Производство маточного молочка, которым пчелы-кормилицы питают личинок и будущую королеву улья, контролирует серотонин — нейромедиатор, известный у людей как «гормон счастья». Это показали биологи под руководством Макио Такэды из Университета Кобе в Японии вместе с коллегами из Саудовской Аравии и Египта. Статья опубликована в журнале Frontiers in Physiology.
Сильнее всех на возраст отреагировал рецептор Am5HTR2a — один из четырех типов серотониновых рецепторов, работу которых биологи проверили в мозге пчел и в глоточных железах, синтезирующих молочко. Активность гена в мозге взлетала к 11-му дню жизни, на пике «профессии» кормилицы, а в железах достигала максимума к 16-му дню. У пчел-фуражиров, уже летающих за нектаром, она падала практически до нуля.
Прямые инъекции подтвердили причастность серотонина: чем выше была доза, тем активнее в мозге и железах работал ген MRJP1 — главный белок маточного молочка, известный также как роялактин. Гормон-антагонист мелатонин давал обратный эффект и подавлял выработку белка более чем на 90%. Когда исследователи отключали ген самого рецептора или разрушали серотонин нейротоксином, производство MRJP1 за трое суток снижалось примерно на две трети.
Неожиданностью стала реакция фуражиров: серотонин возвращал им способность синтезировать молочный белок, угасающую к этому возрасту, — после инъекций его уровень поднимался до значений, характерных для молодых кормилиц. По мнению авторов, это значит, что разделение труда в улье не закреплено навсегда: запасная «профессия» может быть перезапущена, когда семье не хватает кормилиц.
«Пороговый уровень серотонина в сочетании с мелатонином может работать как переключатель, влияющий на выработку MRJP1 у рабочих пчел на разных стадиях», — пишут исследователи в статье.
В медоносном улье профессии меняются по расписанию: первые две-три недели взрослой жизни пчела ухаживает за потомством и снабжает его маточным молочком, затем переключается на сбор нектара и пыльцы. Роялактину когда-то приписывали и «королевские» свойства — считалось, что именно этот белок превращает обычную личинку в королеву, а в опытах на дрозофилах он увеличивал размер тела и продолжительность жизни. Позднейшие работы показали, что судьба личинки зависит от сочетания питания, гормонов и работы генов, а не от одного вещества.
Ранее сообщалось, что медоносные пчелы издеваются над другими пчелами.