女王蜂を女王蜂たらしめているのはローヤルゼリーではありません

グウェン・ピアソン

科学者たちは何十年もの間、ローヤルゼリーと呼ばれる特別な物質の過剰摂取により、普通のミツバチの幼虫が女王蜂に昇格すると考えていました。新しい研究は、私たちがそれを逆に考えていたことを示唆しています。重要なのは、将来の女王に何を与えていないのかということです。

「蜂のミルク」とも呼ばれるローヤルゼリーは、白い鼻水のような見た目をしています。半分以上は水分で、残りはたんぱく質と糖質の組み合わせです。働きバチの頭の特別な腺から分泌物が分泌され、それが赤ちゃんに与えられます。

発育中の女王バチには、プロレタリアの姉妹のように花粉や蜂蜜ではなく、ローヤルゼリーだけが与えられます。働きバチにローヤルゼリーを与えないことを栄養去勢と表現する人もいます。これらのミツバチは、神の特別な食べ物を手に入れることはできません。あるいは、遺伝的君主制の食べ物かもしれない。それで、彼らの卵巣はしぼんでしまい、女王になれないのではないかと私たちは考えました。

結局のところ、それは逆です。未熟な女王蜂に花粉や蜂蜜を与えないことが彼女をロイヤルにしているのであって、ローヤルゼリーを独占的に摂取できるわけではない。

まったく異なる見た目の動物が、同一の遺伝物質から生み出される可能性があります。働きバチと女王バチの違いは、どの遺伝子が活性化されるかだけです。遺伝子はタンパク質を作り、それが私たちの体の残りの部分を構築します。ミツバチは子孫の環境を操作することで、栄養を介して自分の体を遺伝的に変化させます。

ミツバチの食事がさまざまな種類のミツバチの体の形成に関与していることは、以前から知られていました。それがどのようにして起こるのか、科学はまだ解明中です。女王幼虫はローヤルゼリーに囲まれています。彼らは肥大化した細胞の中の甘い蜂腺の鼻水の海に浮かんでいます。働きバチはビーブレッド（発酵花粉の一種）と蜂蜜を食べます。ミツバチはこれをすりつぶして「働きバチ」にし、腺分泌物を飾りとして加えます。働きアリはクイーンゼリーの特別な物質を摂取できず、卵巣が萎縮してしまう。

それが従来の説明です。しかし、イリノイ大学の教授であり、新しい研究の著者でもあるメイ・ベレンバウム博士は、ミツバチの赤ちゃんは何を食べるのかという質問に対する単純な答えはないと言う。

「幼虫が何を食べるのかを解明するのに最も苦労しました」と彼女は言う。「とりわけ、ワーカーゼリーとローヤルゼリーは、下顎腺と下咽頭腺の分泌物の比率がわずかに異なるようですが、合意はありません…すべては5万本の針に囲まれた暗闇の中で起こります。したがって、これは最も簡単な昆虫ではありません取り組むべき世界で。」

ビーブレッドと蜂蜜は植物材料に由来しており、多くの植物材料と同様に、さまざまなフェノール化学物質が含まれています。私たちはいつもそれらを食べます。フラボノイドは、植物に独特の風味を与える植物化学物質です（また、植物が植物を食べる昆虫を防ぐのに役立ち、その他の機能もあります）。

しかし、ローヤルゼリーには検出可能なフェノール酸は含まれていません。なし。以前の研究から、研究者らはフラボノイドが成体の働きバチの免疫反応を高めることを知っていました。それはいい; ミツバチが農薬をより早く解毒するのを助けるという副作用があります。科学者たちは、発育中のミツバチがフェノール化合物にどのように反応するのか疑問に思いました。

ローレン・グッド

WIREDスタッフ

ジュリアン・チョッカトゥ

ウィル・ナイト

それを調べるために、彼らはフラボノイドの一般的な種類である p-クマリン酸を含む食餌と含まない食餌を 2 つのグループの蜂の子に与えました。次に、グループ間の遺伝子活性化の違いを詳しく調べました。結果は驚くべきもので、予想外で、素晴らしいものでした。

すべては5万本の針に囲まれた暗闇の中で起こります。つまり、世界で最も扱いやすい昆虫というわけではありません。

メイ・ベレンバウム

p-クマリン酸飼料で飼育されたミツバチは、その化合物を与えずに飼育されたミツバチよりも卵巣が著しく小さかった。それがキッカーです。女王蜂を女王たらしめるものは何でしょうか? 彼女は巣の中で卵を産んでいる唯一のミツバチです。働きバチと女王バチの分化に関与することが知られている 14 個の遺伝子が上方制御され、または発現が増加しました。

女王蜂は働き蜂よりも体が大きく、長生きします。動物の器官の大きさを調節することが知られている遺伝子セットでは、p-クマリン酸がそのシグナル伝達経路に関与する遺伝子の半分以上の発現を大幅に変化させた。

「私たちは女王やカーストの決定についての認識を変えようと思ったことは一度もありません」とベレンバウム氏は言う。「私は解毒に興味があります。昆虫が摂取する植物化学物質にどのように対処するかです。私たちの驚きと喜びには、カーストの決定に関与する他の一連の遺伝子全体が変化しました。」

「これは、ある種の現象を見逃すことは不可能な現象の1つでした。私が思うに…ローヤルゼリーのアイデアは非常に魅力的であり、人々はそれをあまり疑問にしませんでした。」

4世紀以上にわたってミツバチと暮らしてきたにもかかわらず、なぜ人類はミツバチについてこれほど多くのことを学んでいるのでしょうか? その質問に答えるために、私はオーストラリア国立大学のリザード・マレスカ博士に連絡を取りました。マレスカ氏は新しい研究の著者ではないが、特にミツバチのエピジェネティクスに取り組んでいる。

エピジェネティクスは、環境が遺伝子発現にどのような影響を与えるかを研究するものです。「私たちの現在の知識では、生物学的システムの表面をなぞっただけであり、ミツバチの生物学も例外ではありません」とマレシュカ氏は言う。「私たちは5億年にわたる動物の進化を扱っているので、発見すべきことがたくさんあります。」

「[この研究は]進化的発明の素晴らしい例であり、一般的な植物化学物質が遺伝子調節の重要な要素として動員されている…ミツバチは、環境成分を使用することで、困難な問題に対する賢明な解決策を見つけた。それは、2つの対照的な生物を生成する方法であり、同じ遺伝的ハードウェアを使用する、長命の生殖女王と短命の機能的に不妊の働きバチです。」

ローレン・グッド

WIREDスタッフ

ジュリアン・チョッカトゥ

ウィル・ナイト

新しい研究で調査された植物化学物質以外にも、女王の形成には多くの要素が関係しています。たとえば、ロワイヤルラクチンという素晴らしい名前の化合物が女王の発生に不可欠であると提案されています。しかし、マレシュカ教授は、ローヤルゼリーに含まれる単一の化合物が女王を作る「スイッチ」であるという考えに対して痛烈な叱責を加えた。 2008年、彼の研究室は、一連の遺伝子をオフにする（沈黙させる）ことにより、ローヤルゼリーを全く摂取せずに女王蜂を作り出すことに成功した。他のミツバチ研究者は、女王の発生に関する「1つの分子がすべてを支配する」という考えに疑問を抱いている。現実はおそらく生物学の他のすべてと同様に複雑であり、多くの要因が関与していると考えられます。

この新しい研究の本当の力は、働きバチがなぜ女王にならないのかを説明することにあるかもしれない。労働者にローヤルゼリーを与えないことによる化学的去勢の代わりに、この手の込んだ給餌プロセスにより、女王蜂の卵巣が化学的に保護されます。彼女は植物化学物質の潜在的な毒性や代謝作用から守られています。私たちが技術を改良し続けることで、ミツバチが巣の中で何を食べるのか、またその理由について明確な答えに近づくことができればと願っています。

ローヤルゼリーが魔法の女王のものだと思っていたとき、昆虫の頭から出る痰を盗んで食べるというのは、ある種の歪んだ感覚を覚えました。ローヤルゼリーの支持者たちは、ローヤルゼリーが人間のあらゆる種類の問題、特に不妊症を治すと主張している。推論すると、1日に最大2,000個の卵を産む女王蜂の赤ちゃん機械を作る物質は、人間の生殖能力を高めるはずだ。これは科学者が原因と結果を推定する方法ではないと言わざるを得ません。

ローヤルゼリーは媚薬としても販売されており、ほとんどのエロティックな昆虫製品と同様に、「強くこすって」塗布されます。そのため、この勃起治療法が実際にどれほど確実な証拠であるかを言うのは困難です。また、実際のミツバチの生殖にはペニスの剥離と死が伴いますが、「ミツバチに効果があるものは人間にも効果がある」というたとえに固執するのであれば、私にとっては良い時期とは思えません。

ローヤルゼリーには抗菌作用と抗真菌作用があり、ネバネバした発育中のミツバチが変態するまで浮遊する物質であるためです。アンチエイジング成分として多くの化粧品に配合されています。女王蜂は働き蜂の40倍長生きします。これまでのところ、ローヤルゼリーが人間にとって医学的に重要であるという証拠はあまりありません。おそらく保湿効果は高いと思いますが。特にそれがどこから来たのかを考えない場合。

私の推測では、年間約 600 トンのローヤルゼリーが生産および販売されていると考えられます。東アジアが主な生産国です。価格はさまざまですが、地元の健康食品店に行ったところによると、1グラムあたり約1ドルのようです。ローヤルゼリーの市場価値は、その魔法の特性について私たちが知っていると思っていたことに基づいています。それは近い将来に変わる可能性は低いと思われます。

しかし今では、ロイヤルビーグーバーがどこから来たのかを人々に伝えるのがとても楽しいです。

ウェンフー・マオ、メアリー・A・シューラー、メイ・R・ベレンバウム。 2015. 食事性の植物化学物質がミツバチのカースト関連遺伝子発現を変化させる。科学の進歩 1(7)。