Článek publikovaný dnes v časopise Cell Reports se zabývá horizontálním přenosem RNA mezi včelami. Ukázalo se, že včely v úlu si vyměňují molekuly RNA přes mateří kašičku: některé je vylučují, jiné absorbují a zase vylučují. V tomto ohledu „The Attic“ připomíná, jaké další neobvyklé látky lze nalézt ve stravě včel a jak souvisí s kastovní strukturou komunity.

V včelím úlu Apis mellifera vládne diktatura: většina zdrojů a výhradního práva na reprodukci je soustředěna v tlapkách včelí královny. Zbytek samic – včely dělnice – jsou ponechány na každodenní práce: sbírají nektar a krmí potomstvo. Toto rozdělení do kast se však nedědí: většina královniných dětí se stanou dělnicemi jako jejich tety. Výjimkou jsou pouze samci trubců, kteří se na rozdíl od samic vyvíjejí z neoplozených vajíček.

Původ této nerovnosti je stále nejasný. Protože nejde o geny, znamená to, že se na sociální stratifikaci podílí nějaký vnější faktor. Hlavním kandidátem na tuto roli je jídlo.

Během prvních tří dnů života jedí všechny včely stejně: jejich jedinou potravou je mateří kašička. Jedná se o tekutinu, kterou vylučují včelí dělnice z jejich intraorálních žláz. Mléko obsahuje bílkoviny a cukry (asi ⅙ dílů), tuky (je jich podstatně více) a vodu. Při tomto jídle se zjevně někdy ukáže, že jedna z larev je žravější než ostatní. Roste a postupně se stává královnou. Pokud se tak stane, pak až do konce svých dnů (a jsou nezvykle dlouhé, ale o tom později) se nadále živí mateří kašičkou, zatímco jednoduché včely přecházejí na med, pyl a květový nektar.

Bylo by však naivní věřit, že královnu odlišuje od svých sester pouze její velikost. Při bližším zkoumání se ukazuje, že jejich těla jsou strukturována úplně jinak, už jen proto, že se královna rozmnožuje, zatímco u dělnic se nevyvíjejí ani genitálie. Kromě toho královna žije v průměru 3-5 let a její sestry žijí několik měsíců, v nejlepším případě – 9, včetně zimování. To nás nutí si myslet, že mateří kašička není jen výživná voda, ale také nástroj pro programování včelího osudu. A skutečně, čím dále, tím více neočekávaných látek v něm lze objevit.

ČTĚTE VÍCE
Jak nebezpečné jsou roztoči řas?

pavoučí muž

Nerovnost začíná na úrovni geometrie buňky. Většina včelích dělnic se vyvíjí v horizontálních buňkách, ale pro budoucí matky jsou stavěny samostatné větší komory. Jejich jedinou nevýhodou je, že vypadají jako obrácená studna: výstup z nich je dole. Včelí princezna se proto musí nějak uchytit ve skříni, aby nevypadla z domu svých rodičů.

Včely dělnice kolem buňky budoucí princezny. Waugsberg / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Zde opět přichází na pomoc mateří kašička. Pár bílkovin z jeho složení – apisimin и MJP1 – schopný polymerace. V těle včely ošetřovatelky jsou v neutrálním prostředí, zůstávají tedy tekuté a nejsou navzájem spojeny. A v královské buňce je prostředí kyselejší a bílkoviny tvoří viskózní vlákno, které včelu navzdory jí drží gravitaci. Mechanismus této reakce je stejný jako při tvorbě pavučin (a podobný tvorbě bílkovinných hrudek u Alzheimerovy choroby, i když to je úplně jiný příběh) – tuhnutí při změně kyselosti. Ukáže se, že budoucí hlava úlu doslova visí na vlastním jídle. Pravda, aby tento mechanismus fungoval, je nutné, aby byla v mléce udržována dostatečná koncentrace bílkovin a včela je průběžně vstřebávala a navazovala kontakt s nití.

Jídlo pro mozek

Proteiny krmené mladými včelami obsahují 26 různých aminokyselin. Zdá se však, že klíčový je pouze jeden z nich, zdaleka ne ten nejběžnější – tyrosin. Slouží jako prekurzor mnoha biogenních aminů, hormonů a mediátorů. Jeden z nich, dopamin, se pravděpodobně podílí na královnině pubertě. Alespoň má v mozku podstatně více dopaminu než dělnice. A pokud včelám záměrně přidáte nadbytek tyrosinu do potravy, začnou se u nich vyvíjet vaječníky a královské návyky: přestanou dělat svou obvyklou věc – vylétat z úlu při hledání potravy.

Žádná chemie

Už před 50 lety si entomologové všimli, že včely ošetřovatelky rozlišují své svěřence nejen podle pohlaví, ale také podle kasty. Děti dělnic přitom každou chvíli krmí květinovým pylem, ale princezny žádný pyl nedostanou. Po mnoho let zůstávaly důvody této selektivity neznámé: pyl se skládá hlavně z bílkovin, ale není jich tolik, aby mohly vážně ovlivnit obsah kalorií v potravinách.

ČTĚTE VÍCE
Jak můžete kopat brambory?

Nedávno se ale objevila hypotéza, podle níž by se chování ošetřovatelů mělo vykládat striktně obráceně: neupřednostňují včely dělnice, ale chrání budoucí královnu. Pyl obsahuje bioaktivní látky, s jejichž pomocí mohou například rostliny regulovat množství hmyzu, který je žere, a princezna by před nimi měla být chráněna. Asi taková látka je kyselina p-kumarová. Přinejmenším, pokud jím budete princezny krmit násilím, jejich vývoj vaječníků se zastaví a už z nich nemohou vyrůst královny.

Královský klid

Dalším důležitým rozdílem mezi mléčnou a pylovou stravou je složení tuku. Během prvního týdne života, kdy se všechny včely vyvíjejí v buňkách, jsou jejich buněčné membrány sestaveny ze stejné sady fosfolipidů. Patří mezi ně tzv mononenasycené mastné kyseliny s dlouhými uhlovodíkovými ocasy, ve kterých je pouze jedna dvojná (nenasycená) vazba. Když dělnice přecházejí na potravu pylem, hromadí se v jejich membránách další fosfolipidy s polynenasycenými kyselinami, tedy obsahující několik dvojných vazeb.

Jejich nebezpečí spočívá v tom, že při oxidativním stresu (který může být způsoben fyzickou aktivitou, změnami teplot nebo působením toxinů) se polynenasycené kyseliny snadno přeměňují na radikály – vysoce aktivní molekuly. Dochází k řetězové reakci: lipidy se navzájem ničí, mění se na radikály a v důsledku toho buňky umírají. To se v těle královny neděje, protože její membrány jsou silnější. A pravděpodobně jí tato odolnost vůči stresu umožňuje žít bezstarostný a dlouhý život.

Omlazující mléko

Včelí královna je celý život krmena jako dítě, a to není bezdůvodné. V jistém smyslu je její nezvykle dlouhý život způsoben právě tím, že je neustále udržována v dětském stavu a není jí dovoleno skutečně dospět. Protein nalezený v mateří kašičce royalactin, doslova „královna-výrobce“. Spouští mechanismus přeprogramování v buňkách královny, tedy odvíjení DNA.

Jak stárneme, DNA v buňce se více a více skládá a genetická informace je k dispozici stále méně a méně. Na molekulární úrovni to vypadá takto: V průběhu života je DNA spojena s methylovými skupinami, které jí pomáhají svinout se jako lepidlo. Enzymy demetylázy je odštěpí, čímž zabrání skládání DNA a stárnutí buňky. Royalactin aktivuje demetylázy, čímž prodlužuje život královny. Mimochodem, také udržuje myší buňky v embryonálním stavu a brání jim v růstu. Pravda, zatím nejsou informace o tom, zda to člověku nějak pomáhá.

ČTĚTE VÍCE
Kdy princ nese ovoce?

Molekulární výpovědi

Nakonec byly molekuly RNA nalezeny v mateří kašičce. Přesně řečeno, dříve bylo známo, že různá zvířata absorbují RNA zvenčí, ale teprve nyní se objevila hypotéza o tom, proč to včely potřebují. Ukázalo se, že vlastní RNA včel je pouze 3,5 % v mateří kašičce a 0,6 % v mléce, kterým se dělnice živí. Ale 25 % a 17 % tvoří DNA potenciálních patogenů: virů, bakterií a hub.

Tyto molekuly vstupují do těla včely dělnice s potravou, jsou absorbovány střevní stěnou do hemolymfy (analoga krve), odtud se dostávají do žláz, které vylučují mléko, a opět vycházejí s mlékem. Zároveň ostatní včely včetně královny dostávají krátké fragmenty cizí RNA – molekulární výpovědi potenciálního nepřítele.

Tato krátká vlákna RNA mohou proniknout do buněk a pomoci tam bojovat s nepřítelem, pokud se náhle rozhodne zaútočit, prostřednictvím RNA interference. Krátký donorový řetězec může přilnout k dlouhé RNA nepřítele a vytvořit tak dvouvláknový komplex. Ale normálně v eukaryotické buňce není žádná dvouvláknová RNA, takže je vnímána jako nepřátelská a je okamžitě rozložena. RNA v mléce tedy funguje jako vakcína. A každá včela, která pozře RNA někoho jiného, ​​pracuje ve prospěch imunity stáda, sbírá informace o možných patogenech a distribuuje je po úlu.

Polina Loseva

Bzučení včel oživuje naše zahrady, jejich med je sladký a chutný, jejich jed se používá v lékařství proti zánětům, svíčky z včelího vosku poskytují světlo za tmavých večerů a propolis posiluje imunitní systém.

Tato drobná zvířátka jsou pro nás lidi k nezaplacení. Pracují tak tvrdě, že o jejich práci existuje známé úsloví, a jsou to nejdůležitější užitková zvířata na celém světě. Jejich hlavním úkolem je opylovat rostliny. Bez této darované služby od včel bychom se museli vzdát zhruba jedné třetiny našich produktů.

Včela medonosná je důležitou součástí našeho ekosystému. Více než 80 % původních kvetoucích rostlin závisí na opylení. Bez křížového opylení nebude mnoho rostlin schopno produkovat semena a plody. Naše sdílená krajina, naše strava a další existence mnoha druhů rostlin a zvířat by byly ohroženy.

V tradičním zemědělství na obilných polích chybí organické trávy, dnes je tráva pouze zelená nebo žlutá. Louky byly přeměněny na intenzivně využívané pastviny. Včely jsou proto často hladové a bez přikrmování od včelařů by v některých regionech nepřežily.

ČTĚTE VÍCE
Jaké jsou výhody a nevýhody hrušek?

Použití rozprašovačů, jako jsou insekticidy a herbicidy jsou také nebezpečné pro včely. Škodlivé látky, které včely pohltí, je otráví nebo naruší jejich orientační smysl, což způsobí, že nemohou najít cestu zpět do úlů a zemřou.

Pěstování geneticky modifikovaných rostlin má vliv i na včely. Biologická rovnováha je ohrožena a přírodní rozmanitost je značně omezena. Včely nemohou zjistit, zda je rostlina geneticky modifikovaná. Hmyz převáží nebezpečný náklad a při výkonu své přirozené práce infikuje pole, ve kterých nebylo použito genetické inženýrství.

Globalizace dává podnět k rozvoji dalších hrozeb, jako jsou kupř nemocí, parazitů a virů. Naše včely je nerozpoznají a nemají žádný obranný mechanismus. Známým příkladem je roztoč Varroa z Asie. Bez ochranných opatření ze strany včelařů by mohla být zničena celá včelí populace.

HiPP Asociaci podporuje Mellifera e. PROTI. , která se zasazuje o ekologické včelaření a ochranu včel tím, že:

  • Luční výsadby pro včely
  • Výzkumné a vzdělávací práce prováděné společností Mellifera e. PROTI.
  • Úprava naučných včelích stezek

V jednom úlu žije v průměru asi 40 000 včel. Každé včelstvo má pouze jednu včelí královnu. Je větší než ostatní a snadno se pozná podle dlouhého břicha a krátkých křídel. Jeho jediným úkolem je naklást až 2 vajec denně a zajistit tak pokračování populace. Včelí královna se páří pouze jednou v životě při takzvaném svatebním letu. Tento let může trvat několik dní, během kterých se může pářit s mnoha trubci, včelími samečky.

Drtivou většinu včelstva tvoří včely dělnice. Jejich životnost závisí na tom, jak tvrdě pracují. Včely, které v létě tvrdě pracují, nežijí v zimě tak dlouho jako jiné včely. Včely dělnice poskytují potravu pro larvy a včelí královnu. Staví včelí úly ukládáním vosku do plástů. Produkují med z nektaru. Asi po třech týdnech dělnice odlétají. Během letu sbírají nektar, pyl a vodu, kterou přinášejí zpět do úlu. V každém úlu žije mnoho tisíc včelích samců – trubců. Nemají jedovaté žihadlo a líhnou se z neoplozených vajíček. Jejich úkolem je pářit se s včelí královnou. Protože se nedokážou samy nakrmit, krmí je včely dělnice. Uhynou ihned po páření nebo nejpozději v zimě, kdy je méně potravy a jsou vyhnáni z hnízda.