Masno tkivo kod pčela
U prethodnom tekstu Zimska pčela energija za prolećni razvoj i opstana zimi sam več izneo neke činjenice o važnosti masnog tkiva kod pčela.
Šta ako vam kažem da postoji jedan neverovatan molekul u telima pčela koji im omogućava da čuvaju rezerve proteina, prave matični mleč, promoviše dugovečnost matice i „zimskih“ pčela, deo je njihovog imunog sistema, omogućava im da razmnožavaju se u proleće u nedostatku polena i utiče na njihovo ponašanje u potrazi za hranom? Sigurno biste želeli da budete upoznati sa tako važnim molekulom!
Njegovo ime? Vitellogenin
Skoro sve druge životinje na zemlji (sa izuzetkom nedruštvenih insekata) ili napuštaju svoje mladunce da bi jele same, ili ih (u slučaju ptica) hrane istom hranom koju jedu odrasli.
Pčele imaju čudesnu sposobnost da hrane svoje larve izlučevinama nalik na mleko iz sopstvenog tela — matičnim mlečem i „pčelinjim mlekom“.
Matična mleč
Ovi neverovatni proizvodi su zapravo kontinuum mešavina sekreta žlezda i sadržaja bogatog nektarom meda pčela hraniteljica odgovarajuće starosti. Radničke larve primaju „radnički žele“ prva dva dana, koji se sastoji od belog, lipidnog sekreta iz mandibularnih žlezda i bistrog, proteina bogatog sekreta iz hipofaringealnih žlezda. Posle prva dva dana, hrana za larve radilica prelazi u „pčelinje mleko“ – mešavinu „želea“ iz hipofaringealnih žlezda i nektara iz medne kese. Hrana takođe može da sadrži do 5% polena, ali se čini da je to nenamerni „zagađivač“ iz usta medicinskih sestara ili kesica meda. Radnički žele u početku ima malo šećera (sa šećerom uglavnom glukoze), a zatim se povećava sadržaj šećera za starije larve (sa tipom šećera koji prelazi na fruktozu).
Larve plutaju u želeu. Slično sisarima, medonosne pčele hrane svoje mlade savršenom hranom – „mlekom“ koje luče žlezde.
S druge strane, larve matice se neprekidno hrane matičnim mlečem. Ovaj žele se sastoji od približno jednakih količina sekreta iz obe žlezde, ima veći sadržaj šećera i drugačiji sadržaj vitamina od radničke hrane. Iznenađujuće, matice su podrazumevani proizvod svakog oplođenog jajeta! Samo smanjenjem količine hranjene hrane, vrste hrane i veličine i orijentacije ćelije, kolonija može potisnuti „normalan“ razvoj matice, kako bi proizvela nominalno sterilne radnike.
Matični mleč je najsavršenija hrana na svetu — za pčelinje matice. Larve kraljice se bogato hrane i plutaju u bazenu kremasto belog želea, iz kojeg se hrane kao sumo rvači, najedajući se do viška potrebnog da postanu zgodne lepotice koje cenimo (larve pčela ne vrše nuždu do konačnog mitarenja, i tako ne prljajte im hranu). Matice se zatim do kraja života hrane matičnim mlečem, od strane pčela dojilja u leglu. Matica ponovo mora da jede neverovatne količine—ona polaže skoro svoju telesnu težinu u jaja svakog dana tokom najvećeg porasta kolonije, što zahteva ogromnu količinu ishrane!
Polen
Do sada sam govorio samo o potrebama za hranom larvi i matica. Odrasle pčele radilice takođe moraju da jedu, a „rađaju se“ gladne! Čim se izlegu, kreću ka koritu za hranu, prvo po čašicu šećera da im daju energiju. Saće za leglo su prstenovane ćelijama otvorenog nektara ili meda, koje su lako dostupne grabljivim pčelama hraniteljicama, koje proizvode svu hranu za leglo za ishranu larvi. Naravno, svi znaju da ne možete odgajati decu samo na šećeru, ali to je otprilike sve što nektar ili med pružaju. Tako naša tek izlegla pčela traži ćelije uskladištenog polena pored legla i započinje proces podizanja nivoa proteina u svom telu.Ona jede malo u prvih nekoliko sati nakon nicanja, zaista počinje da se pakuje za dva dana, i puni se oko petog dana. U ovom trenutku, njene žlijezde za ishranu legla i masno tijelo su potpuno razvijeni (pod uslovom da je dostupan adekvatan polen) i ona može proizvoditi matični mleč. Ona će nastaviti da konzumira polen samo ako je potrebno za dalje odgajanje legla, ili da se „ugoji“ za zimu. Kada postane radilica, ona će zadovoljiti svoje potrebe za proteinima tako što će od mlađih pčela dojilja tražiti žele bogat proteinima (Crailsheim 1990).
Poenta koju svaki pčelar treba da razume jeste da prava ishrana za društvo potiče od polena. Konkretno, mešavina različitih i odgovarajućih polena biljaka, koju sakupljaju izletnice, i nose nazad u košnicu u specijalizovanim korpama za polen na zadnjim nogama. Polen je sinonim za „pčelinju hranu“ – obezbeđuje proteine, lipide (masti), vitamine, sterole, minerale i mikronutrijente koji su pčelama potrebni za rast i zdravlje. Kolonije medonosnih pčela zahtevaju polen u velikoj meri – do 30-100 funti ( 1 funta je oko 0.453 592 37 kg)
godišnje! Stimulacija za ishranu polena je uglavnom prisustvo feremona iz legla koje proizvode mlade larve – stoga, pčelari koji vide polen koji dolazi na ulazu generalno pretpostavljaju da je kolonija matična sa prisutnim leglom.
Neguju pčele koje konzumiraju polen (žuti) i pčelinji hleb (narandžasti), kako bi ga pretvorile u žele.
Sakupljači polena nose svoje polen direktno u leglo i koriste svoje glave da ga spakuju u ćelije pored larvi. Ovaj polen obično brzo konzumiraju pčele hraniteljice. Dinamika skladištenja i potrošnje polena proizvodi tipičan prsten polena oko legla. Polen koji ostaje uskladišten duže vreme može biti podvrgnut fermentaciji mlečne kiseline u ćeliji – ovo ga verovatno čuva, baš kao što slična fermentacija čini kiseli kupus ili jogurt. Ćelije polena mogu biti prekrivene medom u jesen da bi se koristile sledećeg proleća jer kolonija proširuje leglo pre ranog protoka polena. Ova poslednja tačka je velika! Pčele su tropski insekti kojima je potrebno toplo okruženje i stalno hranjenje (slično ljudima). Slično kao i ljudi, kada su migrirali iz tropskih krajeva u umereniju klimu,
Vitellogenin
OK, na moj zaobilazni način, konačno ću doći do svoje tačke. Pčele ne samo da čuvaju polen i med u saću, već u svom telu čuvaju i rezerve hrane. Ovo se uglavnom radi u obliku jedinjenja pod nazivom „vitelogenin“. vitelogenin je klasifikovan kao „glikolipoprotein“, što znači da ima svojstva šećera (gliko, 2%), masti (lipo, 7%) i proteina (91%) (Vheeler & Kavooia 2005). Vitelogenin koriste druge životinje kao prethodnik proteina žumanca, ali su ga pčele učinile mnogo važnijim u svojoj fiziologiji i ponašanju, koristeći ga dodatno kao rezervoar za skladištenje hrane u svom telu, da sintetišu matični mleč, kao komponentu imunog sistema, kao „izvor mladosti“ za produženje životnog veka matice i krmača, kao i kao hormon koji utiče na buduće ponašanje u potrazi za hranom!
Ovo je sjajan primer konzervativizma evolucije. Baš kao što isti geni koji kodiraju za riblje peraje takođe kodiraju za pseću šapu, ljudsku ruku ili krilo ptice ili slepog miša, pčele su proširile ulogu vitelogenina da obavljaju višestruke funkcije u svojim sistemima. Oni su u stanju da to urade jer većina pčela u društvu su sterilne ženke koje retko polažu jaja. Prema tome, oni imaju mehanizam da proizvedu ovaj prethodnik žumanca, ali nema koristi od njega. Umesto toga, oni ga talože u masnim telima u predelu stomaka i glave.
Schmickl i Crailsheim (2004) objavili su najinformativniji pregled dinamike protoka hranljivih materija u pčelinjim kolonijama – ovo je obavezno čitanje za svakog ozbiljnog pčelara! Da rezimiramo njihov sveobuhvatni rad, proteini iz polena i šećeri iz nektara su u dinamičnom stanju kretanja u koloniji na osnovu dostupnosti sirovina iz ishrane i potreba matice, larvi, dojilja, stočara i hranljivih materija. dronovi. Postoje složeni mehanizmi povratnih informacija i ponašanja koji osiguravaju da se rezerve hrane dijele i distribuiraju optimalno iu dobrim i lošim vremenima.
Dolazni nektar se brzo distribuira unutar košnice među svim starosnim grupama pčela i do larvi. Ali zaista je važno razumeti dinamiku prenosa proteina unutar kolonije! Naročito stepen do kojeg pčele hraniteljice neprekidno hrane gnezdo. U eksperimentima, do 25% radioaktivno obeleženih aminokiselina hranjenih pčelama hraniteljica je preko noći prebačeno u sakupljače hrane! Pčele hraniteljice ne samo da hrane leglo, već i kontinuirano hrane proteine hranilice.
Masna tela (bela), redukovana u hranilici (levo), potpuno razvijena kod „zimske pčele” (desno). Fotografija (prema dozvoli): Keller, IP Fluri, A Imdorf (2005) Ishrana polenom i razvoj kolonija pčela: Deo 1. Pčelinji svet 86(1): 3-10.
Sada, debela tela nisu samo debela. Putnam & Stanlei (2007) su to dobro rekli: „ Pored svoje važne uloge skladišta, masno telo insekata funkcioniše kao ključni centar metabolizma i biohemije … masna tela biosintetišu i akumuliraju ne samo rezerve lipida, već i ugljene hidrate. , aminokiseline, proteini i drugi metaboliti. …[F]tela reaguju na fiziološke i biohemijske potrebe na više načina, uključujući veoma visoke stope biosinteze proteina, formiranje i oslobađanje trehaloze, oslobađanje lipida, detoksikaciju azotnih otpadnih proizvoda i biosintezu hormona… Mnogi od proteini koji su ključni u životu insekata se biosintetišu u masnim telima“ (uključujući vitelogenine).
Evo gde se pojavljuje dr Gro Amdam. Dok je držala tezu na Norveškom univerzitetu prirodnih nauka 2002. godine, pitala se šta sve radi vitelogenin koji sintetišu pčele. Otkrila je da se umesto da se koristi za protein žumanca, njime hrane matice, larve i starije radnice pčele (Amdam, et al 2003). „Uvid da je vitelogenin bio važan tokom faze gnezda, a samim tim i za podelu rada radnika, naveo je Amdama da spekuliše da bi protein mogao – direktno ili indirektno – da utiče na prelazak pčela sa zadataka u gnezdu na dužnosti ishrane. „Starost na početku traženja hrane je veoma varijabilna, ali nije postojao dobar fiziološki model za objašnjenje ove varijacije. Jedna od mogućnosti je bila da je verovatnoća početka hranjenja povezana sa nivoom dinamičkih zaliha vitelogenina u pčelama.
U kasnijim istraživanjima Amdam je pokazao da supresija vitelogenina dovodi do visokih titara juvenilnog hormona – sistemskog hormona povezanog sa razvojem insekata i aktivnošću pčela. Za razliku od drugih insekata, vitelogenin i juvenilni hormon sada deluju antagonistički kod pčela kako bi regulisali njihov razvoj i ponašanje (Nelson, et al. 2007).
Štaviše, dr Amdam je pokazao da vitelogenin uklanja slobodne radikale iz pčelinjeg sistema, omogućavajući maticama i zimskim pčelama da žive duže, suzbijanjem oštećenja od oksidativnog stresa (Seehuus, et al. 2006). Vitellogenin je zaista „Fontana mladosti za pčele! Možda zdravstvene tvrdnje za matični mleč imaju zasluge – ako biste ga jeli dovoljno. Podrazumeva se, pošto nivo juvenilnih hormona raste kod pčela pod stresom, vitelogenin može imati ulogu u borbi protiv stresa (Lin & Huang 2004).
Nedostatak polena
Hranjenje polena od strane ovih hraniteljica stimuliše se ne samo feremonima legla, već i inventarom zaliha polena i količinom želea u zajedničkoj hrani koju pčele hraniteljice hrane leglo. Kvalitet želea zavisi od nivoa vitelogenina tih „medicinskih sestara“. Čak i samo nekoliko dana kiše rezultira skoro potpunim gubitkom zaliha polena, primoravajući pčele hraniteljice da kopaju po svojim rezervama vitelogenina. Kada nivo proteina padne, pčele hraniteljice zanemaruju mlade larve i preferiraju hranu onih koje su blizu zatvaranja. Kada nivo proteina padne niže, „medicinske sestre“ kanibaliziraju jaja i larve srednjih godina. Protein u ovom kanibalizovanom leglu se reciklira nazad u žele. „Medicinske sestre“ će takođe vršiti rano zatvaranje larvi – što će rezultirati kasnijim pojavljivanjem pčela male telesne težine.
Kada kolonija dođe u deficit proteina, „medicinske sestre“ smanjuju količinu želea koji se hrani larvama. Medicinske sestre izgladnjele polenom mogu takođe da konzumiraju tek položena jaja, a na kraju i larve.
Ono što se dešava je da je pčela pronašla načine da zadrži većinu dragocenih zaliha proteina u košnici, a pošto je vitelogenin neophodan za imunološku funkciju (Amdam 2005a), kolonija delegira rizičan zadatak traženja hrane na najstarije pčele, koje imaju iscrpili njihove nivoe vitelogenina. Zaista , ako su starije pčele prinuđene da se vrate ponašanju hraniteljica i izgrade svoje rezerve proteina, njihov imuni nivo se takođe ponovo povećava! Vandam ističe da je „funkcionalni imuni sistem očigledno skup kod društvenih insekata“, tako da ga nemojte trošiti na sakupljače hrane. „Kada pčele pređu sa pčele košnice na stadijum sakupljača hrane, njihova ćelijska odbrambena mašinerija je smanjena zbog dramatičnog smanjenja broja funkcionalnih hemocita (imunocita)“ (Amdam, et al. 2004a).
Masne pčele i zimovanje
Tako je evropska pčela, prilagođavajući se dugim zimama umerene klime, smislila načine da uskladišti energiju u obliku meda za zimu i proteina u obliku vitelogenina. Ovo je omogućilo vrsti da održi veliku društvenu populaciju tokom cele godine, uprkos hirovima tokova nektara i polena. Amdam (2003) navodi: „pronalazak vitelogenina u žele… omogućio je uspostavljanje veoma jednostavnog i fleksibilnog mehanizma vođenog ambijentalnim uslovima za transformaciju pčela hraniteljica u pčelu sa dovoljno velikim zalihama proteina i lipida da preživi nekoliko meseci. samo med.” Kada se odgajanje u leglu u jesen ukine, izletnice u nastajanju nanose polen, a pošto nemaju leglo za hranjenje, svu tu dobru hranu pohranjuju u svoje telo, pripremajući se tako za dug život tokom zime. Ovi dobro hranjeni, dugovečne pčele su nazvane „debele“ pčele (Sommerville 2005; Mussen 2007). Debele pčele su pune vitelogenina.Razumevanje koncepta debelih pčela ključno je za zdravlje društva, uspešno zimovanje, prolećno stvaranje i proizvodnju meda.
Zaista, jedna od velikih razlika između afričkih i evropskih pčela je stepen debljine. Da se vratimo ponovo na Amdama (2005b): „Naši podaci pokazuju da evropske pčele imaju višu zadatu koncentraciju vitelogenina u poređenju sa njihovim afričkim poreklom. Uzimajući u obzir dostupne informacije o životnoj istoriji i fiziološke podatke, rezultati potkrepljuju stav da su „zimske pčele“, dugovečna kasta pčela radilica koja preživljava zimu u umerenim regionima, evoluirala povećanjem kapaciteta pčela radilica za akumulaciju vitelogenina. .” Tako afričke pčele imaju strategiju bekstva i traženja novih resursa hrane, umesto da se skupljaju i čekaju.
Vitelogenin i varoa
Zar se ne pitate kada ću da pomenem varou? Pa, i dr Amdam (2004b) je pomislio na to! „U poređenju sa neinfestiranim radilicama, odrasle pčele zaražene kao lutke ne razvijaju u potpunosti fiziološke karakteristike tipične za dugovečne pčele koje zimuju. Postupci upravljanja koji su osmišljeni da ubiju V. destructor u kasnu jesen stoga možda neće uspeti da spreče gubitak kolonija jer mnoge odrasle pčele više nisu u stanju da prežive do proleća. Pčelari u umerenoj klimi bi stoga trebalo da kombinuju strategije upravljanja u kasnu jesen sa protokolima tretmana koji održavaju populaciju krpelja na niskim nivoima pre i tokom perioda kada se zimske pčele pojave. Pčele zakovane krpeljima ne mogu staviti dovoljno viteligenina da prežive zimu.
Kada larva parazitira varoom, ona nikada neće postati pčela koju bi bilo korno imati.
Orginalan tekst – tekst u celini:https://scientificbeekeeping.com/fat-bees-part-1/
