Кредит: Шаттерсток
Как выяснилось в ходе исследования, проведенного в Оксфордском университете, медоносные пчелы обладают способностью адаптировать объем потребляемого корма к соотношению незаменимых аминокислот. Об этом сообщает новостной сайт, получивший доступ к материалам, опубликованным в журнале Current Biology.
Незаменимые аминокислоты — те самые «кирпичики» белка, которые животные не могут синтезировать самостоятельно, — поступают в организм пчел исключительно с пищей. Однако пыльца, как показали авторы работы, не всегда содержит их в оптимальных пропорциях. Фактически, большинство исследованных образцов пыльцы имеют аминокислотный профиль, заметно отличающийся от тканей самих пчел.
Почему так происходит? Пыльца — это мужской репродуктивный материал растений, а не пищевая награда, эволюционно предназначенная для опылителей. Нектар дает пчелам в основном сахар, тогда как пыльца служит главным источником белка, но ее состав формировался под давлением других задач, нежели удовлетворение диетических потребностей насекомых.
Тонкая настройка аппетита: роль гистидина
Сравнив аминокислотный состав тканей медоносных пчел с пыльцой, собранной с 99 видов британских цветковых растений (относящихся к 26 семействам), ученые выявили существенные расхождения. Затем были созданы искусственные диеты, имитирующие либо пыльцу, либо пчелиные ткани. Выяснилось, что пчелы, получавшие корм, близкий к собственному аминокислотному профилю, ели охотнее, потребляли больше белка и набирали массу тела. Напротив, рацион, подобный пыльцевому, подавлял аппетит.
Дальнейшие эксперименты с манипуляцией уровня гистидина — незаменимой аминокислоты, которая нужна пчелам в микроскопических дозах, — показали любопытную закономерность. При низком содержании гистидина относительно аминокислот с разветвленной цепью (включая лейцин и изолейцин) насекомые резко ограничивали потребление еды. Они потребляли меньше белка и меньше прибавляли в весе.
Авторы предполагают, что в основе такого поведения лежит постпрандиальный механизм обратной связи, не позволяющий пчелам отравлять себя избытком определенных соединений. Вместо того чтобы есть больше пыльцы в попытке восполнить недостаток, пчелы сокращают потребление, когда другое вещество уже достигло критической концентрации. Аналогичное явление известно у крыс: переизбыток гистидина превращается в гистамин, активирующий мозговые рецепторы, участвующие в контроле аппетита.
Ведущий автор исследования, профессор Джеральдин Райт (факультет биологии Оксфордского университета), подчеркивает конфликт интересов между растением и опылителем: «Хотя пыльцу часто считают почти идеальной пищей для пчел, это мужская гамета растений, и, в отличие от нектара, она редко предназначена исключительно для привлечения опылителей».
Особый интерес представляет стратегия, которую медоносные пчелы используют при выкармливании личинок. Рабочие особи собирают пыльцу с множества различных цветов и складируют ее в улье в виде перги. Пчелы-кормилицы затем поедают этот запас и перерабатывают его в секреты желез, в том числе маточное молочко, которым вскармливается расплод.
Как обнаружили исследователи, перга содержит более сбалансированный набор незаменимых аминокислот по сравнению с большинством образцов пыльцы, собранной из отдельных растений. Это означает, что коллективные усилия пчел по смешиванию и ферментации пыльцы помогают сгладить диетические недостатки отдельных цветочных источников.
шинство основных пыльцев. Маточное молочко еще ближе к аминокислотному составу тканей пчел. Результаты показывают, что объединение пыльцы разных растений и последующая обработка ее пчелами-кормилицами может позволить пчелиным семьям компенсировать недостатки питания отдельных источников пыльцы.
Профессор Райт добавил: «Мы предсказываем, что медоносные пчелы эволюционировали, чтобы создать железистые выделения, которые являются идеальной пищей для их личинок, устраняя их такими соотношениями незаменимых аминокислот, которые максимизируют рост».
Дикие пчелы могут обратиться к более серьезной проблеме питания
Эта система питания доступна не каждой пчеле. Многие дикие пчелы, в том числе шмели и пчелы-одиночки, передают пыльцу непосредственно своему потомству. В среде обитания с небольшим разнообразием цветущих растений эти пчелы могут столкнуться с проблемой получения устойчивого баланса незаменимых аминокислот как для себя, так и для развития потомства.
Результаты показывают, что схемы посадки, благоприятные для опылителей, возможно, должны означать нечто большее, чем просто предоставление большого количества цветов. Пищевые качества пыльцы и разнообразие растений, производящих ее, также могут иметь решающее значение.
Профессор Райт сказал: «Наши результаты показывают, что посадка опылителей должна быть составлена не только из цветов в течение всего сезона, но и из разнообразных источников пыльцы. Разнообразный рацион может быть необходим пчелам для получения баланса питательных веществ».
В обучении также приняли участие ученые из Университета Саутгемптона, Ланкастерского университета, Университета Ньюкасла и Еврейского университета в Иерусалиме.