Даже шмелиным маткам нужны выходные: исследование выявило неожиданные перерывы в откладке яиц
Новое исследование Калифорнийского университета в Риверсайде показывает, что даже шмелиные матки, единоличные основательницы своих колоний, делают регулярные перерывы в размножении — вероятно, чтобы избежать истощения до появления первых рабочих особей.
На ранних этапах строительства колонии матка выполняет всю работу: добывает пищу, инкубирует развивающийся расплод, согревая его грудными мышцами, поддерживает гнездо и откладывает яйца. Это сложный баланс: без матки колония обречена. Однако исследователи заметили интригующий ритм: всплеск откладки яиц, за которым следуют несколько дней видимого бездействия.
«Я увидела эти паузы в самом начале, просто делая ежедневные фотографии гнёзд, — сказала Бланка Пето, аспирант-энтомолог и ведущий автор исследования. — Это было неожиданно. Мне захотелось узнать, что происходит в эти перерывы».
Результаты подробно описаны в статье, опубликованной в BMC Ecology and Evolution.
Чтобы выяснить причину пауз, Пето в течение 45 дней наблюдала за более чем 100 матками в контролируемых условиях инсектария. Она документировала гнездовую активность каждой матки, уделяя особое внимание их характерным кластерам — скоплениям яиц, отложенных в восковых «чашечках», встроенных в комки пыльцы. В популяции проявилась закономерность: многие матки прерывали размножение на несколько дней, обычно после периода интенсивной откладки яиц.
Время этих пауз, по-видимому, совпадало со стадиями развития существующего расплода. Чтобы проверить это, Пето экспериментально добавляла в гнёзда во время естественной паузы матки расплод на разных стадиях: молодые личинки, старшие личинки и куколки.
Присутствие куколок (почти созревших пчёл) побуждало маток возобновить откладку яиц примерно через 1,5 дня. В отсутствие добавленного расплода паузы длились в среднем 12,5 дней.
Это говорит о том, что матки реагируют на сигналы от развивающегося потомства и соответствующим образом корректируют свои репродуктивные усилия.
«В присутствии куколок есть что-то, что сигнализирует: безопасно или необходимо снова начинать производить потомство, — сказала Пето. — Это динамичный процесс, а не постоянный выпуск, как мы предполагали ранее».
У эусоциальных насекомых, включая шмелей, есть перекрывающиеся поколения, совместный уход за расплодом и разделение труда. Считается, что такие насекомые производят потомство на всех стадиях развития. Однако данное исследование ставит под сомнение это представление применительно к шмелям, чьё репродуктивное поведение оказалось более гибким и прерывистым.
«Это исследование показало, что репродуктивное поведение матки гораздо более гибкое, чем мы думали, — сказала Пето. — Это важно, потому что первые дни невероятно уязвимы. Если матка будет слишком сильно и быстро напрягаться, вся колония может не выжить».
Исследование было сосредоточено на одном виде, обитающем на востоке США, но выводы могут распространяться на другие виды шмелей или даже других эусоциальных насекомых. Матки других видов также могут «дозировать» усилия на этапе самостоятельного основания гнезда. Если это так, то этот встроенный ритм может быть эволюционной чертой, помогающей маткам выжить достаточно долго, чтобы вырастить рабочих особей.
Многие популяции шмелей в Северной Америке сокращаются, в основном из-за потери среды обитания, воздействия пестицидов и климатического стресса. Понимание биологических потребностей маток, буквально фундамента каждой колонии, может помочь защитникам природы лучше их охранять.
«Даже в лаборатории, где всё стабильно и им не нужно добывать пищу, матки всё равно делают паузы, — сказала Пето. — Это говорит о том, что это не просто реакция на стресс, а что-то фундаментальное. Они разумно управляют своей энергией».
«Без маток нет колонии. А без колоний мы теряем важных опылителей, — добавила Пето. — Возможно, именно эти перерывы и являются причиной успеха колоний».