A méhek megosztó étrendje: miért nem lesznek soha királyiak?

soha

Mézelő méhek (Apis mellifera) munkásai lárvákat gondoznak a fiasítási fésűn. Azok a lárvák, amelyek munkássá nőnek fel, növényi eredetű étrendet tartalmaznak, amely méz és virágpor keverékét tartalmazza. Stephen Dalton/Minden Képek/Getty Images elrejteni a feliratot

Mézelő méhek (Apis mellifera) munkásai lárvákat gondoznak a fiasítási fésűn. Azok a lárvák, amelyek munkássá nőnek fel, növényi eredetű étrendet tartalmaznak, amely méz és virágpor keverékét tartalmazza.

Stephen Dalton/Minden Képek/Getty Images

Amikor egy nőstény mézelő méh kikel, jövője a kaptár kasztrendszerének két lehetséges útján jár. Vagy munkásméh, vagy méhkirálynő lesz. Sorsát pedig részben az az étel határozza meg, amelyet lárvaként fogyaszt.

Azok a lárvák, amelyek többnyire keserű virágporral táplálkoznak mézzel kombinálva, a "méhkenyér" elnevezésű keverékkel, munkaméhekké nőnek fel. Általában sterilek és a háztartás egész életére szánják őket. A leendő királynők viszont méhpempőn nőnek fel - fehérjékben, cukrokban és zsírsavakban gazdag gömbös, sárgás anyag, amelyet a dolgozó méhek mirigyéből választanak ki. A királynő egyetlen feladata az életben, hogy több méhecskét készítsen. Hosszabb életet is él, és van egy csípője, amelyet többször is használhat, anélkül, hogy meghalna.

Tehát mi a helyzet a két különböző étrenddel, amely meghatározza a méhek kasztját? Kérdés, hogy a méhkutatók már régóta értetlenül állnak. A PLOS Genetics folyóiratban csütörtökön megjelent tanulmány szerint a leendő munkásméh növényi eredetű étrendje megakadályozza, hogy királynővé váljon.

Az egyik különbség a méhkenyér és a méhpempő között az, hogy az előbbiben nagyobb koncentrációban vannak apró növényi genetikai anyagok, az úgynevezett mikroRNS-ek. Ezekről a molekulákról ismert, hogy befolyásolják a gének expresszióját. "A növényi mikroRNS-ek fontos szerepet játszanak a növény fejlődésében és fiziológiájában" - mondja Chen-Yu Zhang, a kínai Nanjing Egyetem biokémikusa és az új tanulmány szerzője. "Az általunk tesztelt mikroRNS egyik szettje szintén fontos a növény számára, hogy virága nagyobb, színesebb legyen."

És korábbi kutatásaik azt is kimutatták, hogy az élelmiszerek növényi RNS-tartalmának különbségei megváltoztatták a méhek és a gyümölcslegyek génexpresszióját. Ezért arra voltak kíváncsiak, hogy a növényi mikroRNS-ek befolyásolhatják-e a méhlárvák fejlődését?

A kérdés megválaszolásához létrehoztak egy szintetikus méhkenyeret a laboratóriumban, és olyan mikroRNS-eket adtak hozzá, amelyeket a virágos növények virágporából nyertek ki. Azok a lárvák, amelyek ezt a szintetikus méhkenyeret ették, kevesebbet nyomtak, rövidebbek és kisebb petefészkekkel rendelkeztek, mint azok, amelyek nem ették meg. Vagyis inkább munkaméhekre hasonlítottak.

És azok a lárvák, amelyek nem kaptak táplálékot kenyérrel (a hozzáadott mikroRNS-ekkel), királynőbbé nőttek fel. Nagyobb testük és nagyobb petefészkeik voltak.

"A növényi mikroRNS-ek valóban közvetítik a méhkaszt kialakulását" - mondja Zhang. Úgy tűnik, hogy a molekulák lassítják a méhlárvák növekedését, petefészkeiket olyan kicsiben tartják, hogy sterilek legyenek.

Gene Robinson, az Illinois-i Urbana-Champaign Egyetem genombiológiai intézetének igazgatója szerint ez az új tanulmány izgalmas. Felveti a méhek étrendjének egy új összetevőjének lehetőségét, amely befolyásolhatja társadalmi sorsukat.

"Ahogy az elmúlt 25 évben a genomi korszakba léptünk, az érdeklődés egyre inkább megismeri ezeknek a táplálkozási hatásoknak a molekuláris alapját" - mondja. De "pontosan hogyan kapcsolódnak a méhek étrendjében lévő anyagok a belső rendszerekhez, molekuláris útvonalakhoz, hogy valóban megfordítsák a kapcsolót?"

Az új tanulmány azt is megvizsgálta, hogy ezek a mikroRNS-ek miként befolyásolhatják a méhek fejlődését. Megállapításaik arra utalnak, hogy az egyik mikroRNS egy amTOR nevű specifikus gént céloz meg, amelyről kimutatták, hogy befolyásolja a méhkirálynő fejlődését. Azt is gyanítják, hogy más növényi mikroRNS-ek és RNS-ek is befolyásolják a méhek fejlődését.

Nagy kérdés az új vizsgálattal kapcsolatban az, hogy ezek a kis mikroRNS-molekulák elég hosszú ideig képesek-e túlélni a lárvák emésztőrendszerében ahhoz, hogy megváltoztassák a génexpressziót. A kutatók korábbi munkája azt sugallja, hogy igen, de egyes kutatók kétségüket fejezték ki állításaikkal kapcsolatban.

Zhang és munkatársai azonban hangsúlyozzák, hogy valószínűleg az RNS-ek nem az egyetlen tényező, amely meghatározza a méh sorsát. Például a méhpempő tápanyagtartalma is szerepet játszhat abban, hogy a méhlárvák királynővé váljanak. És úgy tűnik, hogy a p-kumarinsav, a mézben lévő másik növényi alapú vegyület is megváltoztatja a génexpressziót, hogy a méhlárvákat munkaméhekké fejlődjön.

Robinson szerint a témával kapcsolatos jövőbeli kutatásoknak tovább kell mélyedniük annak megértésében, hogy ezek a növényi mikroRNS-ek miként "vezetik be a hosszú és kanyargós utat", mire a méhlárvák megeszik őket, majd befolyásolják a bennük lévő génexpressziót. "Ez egy csodálatos utazás" - mondja. - És meg kell értenünk ezt az egész folyamatot.