Категории
 
Ссылки
 

Королевой делает диета

Королевой делает диета

В улье все особи пчел обладают одним и тем же набором генов, а вот поведение и физиология у разных каст колонии отличаются кардинально: в улье есть королева-матка и рабочие особи, причём род деятельности у последних, будь то уход за личинками, сбор пыльцы или работа в улье, меняется в зависимости от возраста. Получается, что любая личинка потенциально может стать или королевой или рабочей особью.

От каких внешних факторов зависит выбор организмом молодой пчелы генетической программы развития? В первую очередь, конечно, от диеты. Известно, что матки всю свою долгую жизнь питаются исключительно маточным молочком, которое получается в верхнечелюстной железе пчёл-кормилиц. Особи же рабочей касты получают его в только течение первых трёх дней жизни, после чего они переходят на питательную смесь, которая состоит из молочка, мёда и ферментированной пыльцы (перги). Какое именно вещество в составе этих двух рационов питания, его наличие, или наоборот, отсутствие переключает генетический код, до недавнего времени оставалось неизвестным, однако многие пчеловоды считали, что оно содержится именно в маточном молочке, включая программу развития королевы. А вот «рабочая» программа включается сама собой в отсутствие (или, скорее, при недостатке) этого таинственного вещества, синтезируемого пчёлами-кормилицами.

Однако, как уверены ученые из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, для «рабочей» программы развития тоже нужен внешний регулятор, которым является паракумаровая кислота, которая содержится в перге и мёде, при этом отсутствует в маточном молочке. Её полимеры входят в состав пыльцы, и при ферментации они распадаются на мономерные молекулы паракумаровой кислоты. Ещё в 2013 году Мэй Беренбаум (May Berenbaum) и её коллеги обнаружили, что ее наличие в пище активирует у взрослых рабочих пчёл гены, которые необходимы для иммунной защиты и обезвреживания ядовитых веществ. Следующий эксперимент по определению этого таинственного регулятора поставили уже с личинками: одних из них кормили маточным молочком с сахаром и дрожжевым экстрактом, других – той же смесью, но с добавлением паракумаровой кислоты. Спустя несколько дней из личинок выделяли РНК, чтобы анализировать активность генов.

Как пишут авторы статьи в Science Advances у молодого пчелиного потомства, которым в пищу добавляли паракумаровую кислоту, тоже активировались антитоксиновые и иммунные гены, но, кроме них, начинали работать гены, отвечающие за кастовую принадлежность особи. Результаты еще раз перепроверили: теперь личинок кормили роялактином, тем самым белком маточного молочка, который ответственен за появление пчёл-«королев», к которому добавляли (или не добавляли) кислоту. На этот раз молодому потомству позволили превратиться в пчёл. Оказалось, что именно паракумаровая кислота подавляет формирование яичников. Те особи, у которых она была в диете, просто не могут оставить потомство.

Таким образом установлено, что для полноценного формирования королевы необходимо не только наличие роялактина в пище, но и отсутствие в рационе питания паракумаровой кислоты. А вот для включения программы развития рабочей пчелы простого отсутствия белка маточного молочка недостаточно, необходимо наличие и этой кислоты. Роялактин и паракумаровая кислота являются своего рода весами, перевес одного из плеч которых включает ту или иную генетическую программу.

Источник: http://www.nkj.ru/