科学家刚刚发现蜜蜂女王是如何真正产生的
多年来,科学家们一直认为蜜蜂女王的制造配方非常简单:给发育中的幼虫提供足够的蜂王浆,它就会成为蜜蜂群的统治者。然而一项新的研究暗示,事实要复杂得多。研究人员发现,未来的女王在年轻工蜂建造的特殊育婴室内成长。这些房间提供独特的蜡、温暖的环境和专注的照料,帮助引导幼虫发展成健康的女王。这项研究的发现发表在《自然》杂志上,显示出被称为蜂王房的结构, 有时被称为“蜂王榻”,远不只是保护性容器。它们是精心构建的环境,在女王的发育中扮演着重要角色。研究团队还确定了一群先前未知的年轻工蜂,称为“蜂王房建造者”,似乎特别适合创建和维护这些房间。“旧的观念相对简单:拿一个蛋,把它放入蜂王房,喂它蜂王浆,就会得到一只女王。”加州大学河滨分校综合蜂类研究中心(CIBER)的昆虫学家兼主任鲍里斯·贝尔(Boris Baer)表示,他的实验室为这项工作做出了贡献。“我们发现这个过程背后有整个机制,比我们想象的要复杂得多。”\n\n蜂王不仅需要蜂王浆\n蜜蜂女王和工蜂在生命的起点几乎是一样的,几乎从相同的卵子中孵化。尽管有着相似的起点,女王的体型更大,发育更快,生活时间也比工蜂长。她们还作为蜜蜂群唯一的产卵雌性,生产下一代蜜蜂。几十年来,研究人员将工蜂喂给年轻幼虫的营养丰富物质蜂王浆视为这种巨大转变的主要推动因素。然而这项新的研究表明,仅凭营养无法解释所发生的变化。\n\n通过结合热成像、行为监测、材料科学技术和化学分析,科学家们研究了蜜蜂女王生长的环境。他们发现蜜王房与用于抚养工蜂的熟悉的六边形房间之间存在重大差异。\n\n蜂王房的特殊作用\n蜂王房有着独特的腰果形状,由与普通蜂巢蜡在物理和化学性质上不同的蜡制成。这种材料密度更小、更灵活,并且在保持热量和湿度方面更有效,创造出有利于女王发育的条件。研究人员还发现蜡中的脂肪酸和化学信号存在差异,这表明蜂王房提供了独特的发育环境。\n\n为了确定这些房间是否确实会影响发育,团队在由蜂王蜡或标准工蜂蜡制成的房间中抚养蜂王幼虫。即使两组都得到相同的食物,生长在工蜂蜡中的幼虫更有可能死亡,最终发育成更小的女王。结果表明,周围环境与饮食同样重要,影响着未来女王的形成。\n\n认识蜂王房建造者\n这项研究还揭示了负责创建和维持这些王室育婴室的工蜂。这些工蜂被称为蜂王房建造者,通常比蜂巢中许多其他工蜂更年轻。在照顾正在发育的女王时,它们保持较高的体温,经历与其专业角色显然相关的生理变化。增加的温暖或许可以帮助解释为什么女王发育如此迅速。蜜蜂女王在大约16天内成熟,而工蜂则需要大约21天。当蜜蜂群急需新女王时,这种更快的发育是至关重要的。\n\n蜂王房建造者不仅仅是简单地重复使用现有的蜡,而是积极收集、修改和丰富用于王室房间的材料。它们的身体还激活与蜡生产相关的不同生物途径,有效地改变了它们在执行这个任务时的功能。为了观察这些材料是如何收集的,研究人员在普通蜜蜂巢中加入了微量的石墨。随着时间的推移,黑色蜡出现在蜂王房内,显示工蜂在选择性地收集和转化来自蜂巢其他部分的材料以用于女王发育。\n\n蜜蜂巢内的王室\n贝尔表示,这一过程看起来比典型的昆虫育婴室要更为有序。证据表明蜜蜂群为产生下一个统治者而进行高度协调的努力。“你可以把它想象成有点像白金汉宫,”他说。“有一组专注于整个养育女王的蜜蜂,如果它们无法做到这一点,蜜蜂群就无法繁殖。”研究人员在亚洲蜜蜂和欧洲蜜蜂种群中观察到了同样的模式,这表明这种策略很早就演变出来,并可能在蜜蜂中广泛存在。该项目聚集了行为、物理学、化学、材料科学等领域的专家。
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