمة الغذائية. مما يجعل ملكات النحل ذات حجم غدد تناسلية أكبر".
ويضيف "باي" أن "العمل على تلك الدراسة استغرق 5 سنوات كاملة، وسنحاول هنا استكشاف العوامل الخفية الأخرى المتعلقة بدور الجينات في الطبقية التي تتميز بها طائفة النحل، وهي الطبقية التي تجعل من الملكة ملكة، ومن العاملات شغالات".
الملكة والشغالة في نحل العسل متطابقتان من الناحية الوراثية، ولكنهما يحصلان على نظام غذائي مختلف كيرقات. وقد وجد الباحثون أن تأثير أنماط معينة من البروتين على الجينوم تلعب دورا هاما في تحديد أي واحد يتطور إلى ملكة أم إلى شغالة، هذه البروتينات ، والمعروفة باسم histones ، هي بمثابة مفاتيح تتحكم في كيفية تطور اليرقات، يحدد النظام الغذائي ذلك بأن يتم تنشيط رموز التبديل. وجد الباحثون أن الملكة تتطور بشكل أسرع وأن مسار النمو التطوري ينشط بفاعلية برنامج تطوير الملكة الافتراضي.
يحدث هذا التغيير من خلال الوراثة (epigenetics)- وهي مجموعة ديناميكية من التعليمات التي توجد 'فوق' المعلومات الجينية. تشفر التعديلات العاجلة وتوجه برنامج الأحداث التي تؤدي إلى التعبير الجيني التفاضلي والنتائج التنموية للشغالات أو الملكة. وتصف الدراسة ، التي نُشرت في أبحاث الجينوم Genome Research ، خريطة الجينوم العريضة لأنماط الهستونات في نحل العسل، والأول بين أي كائن من نفس الجنس يختلف في التقسيم الإنجابي للكائن.

يتم تنظيم تمايز طبقة نحل العسل بواسطة عوامل متعددة. في مقال نشر في 31 أغسطس 2017 في مجلة Plos Genetics ، يوضح أن الجين miRNAs في حبوب اللقاح يؤثر على تكوين طبقة نحل العسل. من خلال إسكات نشاط amTOR مباشرة ، يمكن للجين miR162a في حبوب اللقاح أن يؤثر على نمو المبيض ويعمل على تحديد مصير اليرقات للتمايز بين النحل العامل. على نحو متبادل ، يمكن أن ينظم miRNAs نمو الأزهار لجذب المزيد من الحشرات في أنواع نباتية معينة. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر اكتشافهم زاوية جديدة للتحقيق في التطور المشترك بين النباتات والحشرات ويعطي فكرة لتفسير الاتجاه الأخير للموت الغامض لنحل العسل البري. لذلك ، فإن المزيد من استكشاف وظيفة miRNAs في التطور المشترك للحشرات النباتية يمكن أن يكون ذا قيمة لتعزيز الغلة الزراعية.

هناك قول مأثور "أنت ما تأكله" ، وهذا يعني أن الطعام قد يصبح جزءًا منك. في اكتشاف حديث نشر في 31 أغسطس 2017 في Plos Genetics ، أثبت علماء من كلية علوم الحياة ، جامعة نانجينغ أنه في أنثى نحل العسل قد تحدد الأطعمة المختلفة ليرقات نحل العسل لتتطور إلى مصائر متميزة إما كملكة أو شغالة. من المعروف أن اليرقات لا تولد كملكة أو شغالة. فعندما تتغذى اليرقات على غذاء ملكات النحل تتطور إلى ملكات. على النقيض من ذلك ، فإن هذه اليرقات التي تتغذى على خبز النحل المكون من حبوب اللقاح والعسل ستتطور إلى شغالة.

في هذه الدراسة ، تم العثور على آلية جديدة مفادها أن جينات mIRRNAs في حبوب اللقاح يمكن أن تؤثر على جينات نحل العسل التي تنظم نمو المبيض وتحافظ على النحل عقيمًا. أظهرت أدلة أخرى أن حبوب اللقاح تحتوي على العديد من الجزيئات الدقيقة ، بما في ذلك miR162a ، والتي يمكنها استهداف وإسكات نشاط amTOR في نحل العسل ، وتنظيم نمو المبيض. هذا يساعد على إنشاء الطبقة . تتفق هذه النتيجة مع الدراسات السابقة التي تفيد بأن تقليل نشاط amTOR في يرقات النحل سيحولهم إلى شغالات.

تركيب الغذاء الملكي
غذاء ملكات النحل يتركب من 67٪ ماء ، 12.5٪ بروتين ، 11٪ سكريات بسيطة (السكريات الأحادية) ، 6٪ أحماض دهنية و 3.5٪ 10-هيدروكسي 2-ديسينويك حمض (10-HDA). يحتوي أيضًا على معادن ضئيلة ومكونات مضادة للجراثيم والمضادات الحيوية وحمض البانتوثنيك (فيتامين ب 5) والبيريدوكسين (فيتامين ب 6) وكميات ضئيلة من فيتامين ج ، ولكن لا يوجد أي من الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون: أ أو د أو هـ أو ك.

بروتين غذاء ملكات النحل
بروتينات غذاء ملكات النحل الرئيسية (MRJPs) هي عائلة من البروتينات التي يفرزها نحل العسل. تتكون الأسرة من تسعة بروتينات ، منها MRJP1 (وتسمى أيضًا royalactin) و MRJP2 و MRJP3 و MRJP4 و MRJP5 موجودة في غذاء ملكات النحل الذي تفرزه شغالات النحل. MRJP1 هو الأكثر وفرة والأكبر في الحجم. تشكل البروتينات الخمسة 83-90٪ من إجمالي البروتينات في غذاء ملكات النحل. تم استخدام غذاء ملكات النحل في الطب التقليدي منذ العصور القديمة ، وقد ثبت أن MRJPs هي المكونات الطبية الرئيسية. يتم تصنيعها من قبل عائلة من تسعة جينات (جينات mrjp) ، والتي بدورها أعضاء في عائلة صفراء من الجينات مثل ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة) والبكتيريا. ينسبون إليها المشاركة في التطور التفاضلي ليرقات الملكة ويرقات الشغالة ، وبالتالي إنشاء تقسيم العمل في طائفة النحل.


التأثيرات الجينية
تمثل ملكات نحل العسل والشغالات أحد أكثر الأمثلة اللافتة على تعدد الأشكال المظهرية المتحكم فيه بيئيًا. حتى لو كانت ليرقتان متطابقتان في الحمض النووي ، أحدهما نشأ ليكون عاملاً (شغالة) ، والأخرى ملكة ، فسيتم التمييز بين البالغين بشدة عبر مجموعة واسعة من الخصائص بما في ذلك الاختلافات التشريحية والفسيولوجية ، وطول العمر ، والقدرة الإنجابية. تشكل الملكات الطبقة الجنسية الأنثوية ولديها مبايض نشطة كبيرة ، في حين أن الشغالاات لديهن مبايض بدائية وغير نشطة فقط وعقيمات وظيفياً. يتم التحكم في الانقسام التنموي بين الملكة والشغالة جينيا عن طريق التغذية التفاضلية مع غذاء ملكات النحل. يبدو أن هذا يرجع بشكل خاص إلى بروتين Royalactin. تُغذى اليرقة الأنثوية المصممة لتصبح ملكة بكميات كبيرة من غذاء ملكات النحل ؛ يؤدي هذا إلى سلسلة من الأحداث الجزيئية التي تؤدي إلى تطور الملكة. وقد ظهر أن هذه الظاهرة تتوسطها تعديل جيني للحمض النووي المعروف باسم مثيلة CpG.

أدى إسكات التعبير عن إنزيم يثقل الحمض النووي في اليرقات الفاقسة حديثًا إلى تأثير يشبه الغذاء الملكي على مسار نمو اليرقات. ظهرت غالبية الأفراد الذين يعانون من انخفاض مستويات مثيلة الحمض النووي كملكات مع مبيضين متطورين تمامًا. تشير هذه النتيجة إلى أن مثيلة الدنا في نحل العسل تسمح بالتعبير التفاضلي للمعلومات الجينية بشكل تفاضلي من خلال المدخلات الغذائية.

الغدد المنتجة للغذاء الملكي:
الغدد المنتجة للغذاء الملكي في شغالات نحل العسل هي الغدد المرتبطة بالفم. تعمل الغدد الفكية Mandibular glands ، الموجودة في العديد من الحشرات ، كالغدد اللعابية الرئيسية salivary glands في يرقات Lepidoptera. من الوظائف الشائعة لغدد الفك السفلي mandibular glands في حشرات social Hymenoptera إنتاج الفيرومونات مثل الفيرومونات المنبهة alarm pheromones في النمل ونحل العسل ، ومادة الملكة في ملكة نحل العسل. قد تختلف الوظيفة باختلاف العمر. على سبيل المثال ، تنتج الغدد السفلية لشغالات نحل العسل الأكبر سنًا (التي تؤدي مهام البحث عن الطعام في الغالب) فرمونًا منبهًا ، في حين تنتج الغدد السفلية للشعالات الفتية (التي تؤدي مهام التمريض في الغالب) إفرازات ، تسمى غذاء ملكات النحل ، والتي يتم تغذيتها لليرقات في كميات متباينة للسيطرة على ما إذا كانت اليرقة سوف تتطور إلى ملكة أو شغالة. تعمل الغدد السفلية للنحل الذي لا يلدغ في الدفاع وتنتج إحساسًا حارقًا عند فرزه على الضحية.

شغالات نحل العسل التي تتولى رعاية يرقات الشغالات الشباب ، والمعروفة باسم النحل الممرض للحضنة ، من خلال توليف وإفراز العديد من مكونات غذاء ملكات النحل (RJ) ، بينما العمال الأكبر سنا عادة ما تتغذى على الرحيق ويحولوه إلى عسل (روبنسون ، 1987). هذه العملية منظمة بيولوجيا والمعروفة باسم polyethism وتكون حسب العمر ، الذي توازيها التغيرات الفسيولوجية في بعض أعضاء شغالات نحل العسل (Ohashi وآخرون ، 1997). ويعتقد أن RJ توليفها على حد سواء من قبل الغدد السفلية mandibular والسفلية للبلعوم hypopharyngeal من ممرضات نحل العسل (Knecht and Kaatz، 1990؛ Lensky and Rakover، 1983). تم تطوير الغدة البلعومية بشكل جيد في ممرضة - نحل ، لكنها تقلصت في العمال الأكبر سنا للتكيف.

يفترض أن الغدة تقوم بتوليف بروتينات مختلفة وفقًا لتقدم السن (Kubo et al. ، 1996). مع مراعاة أن إفراز هذه الغدة يشكل جزءا هاما من تكوين RJ ، فإنه ضروري لتحديد المساهمات البيوكيميائية للغدد البلعومية لتكوين RJ ، من أجل الحصول على فهم أفضل لدور هذه الغدد في رعاية الحضنة. يحتوي RJ على البروتينات والأحماض الأمينية الحرة والدهنية الأحماض والسكريات والفيتامينات وبعض المعادن (بالما ، 1992) وتشكل الغذاء الرئيسي للملكة نحل العسل كما أنها جزء من النظام الغذائي الأولي لنحل العسل اليرقات (Moritz and Southwick ، 1992). البروتين يمثل المحتوى ما يصل إلى 12 ٪ (م / م) من الحصاد الطازج يبدو أن RJ والمكونات الرئيسية تشكل أفراد عائلة البروتينات الأكثر شهرة إفراز ، بروتينات الهلام الملكية الرئيسية (MRJP) (Knecht و Kaatz ، 1990 ؛ لينسكي وراكوفر ، 1983) ؛ هذه تمثل عائلة البروتينات حوالي 82٪ من الإجمالي محتوى البروتين من RJ (Schimitzova´ وآخرون ، 1998). تعقيد تكوين البروتين يكمل RJ وغياب الأساسية بيانات متسلسلة حول معظم الجينات المعنية التعبير عن هذه البروتينات ، وجعلها كيميائية حيوية والتوصيفات الفسيولوجية الصعبة التي فيها بدوره يجعل فهم وظائفهم غير معروف بالكامل.

بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك القليل عن التحليل كيميائي الحيوي للبروتينات التي يتم تصنيعها بواسطة الغدد البلعومية. كانت أربعة بروتينات رئيسية (كيلو دالتون) أثبتت توليفها بشكل انتقائي من قبل الغدة البلعومية وتفرز كبروتينات RJ (Hanes and Simu´th، 1992؛ Kubo et al.، 1996). هذه النتائج تشكل أدلة قوية على أن بعض البروتينات الموجودة في RJ هي في الواقع منتجات إفراز الغدد البلعومية. في الآونة الأخيرة ، وجد أن التكوين الأساسي لل RJ من خلال تحليل نهج البروتين ، الذي حدد وجود عدة أشكال مختلفة من MRJP-1 إلى MRJP-5 وأوكسيديز الجلوكوز ، مما يعرض عدم التجانس من حيث الأوزان الجزيئية والنقاط الكهربائية(ساتو وآخرون ، 2004).

قدمت هذه الدراسة نظرة واسعة عن تكوين مكمل البروتين من RJ ، وفتح إمكانية تطوير تحقيق مماثل مع الغدة البلعومية ، للمقارنة مكنت كل التركيبات النظر في عدد كبير من البروتينات. وهكذا ، كان الهدف من هذه الدراسة هو الحصول على الملف البروتيني من إفراز الغدد البلعومية لممرضة النحل (A. mellifera) بواسطة استخدام بنك معلومات جينوم نحل العسل (HB) كمرجع للتعرف على البروتينات ومقارنة البروتينات تم تحديدها مع تلك الموصوفة بالفعل في RJ ، من أجل الحصول على فهم أفضل حول مساهمة هذا الغدد لتكوين RJ.

Myrmicacin (3-hydroxydecanoic acid) هو مركب كيميائي من فئة حمض β-hydroxycarboxylic. سميت على اسم النمل القاطع لأوراق الشجر في أمريكا الجنوبية (Myrmicinae) الذي تم اكتشافه فيه لأول مرة ، ولكنه موجود أيضًا في غذاء ملكات النحل. يُعتقد أن الميرميكاسين Myrmicacin يعمل كمبيد عشبي يمنع البذور التي يجمعها النمل من الإنبات داخل العش.

وفي اكتشاف حديث مفاجئ تبين أن حرمان اليرقات الفتية المقرر تربيتها كملكة، حرمانها من التغذية بخبز النحل هو ما يجعلها تتطور إلى ملكة، وقد أثبتوا ذلك بتربية ملكة دون تغذيتها بالغذاء الملكي. أي أن حرمان اليرقات الملقحة من تناول حبوب الطلع طيلة حياتها هو ما يؤدي لتطور مبايضها وجسمها إلى ملكة.

يتم تنظيم تمايز طبقة نحل العسل بواسطة عوامل متعددة. هنا نعلق على مقال نشر في 31 أغسطس 2017 ، Plos Genetics ، والذي يوضح أن جينات miRNAs من حبوب اللقاح قد تؤثر على تكوين طبقة نحل العسل. من خلال إسكات نشاط amTOR مباشرة ، يمكن لجينات miR162a في حبوب اللقاح أن يؤثر على نمو المبيض وتحديد مصير اليرقات للتمييز بين النحل العامل. على نحو متبادل ، يمكن للجينات miRNAs أن تنظم نمو الأزهار لجذب المزيد من الحشرات في أنواع نباتية معينة. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر اكتشافهم زاوية جديدة للتحقيق في التطور المشترك بين النباتات والحشرات ويعطي فكرة لتفسير الاتجاه الأخير للموت الغامض لنحل العسل البري. لذلك ، فإن المزيد من استكشاف وظيفة miRNAs في التطور المشترك للحشرات النباتية يمكن أن يكون ذا قيمة لتعزيز الغلة الزراعية.

هناك قول مأثور "أنت ما تأكله" ، وهذا يعني أن الطعام قد يصبح جزءًا منك. في اكتشاف حديث نشر في 31 أغسطس 2017 في Plos Genetics ، أثبت علماء من كلية علوم الحياة ، جامعة نانجينغ أن هذا القول صحيح حرفياً في أنثى نحل العسل. قد تحدد الأطعمة المختلفة يرقات نحل العسل لتتطور إلى مصائر متميزة إما كملكة أو نحل عامل. من المعروف أن اليرقات لا تولد كملكة أو عاملة. وبدلاً من ذلك ، تتغذى اليرقات على غذاء ملكات النحل ، وهو نوع من الإفرازات الكبيرة من قبل النحل الممرضة ، تتطور إلى ملكات. على النقيض من ذلك ، فإن نحل العسل الذي يتغذى على خبز النحل المكون من حبوب اللقاح والعسل سيتطور إلى عمال.

في هذه الدراسة ، تم العثور على آلية جديدة مفادها أن جينات mIRRNAs (miRNAs) في حبوب اللقاح يمكن أن تؤثر على جينات نحل العسل التي تنظم نمو المبيض وتحافظ على النحل عقيمًا. أظهرت أدلة أخرى أن حبوب اللقاح تحتوي على العديد من الجزيئات الدقيقة ، بما في ذلك miR162a ، والتي يمكنها استهداف وإسكات نشاط amTOR في نحل العسل ، وتنظيم نمو المبيض. هذا يساعد على إنشاء الطبقة. تتفق هذه النتيجة مع الدراسات السابقة التي تفيد بأن تقليل نشاط amTOR في يرقات الملكة الموجهة سيحولهم إلى نحل بخصائص شغالة.


1- https://en.wikipedia.org/wiki/Royal_jelly 2- https://na7la.blogspot.com/2018/10/blog-post. 3- A dietary phytochemical alters caste-associated gene ...advances.sciencemag.org › content Aug 28, 2015 4- "How royal jelly helps honeybee larvae defy gravity and become queens." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 March 2018. . 5- Gregory P. Walker, in Encyclopedia of Insects (Second Edition), 2009 Wenfu Mao, Mary A. Schuler, and May R. Berenbaum.
ونفو ماو ، ماري أ. شولر ، وماي ر. بيرينباوم.
2015.
كيمياء نباتية غذائية تغير التعبير الجيني المرتبط بالطبقة في نحل العسل.
. A dietary phytochemical alters caste-associated gene expression in honey bees. Science Advances 1(7).




تاريخ النشر في الموقع         20- 6 - 2020        

مسموح النقل من الموقع شريطة ذكر الموقع والمؤلف * www.na7la.com * منذ عام 2007