Proč byly vyšlechtěny zabijácké včely?

Belgičtí a mexičtí vědci vyvrátili hypotézu vysvětlující, proč středoamerické včely bez žihadla Melipona bukvice produkovat mnohem více královen, než včelstvo potřebuje. Dříve entomologové předpokládali, že samice navíc opustí domov, nahradí královny v koloniích jiných lidí a prostřednictvím sociálního parazitismu rozšíří do populace genetický materiál své vlastní rodiny. Ukázalo se však, že zástupci tohoto druhu nejsou schopni proniknout do kolonií příbuzných. Navíc na rozdíl od předchozích studií dělníci M. beecheii neregulují kastu larev, aby produkovaly více chovných samic. Jak je uvedeno v článku v časopise Dopisy z biologieS největší pravděpodobností je budoucí kasta tohoto druhu geneticky fixovaná. Tento mechanismus vytváří konflikt mezi larvami, které těží z toho, že se stávají královnami, a dělnicemi, které se snaží udržet komunitu. Je rozhodnuto velmi krutě: dělnice prostě zabijí většinu narozených královen.

Společenské včely, včetně včel medonosných (Apis mellifera), žijí v koloniích, které se skládají z královny a velkého počtu dělnic – jejích dcer. Osud každého člena takového společenství je určen již v raných fázích vývoje. Larvy, které jsou několik dní po narození krmeny mateří kašičkou bohatou na bílkoviny a poté přeneseny do směsi medu a pylu, se stanou neplodnými a připojí se ke kastě dělnic. Jejich příbuzní, kteří až do zakuklení přijímají mléko a žijí ve větších buňkách plástu, se přitom mění v královny a následně se podílejí na rozmnožování.

Tento mechanismus umožňuje včelám udržovat optimální rovnováhu mezi kastami a vychovávat ve velkém množství dělnic a jednotlivé matky. Navíc posiluje včelí společenství. Pokud by byly kasty včel geneticky determinovány, královny, které se samy rozmnožují, by měly evoluční výhodu, zatímco neplodné dělnice, které se starají o děti jiných lidí, by prohrály. V důsledku toho by bylo stále více sobeckých včel, které by se rozhodly podílet se na rozmnožování namísto péče o své příbuzné, což by vedlo k postupné ztrátě společnosti v průběhu mnoha generací.

Ne všechny druhy včel však mají stejně hladké rozdělení kast. Například všechny larvy bezžihadlových včel žijících ve Střední Americe Melipona bukvice dostávají stejnou výživu a jsou uchovávány v buňkách podobné velikosti. V královny se přitom podle entomologů promění až dvacet procent samic jedinců tohoto druhu. Vzhledem k tomu, že kolonie potřebuje pouze jednu chovnou samici, ostatní jsou zabiti dělnicemi brzy poté, co dospějí.

Příčina nadprodukce matek u včel melipona zůstává neznámá. Nedávný výzkum vedl vědce k názoru, že osud těchto larev hmyzu závisí na koncentraci monoterpenoidního geraniolu v buňkách, kde se vyvíjejí. Tato látka je produkována a umístěna do buněk pracujícími jedinci. Uvádí se, že s čím větší koncentrací geraniolu se larvy během vývoje setkají, tím větší je jejich šance vyvinout se v královnu. Ukazuje se, že sami dělnice paradoxně stimulují vzhled četných královen pouze proto, aby je zabili.

Odborníci připouštějí, že nadbytek královen může být prospěšný M. beecheii, pokud významný počet samic schopných reprodukce opustí svou původní kolonii a napadne nepříbuzné kolonie stejného druhu v sousedství, kde nahradí předchozí královny (tak to dělají zástupci blízce příbuzného druhu M. scutellaris a možná M. favosa; jejich úroveň nadprodukce královen není tak vysoká jako u M. beecheii). V tomto případě budou mít včelí dělnice prospěch z investic do chovu matek, protože budou aktivně šířit geny, které sdílejí v populaci prostřednictvím sociálního parazitismu.

Tým entomologů vedený Ricardem Caliarim Oliveirou z Katolické univerzity v Lovani se rozhodl tuto hypotézu ověřit v praxi. Vědci se vydali do Mexika, kde provedli experimenty s 25 koloniemi M. beecheii. Z každé kolonie odebrali královnu, počkali, až na její místo nastoupí nová, a poté z ní odebrali vzorky tkáně pro genetický materiál. Autoři navíc provedli genetický rozbor staré královny a dělnic.

V průměru se nová královna objevila v kolonii osmnáct dní po zmizení její předchůdkyně. Na rozdíl od očekávání Oliveiry a jeho spoluautorů byly všechny nové královny dcerami těch předchozích. Stupeň vztahu mezi starou a novou královnou se ukázal být stejný jako mezi starou královnou a dělnicemi. Nepodařilo se identifikovat ani jeden případ sociálního parazitismu, kdy by místo vysloužilé královny zabrala samice z jiné kolonie. Tedy četné královny M. beecheii nebyli schopni proniknout do cizích kolonií.

V dalším kroku vědci testovali, zda geraniol skutečně stimuluje vývoj reprodukčních samic M. beecheii. K tomu odebrali velký vzorek buněk těchto včel s larvami uvnitř a do některých zavedli geraniol a do některých fyziologický roztok. Hmyz se pak nechal vyvíjet normálně po dobu tří týdnů, poté byla zkontrolována jeho kasta. Po analýze dat autoři dospěli k závěru, že geraniol neovlivňuje šance, že se larva stane královnou.

Výsledky studie Oliveiry a jeho kolegů vyvracejí oblíbenou hypotézu, že dělníci M. beecheii záměrně stimulovat vývoj četných královen, které napadají kolonie příbuzných a zachycují je, čímž zvyšují evoluční úspěch původní komunity. Zřejmě osud včelích larev z rodu Melipona závisí na dědičných faktorech. Například z přenašečů určité alely se s větší pravděpodobností vyvinou chovné samice. Autoři usuzují, že nadprodukce a následné zabíjení královny v M. beecheii vyplývá z konfliktu mezi larvami, které těží z toho, že se stávají chovnými samicemi, a dělnicemi, které se snaží udržet stabilitu kolonie.

Entomologové zjistili, že střevní mikrobiom amerických mrchožravých včel z rodu Trigona znatelně odlišné od toho, co je charakteristické pro jejich býložravé příbuzné. Mezi symbionty tohoto hmyzu převládají bakterie kyseliny mléčné a octové, včetně druhů usnadňujících trávení masa. Trigoni pravděpodobně získali tak neobvyklý mikrobiom kvůli náhlé změně stravy.

Andrey Gorbunov je včelař třetí generace. V 18 letech ztratil otce a s bratrem zdědili jeho včelín. Od té doby je Andrei posedlý včelami a sní o oživení „říše“ svého otce. Řekneme vám, jak funguje včelín, kdo jsou zlodějské včely a jak se sbírá mateří kašička.

Muž kráčí po přívěsu obklopeném stovkami tisíc včel. Jedno po druhém sundá víka úlů, holýma rukama uchopí rámky napadené chlupatým hmyzem a každý z nich pečlivě prohlédne. Včely uvízly kolem některých rámků tak těsně, že přes ně nebylo skoro vidět plásty.

Stojíme poblíž a se zájmem sledujeme, co se děje. V uších mi neustále hučí. U některých může tento zvuk vyvolat strach a pocit otupělosti. Pro včelaře se to zdá něco přirozeného a známého.

“Tyto včely jsou velmi mírumilovné a nekoušou, můžete je vzít i do ruky,” říká Andrej Viktorovič a kývá na nás, abychom šli blíž.

Andrey Gorbunov má 51 let, pochází z dynastie včelařů, je vyučený veterinář, o včelách ví doslova vše. Má několik včelínů po celé republice: v horách, stepích i na rozkvetlých polích. Neustále bloudí se svými včelíny za rostlinami bohatými na nektar a vytváří jedinečné medové „koktejly“, za kterými někdy urazí i stovky kilometrů denně.

Sezónní přeprava včel z jednoho místa na druhé je běžným postupem pro včelaře. Tímto způsobem mohou včely sbírat nektar z různých rostlin, z nichž každá kvete ve svůj vlastní čas a v určité oblasti.

Dorazili jsme do bývalé kolektivní farmy „Pyatiletka“, která se nachází v okrese Kuyichirchik v regionu Taškent – místo, kde Andrei instaloval jeden ze svých včelínů. Zde, na hranici dvou bavlníkových polí, je 70 úlů.

Včelař si lokalitu vybral kvůli aktivnímu kvetení sov soukromníků, bavlníku a trnu velblouda. Najít místo pro zkušeného včelaře i pro začátečníka vypadá jako karetní hra – i když je vše kolem na vrcholu květu, existuje jen málo záruk, že dojde k velkému úplatku medu. Včelaři se často stávají rukojmími špatného počasí a magnetických bouří.

Včely se přepravují v noci, kdy již přiletěly do svých úlů. Podle Andrey si hmyz velmi přesně pamatuje polohu svých domovů. Po instalaci včelína nelze úly posunout ani o pár centimetrů, jinak se včely ztratí a nenajdou svůj domov.

Stává se, že ztracenci stejně končí v cizích rodinách. Včela s nektarem, která omylem vletí do cizího úlu, bude vpuštěna, aby mohla doplnit zásoby cizí rodiny, ale pokud tam přiletí s ničím, včely ji mohou zabít.

“Všichni moji předkové žili tady,” říká Andrey a ukazuje na oblast, ve které se nacházíme. – Moji pradědové přišli a žili zde v 19-20. Oba utekli před revolucí. Předtím žil jeden pradědeček v Omsku a druhý v Penze. Oba byli vyvlastněni. Tak utekli.

Byl to Andrein dědeček, kdo se poprvé začal zajímat o včely. Pak se záležitosti ujal jeho otec.

„V sovětských dobách ani OBKHSS (oddělení pro boj proti krádežím socialistického majetku) ke včelařům nepřišlo,“ říká Andrej Gorbunov. “Byli považováni za legální milionáře.” Můj táta se věnoval chovatelské práci. Měli jsme asi 300 státních rodin a stejný počet vlastních včel. Během Unie můj otec schválil státní plán. Jeho plat byl 120 rublů a na podzim mohl dostat bonus 5000 6000-100 200 rublů za překročení ročního plánu. Byly to dobré peníze, pak průměrný plat byl 50-60 rublů měsíčně. A ze svého včelína během sezóny vydělal můj otec XNUMX-XNUMX tisíc prodejem medu, vosku, mateří kašičky a dalších produktů.

Otec podle něj časem přišel kvůli tromboflebitidě o obě nohy. To mu ale nezabránilo v práci se včelami, psaní článků do vědeckých časopisů a překračování ročního státního plánu.

“Po zablokování žíly začíná gangréna v jedné z končetin,” říká Andrey Viktorovich. „Měl velmi těžkou formu. Můj otec se snažil léčit svou nemoc včelami a medem. Některé netradiční způsoby léčby a recepty na masti jsem četl ze starých knih. Podstoupil 16 operací. V té době byla medicína slabá, lékaři mu předpovídali rok života. Ale díky tomu, že se věnoval včelám, žil dalších deset let.

Otec zemřel ve věku 40 let. Tehdy 18letý chlapec musel na vojnu a včelín zůstal v rukou jeho staršího bratra. Něco se však pokazilo a včely začaly postupně umírat. Když se Andrej Viktorovič vrátil z armády, ze stovek rodin zůstala jen polovina. Začal pomáhat bratrovi obnovit včelín. Tak bylo určeno jeho budoucí povolání.

Až do 90. let se Andrei Viktorovič úzce zabýval včelami, ale rozpad Unie zasáhl všechny, včetně včelaře. Musel jsem prodat včelín a hledat si novou práci. Andrei Viktorovič se pustil do stavby: postavil výškové budovy a soukromé domy.

„V devadesátých letech čerpali med, ale nevěděli, kde ho prodat,“ říká včelař. – Med není nezbytný produkt. Když lidé nemají peníze, neběhají pro med. Proto se včelaření stalo nerentabilním. Ale vždy mi zbylo pár rodin – včely byly mým koníčkem.

Ale když se vše v zemi více či méně zlepšilo, Andrei Viktorovič znovu začal rozšiřovat včelín: nejprve byl přidán jeden přívěs, pak druhý. Brzy se stavbou skončil a věnoval se včelám na plný úvazek.

Den nadhazování

Dnes je den čerpání medu. Obvykle se sbírá dva až tři týdny po instalaci včelína na novém místě, když dozrává a ztrácí přebytečnou vlhkost. Pokud jsou plásty na rámcích utěsněné, pak můžete začít čerpat med. Včelaři přijíždějí na včelín brzy ráno, med musí stihnout ještě před večerem, kdy se včely vracejí z polí.

Nejprve včelař vybere potřebné rámky, které již nasbíraly dostatek vyzrálého medu. Andrey tuto práci nikomu nevěří, protože to vyžaduje mnoho zkušeností. Aby byla práce se včelami bezpečnější a efektivnější, jsou nejprve fumigovány pomocí udírny: do úlu jsou posílány lehké proudy kouře, čich hmyzu je otupen.

Stávají se klidnějšími, ospalejšími a méně agresivními. Včely se opatrně setřesou a kartáčkem namočeným ve vodě z rámků vykartáčují, aby hmyzu nepoškodily křídla. Včelař vloží vybrané rámky do speciálního kontejneru – „přenosné tašky“ a pošle je do medometu.

Voštiny se tisknou speciálním nožem, který se zahřívá pomocí páry. Horká čepel klouže po čerstvém vosku – med se vaří a pomalu vytéká z buněk jako jantarový sirup. Rámky jsou umístěny v medometu.

Medomet je velký nerezový sud. Uvnitř jsou namontované kazety na rámečky, které jsou řízeny počítačem. Potištěné rámečky se nainstalují do kazet, spustí se medomet, odstředivá síla vytlačí med z buněk, ten se rozteče po vnitřní stěně bubnu a usadí se na dně. Nasbíraný med se přelévá kohoutem do plastové nádoby: hustý zlatooranžový proud pomalu teče a rozlévá se po dně nádoby. Kolem se line sladká vůně medu. Po odčerpání se rámky vrátí zpět do úlu. Proces se opakuje.

Obvykle Andrey nasbírá asi osm tun medu za sezónu a celý produkt se prodává na místním trhu. Poslední houpačka včelaře je začátkem srpna. Potom včely pracují na zimních zásobách až do podzimu. Nezkušení včelaři mohou omylem čerpat med od časného jara do října a nechat včely bez jejich přirozené potravy. A v zimě je krmí cukrem.

– Proč včely dostávají med? “Abych zachránil svou rodinu,” říká Andrey. – Když včela zpracovává med, přidává svůj vlastní enzym – diastázu. Čím více tam dá svého enzymu, tím rychleji „vyhoří“, opotřebuje se a zemře. Med pomáhá prodloužit život včel.

Pokud se včela v zimě živí medem, může se dožít až devíti měsíců, i když v létě se dožívá v průměru asi 45 dní.

Celkem má Andrey 350 včelích rodin. Všichni jsou stejného plemene – carnika. Jedná se o evropskou včelu, získanou křížením Italů s kyperskými trubci. Podle včelaře si toto plemeno vybral kvůli jeho pracovitosti a snadnému přizpůsobení se místnímu klimatu.

„Karnika nosí med velmi dobře,“ vysvětluje Andrey. – Funguje skvěle i v písku. Existují například ukrajinské včelí královny karpatské – jedná se o kavkazskou stepní včelu kříženou s italskou. Co jsou to Karpaty? hory . Pro Karpaty je proto důležité mírnější a vlhčí klima. Pak budou dobře fungovat. Karnikové mají také karpatskou krev, ale stále jsou vhodnější do stepí. Líbí se mi, jak toto plemeno funguje, jak zimuje, jak bojuje s nemocemi.

Karnika je velmi neškodné plemeno včel, můžete s nimi pracovat bez speciálního oblečení. Někdy však nemůžete uniknout jejich kousnutí. Včely jsou nejnebezpečnější ve dnech špatného počasí, kdy je úplatků znatelně méně. “V takové chvíli mohou být agresivní,” říká Andrey. – Ale obecně je toto plemeno velmi neškodné, i když je kopnete jako důkaz, nic vám neudělají.

Andrey se nebojí včelích bodnutí o nic víc než samotných včel. Naopak věří, že včelí jed může někdy člověka vyléčit:

“Včelí jed ředí krev.” Když mě bolí záda, zasadím pár včel na určité body a je to: narovnal jsem se a běžel.”

Včelí hierarchie

Každá rodina včel má svou vlastní hierarchii: všechny jasně znají své povinnosti a plní je. Včely se dělí na dělnice, trubce a královnu. Královna je královnou rodu, je největší a je zodpovědná za rozmnožování včel. Trubec je muž, který oplodňuje dělohu. V rodině jich bývá několik. Povinnosti včelích dělnic: sběr nektaru, pylu a vody, zpracování nasbíraných složek na med, udržování určité teploty uvnitř úlů, krmení larev, hlídání, stavba plástů, péče o královnu atd.

– Když královna zestárne, začnou včely hledat náhradu a množit novou královnu. Tento proces se nazývá rojení. Potenciální královna je bedlivě sledována a čeká, až poletí a „hodí“ své první vejce. I v tuto chvíli to však nemusí přijmout a jednoduše zabít, aby vyvedli novou. Ale na tento proces nečekáme, měníme je uměle: odstraníme královnu, dáme jí ošetřovatele, pak je osiříme a přeneseme do jiného úlu. Tomu se říká výběr. Dělám to každý rok, protože mladí jedinci jsou výkonnější a také proto, abych se vyhnul rodinným vazbám. Někdy dáš včelám královnu, ty ji nemají rády, zabijí ji, vyhodí a začnou chovat svou vlastní novou. Takových případů bylo letos mnoho, není jasné, s čím to souvisí. Možná kvůli klimatu.

Nejsou to ale jediné případy agrese ze strany včel. V chudých obdobích na včelnici se některé včelí rodiny snaží získat med nešetrným způsobem a kradou ho jiným, obvykle slabším rodinám. Nejčastěji to dělají staré včely dělnice.

Loupež a přepadení začíná vraždou královny. Jakmile včely osiří, nebudou se bránit krádeži. Podle Andrey se vyskytly případy, kdy zlodějské včely zničily celou rodinu.