Королевский тайм-аут: почему шмелиные матки берут паузу в работе

Даже королевам нужен отдых. Новое исследование Калифорнийского университета в Риверсайде показывает, что матки шмелей, единоличные основательницы своих колоний, делают регулярные перерывы в размножении. Вероятно, это помогает им не «выгореть» до появления первых рабочих особей.

На ранних этапах создания колонии шмелиная матка несет на себе всю нагрузку. Она добывает пищу, согревает развивающийся расплод теплом своих крыльев, поддерживает гнездо и откладывает яйца. Это рискованная игра с высокими ставками: без матки колония обречена. Однако ученые заметили интригующий ритм: за всплеском кладки яиц следовало несколько дней видимого затишья. «Я заметила эти паузы на ранней стадии, просто ежедневно фотографируя гнезда», — говорит Бланка Пето, докторант энтомологии и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале BMC Ecology and Evolution. — «Это было неожиданно. Мне захотелось узнать, что происходит во время этих перерывов».

Чтобы выяснить причину пауз, Пето наблюдала за более чем 100 матками в течение 45 дней в контролируемых лабораторных условиях. Она документировала активность каждой самки, уделяя особое внимание кладкам — группам яиц в восковых «чашечках» на пыльцевых комочках. Вскоре выявилась общая закономерность: многие матки прерывали размножение на несколько дней, как правило, после периода интенсивной кладки яиц. Время этих пауз, казалось, совпадало со стадиями развития существующего расплода. Чтобы проверить это, Пето экспериментально добавляла в гнезда во время естественного перерыва матки расплод на разных стадиях: молодых личинок, старых личинок и куколок. Именно присутствие куколок, почти взрослых пчел, побуждало маток возобновлять кладку яиц в среднем через 1,5 дня. Без добавленного расплода паузы длились в среднем 12,5 дней.

Это говорит о том, что матки реагируют на сигналы от своего развивающегося потомства и соответствующим образом планируют свои репродуктивные усилия. «В присутствии куколок есть что-то, что сигнализирует о безопасности или необходимости снова начать размножаться, — объясняет Пето. — Это динамический процесс, а не постоянная производительность, как мы когда-то предполагали». Традиционно считалось, что эусоциальные насекомые, к которым относятся и шмели, постоянно производят потомство на всех стадиях развития. Однако это исследование бросает вызов устоявшимся взглядам, показывая, что репродуктивное поведение шмелей более тонкое и прерывистое.

«Исследование показало, что репродуктивное поведение матки гораздо более гибкое, чем мы думали, — отмечает Пето. — Это важно, потому что первые дни существования колонии невероятно уязвимы. Если матка будет слишком усердствовать, вся колония может не выжить». Хотя исследование было сосредоточено на одном виде, обитающем на востоке США, его выводы могут быть применимы и к другим видам шмелей. Этот встроенный ритм может быть эволюционной чертой, которая помогает матке выжить достаточно долго, чтобы вырастить себе смену.

Популяции многих видов шмелей в Северной Америке сокращаются из-за потери среды обитания, воздействия пестицидов и климатического стресса. Понимание биологических потребностей маток — фундамента каждой колонии — может помочь защитить их более эффективно. «Даже в лаборатории, где все стабильно и им не нужно добывать пищу, матки все равно делают паузы, — подчеркивает Пето. — Это говорит нам о том, что это не просто реакция на стресс, а нечто фундаментальное. Они разумно управляют своей энергией».

Без маток нет колонии. А без колоний мы теряем важнейших опылителей. «Эти перерывы, — заключает исследовательница, — могут быть той самой причиной, по которой колонии добиваются успеха».