工蜂通过饮食被“化学阉割”

美国的研究人员意外地发现，植物化学物质对香豆酸在决定雌性蜜蜂幼虫发育为蜂王和工蜂中的作用。这项研究证明了注定要成为工蜂的蜜蜂幼虫在幼年时期就被有效地化学阉割 ¹并且可以为了解蜂群的结构和它们的进化提供见解。

蜜蜂的聚居地的蜜蜂有高度的组织，明确的结构，通常只有一个可育的蚁后，每天可以产2000个蛋。未受精卵长成雄蜂，其唯一功能就是为其他蜂房的蜂后授精，而雌蜂要么长成蜂王，要么长成工蜂，即执行维持蜂房必要功能的不育蜜蜂。工蜂喂养注定要成为蚁后的幼虫，它们从头部的腺体分泌蜂王浆，贯穿整个发育过程。但在前三天，它们只喂养那些注定会变成工蜂纯蜂王浆的幼虫，之后它们会混合蜂蜜和蜂面包(一种加工过的花粉)。

先前的研究表明，幼虫的饮食通过甲基化它们的DNA来改变不同基因的表达来控制它们的表型特征。但大多数工作都集中在鉴定蜂王浆中诱导幼虫发育成蜂王的成分上。

巴伦鲍姆和伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的同事们采取了不同的方法，而是研究了beebread中的化学物质。2013年，该小组证明了这一点面包中有一种叫做对香豆酸的成分，它是由花粉外层的分解形成的，它上调了解毒和免疫所需的几个基因，²这对工蜂来说很重要。在这项新的研究中，他们观察了年轻的幼虫，以确定他们是否能检测到控制免疫的基因同样的上调。

什么皇后得不到

他们从大学的蜂箱中取出刚产下的卵，喂给它们半合成的蜂王浆混合物，其中添加了不同数量的对香豆酸。五天后，他们取出幼虫，将其碾碎，并对信使RNA进行测序，以找出哪些基因被转录成蛋白质。他们确实发现了控制免疫系统的基因上调，但这还不是全部:“令我们惊讶和喜悦的是，”贝伦鲍姆说，“我们发现了一整套在成年人身上看不到的被激活的基因。”这些基因控制着发育途径。

为了进一步调查，研究人员将两组新孵化的幼虫一直饲养到成年:一组喂食蜂王浆，另一组喂食相同的饮食，但添加了对香豆酸。当研究人员解剖它们时，他们发现服用了对香豆酸的蜜蜂卵巢发育明显较差。贝伦鲍姆说，这表明蚁后的形成“不仅涉及蚁后从饮食中得到什么，还包括它们没有得到什么。”这是一个很长一段时间都没有被注意到的细节。”然而，她强调说，研究人员还没有证明对香豆酸是“一种神奇的化学物质”。“蜂蜜中含有多种多样的植物化学物质，我们想研究其他植物化学物质，看看它们是否有类似或互补的作用。”

雷沙德•卡Maleszka最初来自澳大利亚堪培拉大学，他也研究了饮食对蜜蜂发育的影响，他说，虽然众所周知，食物中的化学物质控制基因表达，指出了人类肥胖的流行，“这是一个非常重要，非常重要的研究”，展示了“一个生物体，而不是花费数百万年来进化新的基因和蛋白质，而是利用环境成分来控制它们，为自己的利益服务”。