Подростки-пчелы ускоряют старение своих старших сородичей
В колонии медоносных пчел одна матка откладывает яйца, из которых рождаются тысячи рабочих особей. В молодом возрасте рабочие пчелы ухаживают за расплодом, затем строят и защищают гнездо и, наконец, ближе к концу жизни покидают безопасность улья для сбора пищи. Этот важный этап ускоряет старение, поскольку поиск пищи во внешней среде подвергает пчел-сборщиц воздействию множества стрессоров: патогенов, хищников и неблагоприятных погодных условий.
Распределение задач между членами колонии до конца не изучено. Известно, что оно основано на коммуникации между маткой, расплодом и рабочими пчелами. Например, наличие в улье пчел-сборщиц снижает количество молодых пчел, вылетающих на фуражировку. Также известно, что наличие личинок сокращает продолжительность жизни взрослых пчел из-за необходимости ухаживать за ними и добывать для них корм. Это было показано в экспериментах с удалением личинок, после чего продолжительность жизни рабочих пчел увеличивалась. Однако, поскольку удаление личинок также приводило к удалению молодых взрослых особей, развивающихся из них, до сих пор нельзя было однозначно приписать этот эффект либо молодым пчелам, либо расплоду.
«Экспериментально разделив влияние расплода и молодых взрослых особей на судьбу их сородичей, мы смогли разграничить роль этих двух факторов», — говорит старший автор Венсан Дитерманн из Agroscope. «Мы увидели, что и наличие расплода, и наличие молодых рабочих пчел сокращало ожидаемую продолжительность жизни их сородичей», — добавляет ведущий автор Майкл Эйер из Agroscope и Института здоровья пчел.
Вновь обнаруженная роль молодых рабочих пчел в социальной организации дополняет наши знания о том, как демография влияет на функционирование колонии. «Эти механизмы социальной регуляции сбора пищи позволяют колонии быстро адаптироваться к меняющейся среде», — говорит соавтор Питер Нойманн из Института здоровья пчел.
Значение для понимания сообществ насекомых, старения и пчеловодства
Эти результаты важны для понимания социальной организации у насекомых, которая часто вдохновляет технологические инновации. Они также дают информацию об общих процессах старения за пределами мира социальных насекомых. Действительно, медоносные пчелы используются как модельная система для понимания старения у других организмов, включая человека.
Полученные знания имеют практическое значение для пчеловодов, поскольку методы управления колонией могут включать удаление расплода, а следовательно, и молодых рабочих пчел. Например, это может происходить перед обработкой улья для контроля паразитического клеща Varroa destructor. Увеличение продолжительности жизни рабочих пчел, вызванное удалением, позволяет колонии компенсировать эту потерю и продолжать функционировать.
Обязанности пчел и опыление — предыстория
Весной и летом колонии состоят из так называемых «летних пчел». В первые одну-три недели они выполняют задачи внутри улья (уход за расплодом, чистка), а позже покидают его для сбора нектара и пыльцы, необходимых для роста колонии, после чего погибают. Поздним летом снижение температуры уменьшает активность фуражировки, и выращивание расплода сокращается. Из последнего выращенного расплода появляются долгоживущие «зимние пчелы». Их задачи — поддерживать в гнезде температуру, обеспечивающую выживание колонии в течение зимних месяцев, и возобновлять выращивание расплода следующей весной, прежде чем снова начать сбор пищи.
Таким образом, ожидаемая продолжительность жизни рабочей пчелы пластична и варьируется в зависимости от каждой фазы жизненного цикла колонии.
Помимо производства меда, воска, прополиса и маточного молочка, медоносные пчелы вносят вклад в опыление большого разнообразия сельскохозяйственных культур — услугу, оцениваемую более чем в 150 миллиардов евро по всему миру. Более того, медоносные пчелы вместе с другими насекомыми опыляют многие дикие цветы и, следовательно, играют ключевую роль в функционировании наземных экосистем, экономическая ценность которых на порядки выше.