女王蜂从特制蜡室中出现
蜜蜂幼虫成为女王的过程不仅仅依赖于摄取王浆,还受到其摇篮的影响。科学家们发现,女王细胞是由化学工程设计的“定制”蜡构成,这对未来女王的生存和发展至关重要(《自然》2026,DOI: 10.1038/s41586-026-10534-3)。几十年来,科学界普遍认为,独享王浆的幼虫会成长为能够繁殖、寿命较长的女王,而获得标准食物的姐妹则会成长为无能繁殖的工蜂。虽然营养确实重要,但研究人员怀疑还有其他因素在起作用。其中一个观察重点是女王蜂被饲养的细胞。这些细胞大而竖立,完全不同于工蜂的经典六边形蜂巢。“蜜蜂在建造高度专业化的女王细胞上投入了巨大努力,”加州大学河滨分校的昆虫学家博里斯·贝尔在一封电子邮件中表示。“从进化的角度来看,这样复杂的结构不可能仅仅作为食物的容器。”贝尔及其合作者研究了西方蜜蜂(Apis mellifera)女王细胞和工蜂细胞的物理和化学特性。他们使用扫描电子显微镜研究蜡的物理结构,并通过气相色谱-质谱联用技术进行了全面的化学审计。研究人员发现,与工蜂细胞蜡相比,女王细胞蜡富含不饱和脂肪酸,特别是油酸、亚油酸和α-亚麻酸,并且贫瘠于正烷烃(如二十五烷)和蜡酯。它的密度、硬度和机械强度(拉伸强度和压缩强度)也低于工蜂细胞,并且具有显著较高的峰值融化温度。研究人员使用带有热成像和高清镜头的专用跟踪系统,监测蜜蜂的建造活动,并识别出一组专门建造女王细胞的蜜蜂,它们明显比建造工蜂细胞的蜜蜂年轻。这些建造者身体温度接近40°C以处理女王的蜡,并且完全改变了王室摇篮的化学特征。为了证明这些细胞在育成新女王方面确实发挥了作用,贝尔的团队将新孵化的女王幼虫移植到用标准工蜂蜡封顶的细胞中。在移植的女王幼虫中,62.5%死亡。这个移植实验又在东蜜蜂(Apis cerana)中重复,结果非常相似。“我们怀疑,发育中的幼虫对蜡的化学信号和物理特性组合做出反应,就像其他动物中的发育胚胎对环境信号的反应一样,”贝尔说。伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的蜜蜂生物学家基因·E·罗宾逊表示,该研究“引人注目”,是跨学科研究的“杰出例子”。“本文中提出的证据强有力地支持了一群专门负责女王饲养的工蜂的存在,”罗宾逊在给C&EN的邮件中说。新的发现与他早期的研究相一致,后者发现不同的工蜂基因型对女王或工蜂饲养表现出不同的偏好。“我觉得这很有趣,”加州大学圣地亚哥分校的生态学家詹姆斯·聂认为,他也没有参与此项研究。他很好奇这种机制是否在其他蜜蜂中也起作用,例如在蜜蜂属中,工蜂自己决定是否成为女王。他推测,答案可能也与成为女王的细胞的化学特性有关。
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