Miten kuningatar vaihtuu mehiläispesässä?
Kolmesta emonkasvatustilanteesta parveilu tunnetaan parhaiten. Keväällä aikuisten ja sikiöiden nopea lisääntyminen ruuhkauttaa pesän ja vähentää tai katkaisee kuningattaren leukarauhasferomonin (QMP) leviämisen. Joiltakin alueilta puuttuu emonkasvatusta estävä signaali. Useita emokennoja syntyy tavallisesti kakkujen reunoille, vaikka emokuningatar on paikalla. Tilanahtauteen ja heikkoon feromoniviestiin liittyvän parveilupäätöksen lisäksi tutkimus on selvittänyt lähtöä. Sukulaisuuteen perustuvasta suosimisesta päätöksessä lähteä tai jäädä ei ole kokeellista näyttöä. Ikä voi sen sijaan ratkaista: nuoret lähtevät useammin, mahdollisesti parantaen parven selviytymistä. Lähtöä ilmoittavat värähtelysignaalit tunnetaan hyvin. Ensiparven lähdettyä noin 75 % työläisistä kokoontuu lähikasvillisuuteen tilapäiseksi palloksi, ja pesäpaikan etsintä alkaa. Harvat tiedustelijat etsivät, löytävät, arvioivat ja ilmoittavat paikkoja, mikä kuvaa yhteistä päätöksentekoa ja parviälyä. Yksittäinen tiedustelija ei vertaa useita paikkoja, vaan tanssii oman havaintonsa rakenteellisen kestävyyden, tilavuuden ja muiden ominaisuuksien perusteella. Vaihtoehdoista valitaan lähes aina suotuisin.
Toinen tilanne on hätäemojen kasvatus, kun kuningatar kuolee äkillisesti tai poistetaan. QMP:n puute käynnistää emonkasvatuksen työläistoukista tunneissa, usein kakkujen keskiosissa. Toukkien valintaa ei täysin ymmärretä, mutta se ei ole satunnaista. Jotkin osaperheet ovat emoissa selvästi yliedustettuja työläisiin nähden, ja munan koko voi vaikuttaa. Kuningattarien moniavioisuus eli parittelu monen koiraan kanssa tuottaa saman emon mutta eri isien tyttäriä. Tulevasta emosta voi syntyä ristiriita, minkä vuoksi mahdollista sukulaissuosintaa on tutkittu. Ylimääräisten parittelemattomien emojen poistamista ja yhden emon järjestelmään palaamista on tutkittu vähemmän. Long ym. yhdistivät työläisten värähtelysignaalit vahvasti selviytyviin kuningattariin, vaikka lopulta nuoret emot tappavat toisensa eivätkä työläiset niitä.
Kolmas tilanne on hiljainen emonvaihto, jossa huonosti tunnetut tekijät johtavat vaihtoon ilman hätätilaa tai parveilua. Aiemmin tutkimus oletti heikot lisääntymiskykyiset emot aina vaihdettaviksi. Tilanne on monimutkaisempi: vaihto näyttää yleistyvän myös torjunta-ainealtistuksen tai loistartunnan jälkeen. Taudinaiheuttajille altistuneet emot voivat lisäksi tuottaa vastustuskykyisempiä jälkeläisiä, ilmiönä sukupolvien välinen immuunivalmennus.
Vaihto voi käynnistyä, kun emon ja sikiöiden yhteiset hedelmällisyyssignaalit havaitaan heikompina. Prosessia ymmärretään huonosti. Tekijä esittää käsitteellisen mallin, jossa tarkastellaan työläisten arviota kuningattaren geneettisestä potentiaalista kullakin hetkellä. Työläisten valinta on aina kaksijakoinen: säilyttää tai vaihtaa. Tästä seuraa kynnysmalli: kynnyksen yläpuolella emo pidetään, alapuolella vaihdetaan yhteisesti. Jos alkuarvio on korkea, rajallinen elinikä johtaa lopulta kynnyksen ylitykseen ja vaihtoon.
Vaihto voi tapahtua ennenaikaisesti, ja se muuttaa tulevien jälkeläisten geenikoostumusta. Arvioon voivat vaikuttaa lisääntymiskyky, feromonit, sikiöt ja erityisesti toukat, työläisten ikä- ja geenirakenne, sisäiset olot kuten ravinto ja monimuotoisuus sekä ulkoiset kuten torjunta-aineet ja abioottinen stressi. Niiden vuorovaikutus eri elinvaiheissa tarjoaa tutkimuskohteen yhteisille lisääntymispäätöksille.
Tekijän mukaan vaihto ei johdu vain emon heikosta laadusta vaan työläisten arviosta sen lisääntymispotentiaalista. Arvio on subjektiivinen ja tilannesidonnainen, ei absoluuttinen mittaus potentiaalista, munantuotosta tai hedelmällisyydestä. Jos tämä vahvistuu, vaihto heijastaa sosiaalisia ja abioottisia oloja eikä vain emon todellista lisääntymiskykyä.
Tutkimisen arvoisia kysymyksiä:
Voivatko työläisten tartunnat muuttaa niiden keruupäätöksiä ja yhdyskunnan yhteisiä päätöksiä? Voisiko sama koskea emonvaihdon aloittamista?
Torjunta-aineet voivat muuttaa käyttäytymistä ja aistimista. Altistus voi muuttaa feromonien vastaanottoa ja aloittaa varhaisen vaihdon. Voiko myös väestörakenne vaikuttaa geneettisessä ja sosiaalisessa kokonaisuudessa?
David R. Tarpy
Mukailtu artikkelista:
Collective decision-making during reproduction in social insects: a conceptual model for queen supersedure in honey bees (Apis mellifera) — David R. Tarpy Avoin julkaisu, Current Opinion in Insect Science
Kommentit