Это классическая история взросления во многих смыслах.
Медоносная пчела вылупляется и растет глубоко внутри улья. Окруженное 40 000 ее ближайшими родственниками, это темное и постоянно гудящее место - все, что она знает. Только после того, как ей исполнится 21 день, она покидает гнездо в поисках пыльцы и нектара. Для нее это момент большого риска и большой награды.
Это также момент, когда она становится узнаваемой для других пчел, согласно новому исследованию Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи. В исследовании, опубликованном в журнале eLife, сообщается, что медоносные пчелы (Apis mellifera) с возрастом развивают разные профили запахов, а пчелы-привратники у дверей улья реагируют на возвращающихся собирателей иначе, чем когда они сталкиваются с более молодыми пчелами, которые никогда раньше не выходили на улицу.
Эта работа предлагает новое понимание одного из самых важных взаимодействий в жизни социальных насекомых: узнавания себя и других.
До этого момента большинство исследователей считали, что пчелы распознают и реагируют на запах, который является гомогенизированным запахом всех членов их собственной колонии. По крайней мере, так это работает с некоторыми муравьями и другими насекомыми. Но новая работа из лаборатории Иегуды Бен-Шахар, доцента биологии факультета искусств и наук, показывает, что распознавание сородичей вместо этого зависит от врожденного процесса развития, связанного с возрастным разделением труда. Работа выполнена в сотрудничестве с исследователями из лаборатории Джоэла Левина в Университете Торонто.
«Всегда предполагалось, что способ, которым медоносные пчелы усваивают признаки распознавания сородичей, их кутикулярные углеводородные профили (CHC), происходит через эти механизмы, когда они трутся друг о друга или переносят соединения друг с другом», - сказал Кассондра Л. Вернье, аспирант Вашингтонского университета и первый автор нового исследования.
"Тогда можно было бы ожидать, что даже молодые пчелы будут иметь очень похожий профиль феромонов, что и старые пчелы. Хотя на самом деле это не то, что мы видели", сказала она.
Вернье сравнил профили ХГС пчел в день их рождения и в возрасте 1, 2 и 3 недель. Профили 3-недельных пчел значительно отличались от их младших братьев и сестер.
Трехнедельная пчела-собирательница также выполняет совершенно иную работу по поддержке улья, чем более молодая пчела, которая проводит свое время в качестве медсестры, ухаживая за личинками пчел и строя восковые соты в улье.
Исследователи хотели выяснить, были ли обнаруженные ими различия основаны только на возрасте или были каким-то образом связаны с кормовой деятельностью старых пчел. Пчелы, которые выходят из улья для сбора нектара, ощущают множество запахов на цветах и других поверхностях, к которым они прикасаются. Они также подвергаются воздействию различных факторов окружающей среды, таких как солнечный свет и дождь, которые могут повлиять на покрытие их тела.
Итак, Вернье также сравнил профили CHC пчел кормового возраста, которые содержались в улье и которым не разрешалось кормиться, с пчелами, которые могли выйти наружу. Эти две группы также существенно различались.
"Мы обнаружили, что на самом деле это сочетание того и другого - возраста для поиска пищи и фактического выполнения действий по добыче пищи", - сказал Бен-Шахар..
Стражи - это привратники; конкретные триггеры пока неизвестны
Важно отметить, что не каждая пчела замечает разницу в профилях запаха. Пчелы-сторожа - единственные, кто заботится о том, чтобы идентифицировать чужаков.
«Они сидят у входа, и у них очень специфическая поза», - сказал Бен-Шахар об охранниках. «Они очень внимательны. Их передние лапы обычно подняты, и они очень бдительны. Тем не менее, трудно понять, кто они, пока они не отреагируют на кого-то».
Поместите 1-дневного, 1-недельного или 2-недельного аутсайдера на крыльцо перед охранником, и он, скорее всего, сможет вальсировать дальше. Но совсем другое дело после 3-недельного возраста, когда охранники кусают, жалят и/или оттаскивают посторонних от двери.
«Распознавание сородичей - это то, что очень зависит от контекста. Оно включает взаимодействие между очень специфическими пчелами в колонии», - сказал Бен-Шахар. «Большинство пчел совершенно ничего не замечают. Большинство членов колонии не производят сигнала, который говорит кому-либо, принадлежат они или нет, и им наплевать на этот сигнал. Они не реагируют на него».
Важным предостережением является то, что новое исследование не касается непосредственно механизма, с помощью которого специфичность сигнала определяется у пчел. Какие конкретные компоненты профиля CHC медоносной пчелы представляют собой сигнал распознавания сородичей, остается неизвестным.
«Что-то, связанное с окружающей средой, вызывает изменения уровня экспрессии в профилях CHC пчел», - сказал Вернье. «На данный момент это наша модель».
Пчелы в этом исследовании содержались в двух разных местах: Исследовательском центре Тайсона, экологической полевой станции Вашингтонского университета в Сент-Луисе и частной резиденции пчеловода-любителя в Юниверсити-Сити, штат Миссури.
Видео (Vimeo):