科學家們剛剛發現了蜂王的真正形成過程

一項新的研究表明，現實要複雜得多。

研究人員發現，未來的蜂王是在由年輕工蜂建造的專門設計的育苗室內長大的。這些室提供獨特的蠟、溫暖的條件和客製化護理，有助於引導幼蟲發育成健康的蜂王。

結果發表在期刊上 自然他們表明，被稱為女王細胞（有時稱為「皇家床」）的結構不僅僅是保護性容器。它們是精心建構的環境，在蜂王的發展中發揮著至關重要的作用。研究小組還發現了一群以前未知的年輕工蜂，稱為“蜂王細胞建造者”，它們似乎特別適合創建和維護這些蜂房。

加州大學河濱分校昆蟲學家兼綜合蜜蜂研究中心 (CIBER) 主任 Boris Bayer 說：「舊的想法相對簡單：取一個卵，將其移至蜂王室，餵牠蜂王漿，然後你就得到了蜂王。」他的實驗室為這項工作做出了貢獻。 “我們發現這個過程背後有一個完整的機制。它比我們想像的要複雜得多。”

蜂王需要的不只是蜂王漿

蜂王和工蜂以幾乎相同的方式開始生命，從幾乎相同的卵中誕生。儘管有這些相似的開始，蟻後比工蟻長得更大，發育得更快，而且壽命更長。她也是蜂群中唯一產卵的雌性蜜蜂，產生下一代蜜蜂。

幾十年來，研究人員一直將蜂王乳（一種工蜂餵給幼蟲的營養豐富的物質）視為這一巨大轉變的主要驅動力。

這項新研究表明，僅靠營養無法解釋正在發生的事情。

科學家結合熱成像、行為觀察、材料科學技術和化學分析，研究了蜂王的飼養環境。他們發現蜂王巢室和常見的用於飼養工蜂的六角形巢室之間存在顯著差異。

皇后細胞的特殊作用

蜂王細胞具有獨特的花生狀形狀，由物理和化學性質與普通蜂巢蠟不同的蠟製成。該材料密度更小，更柔韌，保溫和保濕能力更好，為蜂王的生長創造了合適的條件。

研究人員還發現蠟脂肪酸和化學訊號的差異，顯示女王細胞提供了獨特的發育環境。

為了確定這些室是否真正影響發育，研究團隊在由蜂王蠟或標準工作蠟製成的細胞中飼養蜂王幼蟲。即使兩組都接受相同的食物，在工作蠟中飼養的幼蟲也更有可能死亡並最終發育成較小的蟻後。

結果表明，周圍環境對於塑造未來女王的重要性不亞於飲食。

了解女王細胞建構者

該研究還揭示了負責建立和維護這些皇家苗圃的工蜂。

這些蜜蜂被稱為蜂王室建造者，通常比蜂巢中的許多其他工蜂更年輕。在照顧發育中的蟻後時，它們會保持較高的體溫並經歷似乎與其特殊角色相關的生理變化。

額外的溫暖可能有助於解釋為什麼蟻後發育得如此之快。蜂王大約需要 16 天才能成熟，而工蜂則需要大約 21 天。當蜂群迫切需要新蜂王時，這種更快的發展至關重要。

女王細胞製造商不是簡單地重複使用現有的蠟，而是收集、修改和豐富王室使用的材料。它們的身體也會激活與蠟生成相關的不同生物途徑，有效地改變它們在執行此任務時的功能方式。

為了弄清楚如何收集這些材料，研究人員在普通蜂巢中添加了少量石墨。隨著時間的推移，蜂王室內出現了黑色蠟質，這表明工蜂有選擇地從蜂巢其他地方收集和轉移材料用於蜂王發育。

牢房內的皇家宮廷

貝爾表示，這個過程比典型的昆蟲育苗場更有組織性。

有證據表明，殖民地為產生下一任總督而進行了高度協調的努力。

「你可以把它想像成白金漢宮，」他說。 “有一群專門的蜜蜂完全專注於撫養蜂王，如果他們做得不好，蜂群就無法繁殖。”

研究人員在亞洲和歐洲蜜蜂物種中觀察到相同的模式，表明這種策略很久以前就進化出來了，並且可能在蜜蜂中廣泛傳播。

該計畫匯集了行為學、生理學、化學、材料科學和基因組學領域的專家。該計畫由加州大學洛杉磯分校前博士後研究員 Yu Fang 和 Yahya Al-Najjar 領導。

拜耳說：“由於其協作性質，該項目反映了 CIBER 更廣泛的理念，即將不同學科結合起來解決複雜的生物學問題。”

蜜蜂背後的發現意味著什麼？

這些發現的影響可能不僅限於蜜蜂。他們認為，演化可能不僅受到遺傳和營養的影響，也受到生物所經歷的物理和社會環境的影響。

多年來，蜂王似乎提供了生物學中最簡單的演化例子之一：特殊的食物創造了特殊的昆蟲。這項研究描繪了一幅更豐富的圖景。蜂王並不是單獨從蜂王漿中產生的。相反，整個殖民地共同努力為其成功創造必要的條件。

「這項工作凸顯了昆蟲群落中存在的複雜程度，」貝爾說。 “蜂群不僅僅是個體群體。它們作為整合的生物系統發揮作用，能夠設計自己的環境。”