Некоторые королевы правят с перерывами. Новое исследование Университета Калифорнии в Риверсайде показывает, что даже королевы шмелей, единственные основательницы своих колоний, регулярно делают перерывы в размножении — вероятно, чтобы не выгореть до появления первых рабочих пчел.
На ранних этапах строительства колонии королевы шмелей берут на себя всю рабочую нагрузку. Они добывают пищу, высиживают развивающееся потомство, согревая его мышцами крыльев, поддерживают гнездо и откладывают яйца. Это рискованный баланс: без королевы колония погибнет. Однако исследователи заметили интересный ритм: за всплеском яйцекладки следует несколько дней видимой бездеятельности.
«Я заметила эти паузы на раннем этапе, фотографируя гнезда каждый день», — сказала Бланка Пето, ведущий автор исследования. «Я не ожидала этого. Мне хотелось узнать, что происходит во время этих перерывов». Результаты исследования подробно описаны в статье, опубликованной в журнале BMC Ecology and Evolution.
Чтобы выяснить, что вызвало эти паузы, Пето наблюдала за более чем 100 маткам в течение 45 дней в контролируемом инсектарии. Она документировала гнездовую активность каждой матки, внимательно изучая их характерные кладки — скопления яиц, отложенных в «чашечках», выстланных воском и встроенных в кучки пыльцы. Во всей популяции проявилась закономерность: многие матки прекращали размножение на несколько дней, как правило, после периода интенсивной откладки яиц.
Время этих пауз совпадало со стадиями развития существующего расплода. Чтобы проверить это, Пето экспериментально добавила расплод на разных стадиях — молодые личинки, более взрослые личинки и куколки — в гнезда во время естественной паузы матки. Присутствие куколок, которые являются почти взрослыми пчелами, побуждало маток возобновить откладку яиц в течение примерно 1,5 дней. Напротив, без добавления потомства паузы удлинялись в среднем до 12,5 дней.
Это говорит о том, что матки реагируют на сигналы своего развивающегося потомства и соответственно регулируют репродуктивные усилия. «В присутствии куколок есть что-то, что сигнализирует о безопасности или необходимости возобновить производство», — сказал Пето. «Это динамический процесс, а не постоянная продукция, как мы когда-то предполагали».
У общественных насекомых, в том числе у шмелей, поколения сменяют друг друга, они совместно заботятся о потомстве, существует разделение труда. Обычно считается, что насекомые этого типа производят потомство на всех стадиях развития. Однако это исследование ставит под сомнение традиционное представление о шмелях, чье репродуктивное поведение более сложное и прерывистое.
«Репродуктивное поведение королевы гораздо более гибкое, чем мы думали», — сказала Пето. «Это важно, потому что первые дни жизни очень уязвимы. Если матка слишком сильно и быстро размножается, вся колония может не выжить».
Исследование было сосредоточено на одном виде, обитающем в восточной части США, но его результаты могут быть распространены на другие виды шмелей и даже на других общественных насекомых. Матки других видов также могут регулировать свой ритм на этапе самостоятельного основания гнезда. Если это так, то этот врожденный ритм может быть эволюционной чертой, которая помогает маткам жить достаточно долго, чтобы вырастить рабочую силу.
Многие популяции шмелей в Северной Америке сокращаются, в основном из-за потери среды обитания, воздействия пестицидов и климатического стресса. Понимание биологических потребностей маток, которые являются буквальным фундаментом каждой колонии, может помочь защитникам природы.
«Даже в лаборатории, где все стабильно и им не нужно добывать пищу, матки все равно делают паузы», — сказала Пето. «Это говорит о том, что такое поведение — не просто реакция на стресс, а нечто фундаментальное. Они разумно расходуют свою энергию. Без маток нет колонии. А без колоний мы теряем важных опылителей. Эти перерывы могут быть главной причиной успеха колоний».
[Фото: Blanca Peto/UCR]
