28.04.2011

Почему пчёлы-царицы такие большие

Раскрыт рецепт «долгой и счастливой жизни» пчеломаток. Их отличие от рабочих пчёл кроется вовсе не в генетике, а в составе пчелиного молочка, которым царицы питаются всю жизнь. Один из белковых компонентов молочка увеличивает размер пчелы, повышает продуктивность и обеспечивает долгие лета.

Кастовая структура пчелиного улья знакома всем: есть матка-«королева», есть пчёлы-няньки, пчёлы-рабочие (ульевые и лётные), трутни. Пчела-матка отличается от своих «подданных» радикально: она в два раза больше и по размеру, и по весу, и живёт в 40 раз дольше (несколько лет, а не несколько недель). При этом рабочие пчёлы и матки не имеют генетических различий.

Причина такой выделенности маток — маточное молочко, которое составляет её единственную пищу. Это особый секрет головных желёз рабочих пчёл-нянек, доглядывающих за яйцами и личинками. Этот же секрет, к слову, помогает и самим нянькам выглядеть внушительнее: в среднем они на 42% больше и на 60% тяжелее прочих пчёл (кроме, разумеется, королевы). Маточное молочко получают и личинки рабочих пчёл, но только до трёхдневного возраста.

Замечательные свойства пчелиного маточного молочка известны давно; ещё древние египтяне пользовались им в косметических целях. Постепенно накопились данные о его чудодейственном влиянии на весь человеческий организм: молочко побеждает усталость, бессонницу, повышенную тревожность, гепатит, импотенцию и т. д. Сейчас, если верить рекламе, каждый второй косметический крем является «натуральным лекарственным препаратом», сделанным чуть ли не целиком из этого магического компонента, которым пчёлы кормят своих цариц.

Маточное молочко и впрямь богато всевозможными питательными веществами. Между тем, хотя связь между кастовой дифференциацией пчёл и этим питательным секретом была ясна уже сто лет назад, конкретный «виновник» столь драматических изменений в организме насекомых оставался неизвестным.

И вот доктор Масаки Камакура из Биотехнологического исследовательского центра Университета префектуры Тояма (Япония) заявляет, что ему удалось определить сей ключевой компонент. Им оказался белок с говорящим названием ройялактин. Именно он ответствен за увеличение размера тела, скороспелость и повышенную продуктивность пчеломатки (не будем забывать, что она откладывает до нескольких тысяч яиц в день). Замечательно, что такой же эффект увеличения тела и раннего созревания ройялактин оказывал на плодовую мушку дрозофилу, которая даже не родственник перепончатокрылых пчел, а находится в отряде Двукрылых.

Но, как и всякий белок с широким и сложным полем действия, ройялактин не в одиночку справляется со всеми описываемыми эффектами. Он является сигнальным белком, переключателем, который запускает скрытые возможности пчелиного организма и направляет развитие по другому пути. Ройялактин активирует цепочку ферментов протеинкиназ, которые воздействуют на белоксинтезирующий аппарат, в результате чего у пчёл стимулируется деление клеток, что приводит к росту тела, и повышается уровень ювенильного гормона, который инициирует образование яиц в организме матки.

Но между всеми этими белками и ройялактином стоит рецептор эпидермального фактора роста, который образуется у всех пчёл в жировом теле и вообще свойствен большому числу организмов, а не только насекомым. Все команды по стимуляции развития, исходящие от ройялактина, нацеливаются на этот рецепторный белок. Это говорит о том, что для маточного молочка в организме насекомых нет особой сигнальной системы, его активный компонент действует через обычные биохимические пути регуляции роста и развития. Косвенно это подтверждается и тем, что у вышеупомянутых дрозофил ройялактин вызывал тот же эффект.

Статья японского исследователя опубликована в журнале Nature.

Как говорит сам доктор Камакура, он пока сумел показать лишь ростовой эффект этого белка. Теперь учёному предстоит выяснить, каким образом ройялактин продлевает жизнь пчеломатке и нет ли в маточном молочке ещё какого-нибудь, не менее замечательного ингредиента того же назначения.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА