In een bijenkorf begint een koningin lang voordat ze een koningin lijkt te zijn. Vóór de kroon, vóór het grotere lichaam, vóór de langere levensduur en de enorme functie die hem te wachten staat, is er een ruimte. Klein, langwerpig, hangend als een waspinda tussen de honingraten. Rondom jonge werknemers die verwarmen, toezicht houden, materiaal aanpassen en de omgeving aanpassen. Een soort kraamafdeling met zeer hoge precisie, behalve dat hier de witte jassen worden gedragen door wezens van slechts een paar millimeter.
Jarenlang wordt het verhaal van de bijenkoningin op een tamelijk lineaire manier verteld: hetzelfde vertrek van de arbeiders, dezelfde oorsprong, dan arriveert koninginnengelei en verandert alles. Een gewone larve krijgt voldoende speciale voeding en wordt het reproductieve vrouwtje van de korf. Het nieuwe onderzoek gepubliceerd op Natuur Het compliceert dit beeld enorm. Koninginnengelei blijft natuurlijk van fundamenteel belang, maar eten vertelt slechts een deel van het verhaal. De rest zit in de was, de temperatuur, de vochtigheid, de chemische signalen en het gecoördineerde werk van arbeiders die een veel gespecialiseerdere taak lijken te hebben dan gedacht.
De kamer is belangrijk
Werkbijen en toekomstige koninginnen beginnen met vrijwel identieke eieren. Dan nemen hun levens heel andere richtingen. Koninginnen worden groter, rijpen eerder, leven veel langer en worden het enige vruchtbare vrouwtje in de kolonie, degene waarvan de volgende generatie afhankelijk is. Tot nu toe draaide de klassieke verklaring bijna uitsluitend om koninginnengelei, de melkachtige, voedselrijke substantie die de werksters aan de larven afleveren die voorbestemd zijn voor een andere toekomst.
Het onderzoeksteam, gecoördineerd met de bijdrage van het Center for Integrative Bee Research aan de Universiteit van Californië, Riverside, keek ergens anders: naar de kamer waarin die larve groeit. Koninklijke cellen, ook wel koninginnencellen genoemd, verschillen sterk van de klassieke zeshoekige cellen die worden gebruikt om arbeiders groot te brengen. Ze hebben een meer langwerpige vorm, bijna als een pindadop, ze steken uit de honingraat en worden gebouwd wanneer de kolonie een nieuwe koningin moet produceren.
Door middel van thermische beeldvorming, gedragsobservatie, materiaalanalyse en chemische testen zagen de onderzoekers dat deze cellen eigen eigenschappen hebben. De was die wordt gebruikt om ze te bouwen is minder compact, flexibeler en beter geschikt om warmte en vochtigheid vast te houden. Ook de vetzuren en chemische signalen die in het materiaal aanwezig zijn, veranderen. Kortom, de toekomstige bijenkoningin groeit in een op maat gemaakte micro-omgeving, een biologische bakermat waarin vorm, materiaal en binnenklimaat deelnemen aan de ontwikkeling.
Om te begrijpen hoeveel die wieg werkelijk woog, kweekten wetenschappers larven die bestemd waren om koninginnen te worden, in cellen gemaakt met echte was of met gewone was, die van de werkercellen. Bij hetzelfde dieet hadden larven die in werkwas waren gekweekt een grotere kans om te sterven en hadden ze de neiging kleinere koninginnen te worden. Het verschil kwam dus ook voort uit de omgeving rond het lichaam van de larve. Koninginnengelei gevoed. De cel bepaalde onder welke omstandigheden die voeding kon functioneren.
De werkers van de koningin
De meest interessante ontdekking betreft wie deze cellen bouwt. De onderzoekers hebben een klasse jonge gespecialiseerde werknemers geïdentificeerd, gedefinieerd als ‘koningincelbouwers’, d.w.z. bouwers van echte cellen. Ze zijn meestal jonger dan andere werkers in de korf en vertonen tijdens het werken aan de toekomstige koningin een hogere lichaamstemperatuur en een andere fysiologie.
Die extra warmte lijkt een reële rol te spelen. Een bijenkoningin is in ongeveer 16 dagen volwassen, terwijl een werkster er ongeveer 21 dagen over doet. Vijf dagen in een bijenkorf kunnen veel wegen. Wanneer een kolonie snel een nieuwe koningin nodig heeft, omdat de vorige is gestorven, zwak is of op het punt staat met een zwerm te vertrekken, wordt snelheid georganiseerde overleving.
De arbeiders lijken dus veel meer te doen dan kant-en-klare was te recyclen. Ze verzamelen materiaal uit andere delen van de korf, passen het aan, verrijken het en activeren biologische processen die verband houden met de productie van was. In de praktijk veranderen ze ook hun eigen interne functioneren om de omgeving van de toekomstige koningin beter op te bouwen. Het artikel spreekt over fysiologische en transcriptomische herprogrammering: zonder shirt aan stelt hun lichaam zichzelf ten dienste van dat werk.
Om dit te testen voegde het team kleine sporen van grafiet toe aan de was van een gewone honingraat. Later verscheen die verdonkerde was ook in de eigenlijke cellen. Een teken dat de bijen materiaal uit andere delen van de korf aan het verzamelen waren en dit aan het transformeren waren voor gebruik in de kamer die bedoeld was voor de koningin. Meer dan een eenvoudige geïmproviseerde kamer. Er is hier een bouwplaats.
Een samenleving die biologie bouwt
Boris Baer, entomoloog en directeur van CIBER, vergeleek het proces met een soort koninklijk hof, met een groep die zich wijdde aan de groei van de nieuwe soeverein. Het beeld doet je glimlachen, omdat we altijd de neiging hebben om menselijke titels op dieren te plakken, alsof de korf een miniatuurmonarchie is met ceremoniële en goede tapijten. Maar de essentie blijft sterk: de kolonie zet een collectieve organisatie in beweging om het individu voort te brengen waarvan de continuïteit zal afhangen.
Hetzelfde patroon is waargenomen bij zowel Europese als Aziatische honingbijen, een detail dat duidt op een eeuwenoude strategie die geworteld is in de evolutie van sociale bijen. Het werk combineerde verschillende vaardigheden, van gedrag tot fysiologie, van scheikunde tot genomica, tot materiaalkunde. Het onderzoek werd geleid door Yu Fang en Yahya Al Naggar, voormalige postdoc-onderzoekers bij UCR, in een project dat precies op het snijvlak van disciplines was gebouwd die doorgaans weinig met elkaar spreken.
Het resultaat verlegt ook de blik voorbij de bijen. Omdat een echte cel iets breders vertelt: de door dieren gebouwde omgevingen kunnen de biologische ontwikkeling sturen. Nesten, holen, honingraten, kamers, sociale structuren. Wat zich rondom een organisme bevindt, kan veel meer in zijn geschiedenis inwerken dan het lijkt. In het geval van de bijenkoningin wordt de korf bijna een groter lichaam dat een deel van zichzelf voorbereidt.
Al tientallen jaren hebben we een handige verklaring: speciaal voedsel, speciaal insect. Nu is de scène gevuld met jonge arbeiders, verschillende soorten was, gecontroleerde hitte, vochtigheid, chemische signalen, materiaal dat wordt verplaatst en opnieuw wordt gevormd. De koningin is geboren uit een dieet, ja. Het komt bovendien uit een goed gebouwde kamer en een kolonie die precies weet waar ze haar handen moet leggen. Of beter gezegd: de poten.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
