Почему пчелы решают заменить матку? Всё дело в запахе

Пчелиная колония действует как один большой организм, где тысячи пчел работают вместе. Главная пчела в улье — королева, или матка. Главенство заключается, конечно же, не в управлении пчелами. Ее работа — постоянно откладывать яйца для продолжения жизни всей семьи. Пока она здорова и откладывает много яиц, в улье все хорошо. Но что случается, если она заболевает?

Оказывается, рабочие пчелы могут почувствовать, что их королева слабеет. Новое исследование показывает, что ее «химический запах» меняется из-за вирусной болезни. И этот сигнал запускает в улье процесс смены матки.

Что делает матку главной?

Порядок в улье поддерживают химические сигналы — феромоны. Матка выделяет особый «феромон маточной свиты» (Queen Retinue Pheromone, или QRP). Это смесь из нескольких химических веществ.

Рабочие пчелы, которые кормят матку, касаются этого феромона и разносят его по улью. Его наличие говорит всем пчелам, что в улье есть здоровая и деятельная королева. Этот сигнал не дает рабочим пчелам откладывать свои яйца и выращивать новую матку. Пока запах матки сильный, система работает устойчиво.

Но что происходит, когда этот сигнал становится слабее? Ученые подумали, что вирусы могут нарушать эту химическую связь.

Когда вирус меняет правила

Вирусные болезни — большая угроза для пчелиных семей. Исследователи захотели проверить, как известные вирусы влияют на тело пчеломатки.

Они провели опыт. Одну группу маток заразили вирусами, а другую оставили здоровой. После этого ученые изучили состав их феромонов. У зараженных королев стало меньше одного вещества в феромонном запахе — метилолеата. Количество других веществ осталось прежним.

Вирус выборочно портил одну часть химического сигнала матки. Но видят ли рабочие пчелы эту разницу?

Действительно ли пчелы замечают потерю?

Чтобы найти ответ, ученые провели полевые испытания в ульях без маток. Когда матки нет, пчелы сразу начинают отстраивать маточники для выведения новой.

В эти ульи положили искусственные источники феромонов.

• Первая группа получила полную смесь феромонов, с метилолеатом.
• Вторая группа получила ту же смесь, но без метилолеата.
• Третья группа была для контроля, в нее ничего не добавляли.

В ульях с полной смесью феромонов пчелы почти не отсраивали маточники. Они считали, что здоровая королева с ними. А там, где метилолеата не было, пчелы начали активно готовить ей замену.

Это подтвердило, что именно недостаток метилолеата и есть сигнал для пчел.

Прямое действие или побочный эффект?

Но как вирус это делает? Он целенаправленно блокирует синтез метилолеата или причина глубже?

Исследование показало, что причина в другом. Вирус бьет по всему организму пчеломатки. Он забирает ее энергию, которая хранится в жирах. Ослабшее тело больше не может хорошо откладывать яйца, и это видно по размеру яичников. У больных маток они становятся меньше.

Здесь и находится ответ. Ученые провели еще один опыт. Они не давали здоровым маткам откладывать яйца, закрыв их в маленьких клетках. Из-за этого их яичники тоже стали меньше. И проверка показала, что количество метилолеата у этих здоровых маток тоже снизилось.

Вывод таков: выработка метилолеата зависит от состояния и размера яичников матки. Вирус не трогает сам феромон, а вредит здоровью королевы. Низкий же уровень метилолеата — это точный показатель нанесенного ущерба.

От одной пчелы ко всей колонии: цепная реакция

Теперь можно построить всю цепь событий:

1. Матка заражается вирусом.
2. Он вызывает физиологический стресс и истощает энергетические ресурсы.
3. Это приводит к уменьшению яичников и снижению репродуктивной способности.
4. Маленькие яичники производят меньше метилолеата.
5. Рабочие пчелы замечают этот недостаток.
6. Для них это сигнал: королева больна и ее нужно заменить. Они запускают процесс выращивания новой матки.

Вот так и работает способ защиты системы. Рабочие пчелы постоянно получают отчет о здоровье своей королевы и делают то, что нужно для выживания колонии.

Источник: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)