Ни один отдельный белок не определяет развитие матки у медоносных пчел

Белки в личиночном корме медоносных пчел не являются специфическими детерминантами, заставляющими личинок развиваться в маток. Это касается и белка роялактина, который ранее, в высоко оцененном исследовании 2011 года, был объявлен «определителем касты матки». К такому выводу пришли исследователи из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге, опубликовавшие свою работу в международном журнале Nature.

В первые дни после вылупления личинки пчел питаются маточным молочком, которое секретируют глоточные железы взрослых особей. Это высокопитательная пища, содержащая сахара, белки и аминокислоты. Через несколько дней большинство личинок начинают получать в пищу мед и пыльцу — они разовьются в рабочих пчел. Только личинки, предназначенные стать матками, продолжают питаться исключительно маточным молочком. Матка — единственная репродуктивная самка в колонии, ответственная за производство всего потомства.

Ученые давно искали в маточном молочке специфическое вещество, превращающее личинку в матку. Еще в конце 1970-х немецкий биохимик Хайнц Рембольд показал, что не одно вещество отвечает за это определение, а правильная смесь питательных веществ. Специальная «королевская диета» заставляет личинок есть больше, стимулируя их метаболизм и развитие. Экспрессируются другие гены, что приводит к совершенно иному развитию организма пчелы. Эта диета также необходима для развития у матки полностью активированных яичников, в отличие от стерильных рабочих пчел. Таковым был научный консенсус на протяжении десятилетий.

Однако в 2011 году японский ученый Масаки Камакура вызвал ажиотаж, опубликовав в Nature исследование, в котором представил белок маточного молочка — роялактин, якобы способный превращать личинок в маток. Это удивило исследователей пчел по всему миру.

Биологи из MLU решили повторить эксперименты Камакуры. Они точно следовали его подходу: создали маточное молочко, не содержащее роялактина, и кормили им личинок в лаборатории. Контрольная группа получала тот же корм, искусственно обогащенный роялактином.

Результаты: ни лишенный роялактина, ни обогащенный им корм не вызвали различий в определении касты матки. Личинки, не получавшие роялактин, развились в полноценных маток, а кормление личинок пищей с роялактином не увеличило число маток.

В отличие от исследования Камакуры, эксперименты MLU дали много так называемых интеркаст — пчел с признаками как рабочих, так и маток. В природе это очень редко, но в лабораторных условиях встречается часто и методологически неизбежно.

Результаты MLU подтверждают выводы более старых исследований многих других научных групп. Таким образом, роль роялактина в маточном молочке остается довольно незначительной: это один из многих источников белка в личиночном корме.