La pappa reale non è ciò che rende un'ape regina un'ape regina

Gwen Pearson

Per decenni, gli scienziati hanno pensato che un eccesso di qualcosa di speciale, una sostanza chiamata pappa reale, elevasse una normale larva di ape mellifera a regina. Una nuova ricerca suggerisce che abbiamo fatto il contrario: ciò che conta è ciò che le future regine non vengono nutrite.

La pappa reale, chiamata anche "latte d'api", assomiglia al moccio bianco. Più della metà è acqua, il resto è una combinazione di proteine ​​e zuccheri. Speciali ghiandole nella testa delle api operaie secernono il materiale che viene dato da mangiare ai bambini.

Un'ape regina in via di sviluppo viene nutrita esclusivamente con pappa reale, non con polline e miele come le sue sorelle proletarie. Alcuni descrivono il rifiuto della pappa reale dalle api operaie come castrazione nutrizionale. Queste api non ricevono il Cibo speciale degli Dei. O, forse, cibo delle monarchie genetiche. E così, abbiamo pensato, le loro ovaie avvizziscono e non diventano regine.

Si scopre che è il contrario. Non nutrire una regina immatura con polline e miele è ciò che la rende reale, non il suo accesso esclusivo alla pappa reale.

Animali dall'aspetto radicalmente diverso possono essere creati da materiale genetico identico; un'ape operaia e un'ape regina differiscono solo per i geni che vengono attivati. I geni producono proteine, che costruiscono il resto del nostro corpo. Manipolando l'ambiente della loro prole, le api mellifere alterano geneticamente i loro corpi attraverso la nutrizione.

Sappiamo da tempo che la dieta delle api è coinvolta nella costruzione di diversi tipi di corpi di api. La scienza sta ancora cercando di capire come ciò avvenga. Le larve della regina sono circondate dalla pappa reale; galleggiano su un mare di muco zuccherino di ghiandole d'api in cellule allargate. Le api operaie mangiano pane d'api (un tipo di polline fermentato) e miele. Le api nutrici lo schiacciano fino a ottenere una "gelatina operaia" e aggiungono secrezioni ghiandolari come guarnizione. Le lavoratrici non ottengono le sostanze speciali contenute nella gelatina regina e le loro ovaie avvizziscono.

Questa è la spiegazione convenzionale. Ma il dottor May Berenbaum, professore all'Università dell'Illinois e autore della nuova ricerca, afferma che non esiste una risposta semplice alla domanda: cosa mangiano i piccoli delle api?

"Abbiamo avuto difficoltà a capire cosa mangiano le larve", dice. "Tra le altre cose, la pappa operaia e la pappa reale sembrano avere, e non c'è consenso, un rapporto leggermente diverso tra la secrezione delle ghiandole mandibolari e ipofaringee... Tutto avviene al buio, circondati da 50.000 pungiglioni. Quindi non è l'insetto più semplice nel mondo su cui lavorare."

Il pane d'api e il miele derivano da materiali vegetali e, come molti materiali vegetali, contengono una varietà di sostanze chimiche fenoliche. Li mangiamo continuamente; i flavonoidi sono le sostanze chimiche vegetali che conferiscono alle piante i loro sapori unici (e aiutano le piante a scoraggiare gli insetti erbivori, tra le altre funzioni).

La pappa reale, tuttavia, non contiene acidi fenolici rilevabili. Nessuno. Da ricerche precedenti, i ricercatori sapevano che i flavonoidi aumentano la risposta immunitaria delle api operaie adulte. È una buona cosa; ha l’effetto collaterale di aiutare le api a disintossicarsi dai pesticidi più velocemente. Gli scienziati si chiedevano come avrebbero reagito le api in via di sviluppo ai composti fenolici.

Lauren Goode

Personale CABLATO

Giuliano Chokkattu

Will Cavaliere

Per scoprirlo, hanno alimentato due gruppi di larve di api con diete con e senza acido p-cumarico, un tipo comune di flavonoide. Poi hanno osservato da vicino le differenze nell’attivazione dei geni tra i gruppi. I risultati furono sorprendenti, inaspettati e ingegnosi.

Succede tutto nell'oscurità, circondato da 50.000 pungiglioni. Quindi non è l'insetto più semplice del mondo su cui lavorare.

Maggio Berenbaum

Le api allevate con una dieta a base di acido p-cumarico avevano ovaie significativamente più piccole di quelle allevate senza tale composto. Questo è il bello, perché cosa rende un'ape regina una regina? È l'unica ape dell'alveare che depone le uova. Quattordici geni noti per essere coinvolti nella differenziazione della regina operaia erano sovraregolati o aumentati nell'espressione.

Anche le api regine sono più grandi e vivono più a lungo delle api operaie. In una serie di geni noti per regolare le dimensioni degli organi negli animali, l’acido p-cumarico ha cambiato significativamente l’espressione di oltre la metà dei geni coinvolti in quella via di segnalazione.