蜜蜂社会存在着“杀婴”行为

发布时间:2011-08-02 13:08    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:1919 次    【字体大小:正常 偏大 最大

蜜蜂社会存在着相当大的潜在冲突,存在着相当残忍的杀婴行为,存在着相当粗暴的监督手段。但是有时候,这一切手段都失去了作用,整个蜜蜂社会出现无政府状态。

蜜蜂的王国看上去非常和谐,蜂王不停地生产下一代,工蜂则放弃生育,一心一意照看蜂王的下一代,让整个蜜蜂社会正常地运转。然而,如果进行深入研究的话,就会发现蜜蜂社会存在着相当大的潜在冲突,存在着相当残忍的杀婴行为,存在着相当粗暴的监督手段。但是有时候,这一切手段都失去了作用,整个蜜蜂社会出现无政府状态,工蜂只管自己的孩子,不再照看蜂王的下一代。

澳大利亚悉尼大学的本·奥德洛伊德研究蜜蜂的社会已经有10多年,他的相关研究专著估计将在今年夏天出版。他说,如果蜜蜂社会出现了上述情况,那么整个社会的崩溃就不可避免了,当然这种现象极为罕见。在过去的10多年中,他四处刊登广告,寻找陷于瘫痪的蜜蜂社会,费尽了周折,总算找到两个这样的案例。经过多年努力,他的研究小组现在终于了解了一些蜜蜂社会瘫痪的原因,他们相信,遗传基因在其中扮演了非常关键的角色。

 

性别决定亲不亲

本·奥德洛伊德说,如果把蜜蜂分成奉献型和自私型,把它们的基因也分成自私的和奉献的,问题就有了眉目。早在40年前,英国著名生物学家威廉·汉米尔顿就提出,在蜜蜂、蚂蚁等昆虫的社会里,决定自私或者奉献的关键,是在基因上的亲密程度。如果有一种利他的基因在社会中得到比较多的分摊,那么这种基因的延续就比较容易。本·奥德洛伊德说,在蜜蜂社会中,决定性别的方式,与这种基因传播大有关系。

蜜蜂们决定下一代性别的方式叫“膜翅类昆虫”方式。其中,雌性蜜蜂带有两条染色体,而由未经授精的雄性蜜蜂只有一条染色体,这样产生的下一代,基因与性别的关系就很特殊了。如果用0和1作为衡量尺度,0代表下一代与上一代毫不相似,1代表下一代与上一代完全相似,那么我们看到:蜜蜂妈妈对蜜蜂女儿的基因遗传为0.5,蜜蜂姐妹之间相似基因程度达到0.75,蜜蜂兄妹之间相似程度为0.25。

蜜蜂社会存在着“杀婴”行为

蜜蜂社会中,工蜂绝大多数是蜂王雌性的第一后代,他们之间是姐妹,一只工蜂与姐妹下一代之间的基因相似程度为0.75×0.5=0.375,工蜂与兄弟(蜂王的雄性第一后代,蜂王未受精的卵石男孩)的下一代之间的基因相似程度为0.5×0.5=0.25。工蜂的直接后代与工蜂的基因相似程度为0.5,与下一代关系越亲密,工蜂对它们的付出关心就越大,这便是工蜂自私自利的最根本原因,蜜蜂社会的利害冲突也许是由此而来的。

但是,如果蜂王有好几个性伴侣,就稀释了工蜂姐妹们的基因关系,而工蜂与蜂王的孩子们的亲密关系就得到提升,工蜂与它姐妹的孩子们的基因关系就会降低,此时,工蜂会把比较多的精力放在照看蜂王的孩子们,同时,工蜂与工蜂之间变成了监督关系,不允许私自生产下一代,对于偷偷产卵的工蜂群起而攻之,并且会把偷产卵吃掉。

 

1/1000偷生儿幸存

上世纪80年代,美国康奈尔大学的生物学家弗朗西斯·赖特尼克斯发现,工蜂不能交配。但是,他也注意到,在一窝蜂当中,也存在几个调皮捣蛋的工蜂,偷偷地生下未经授精的卵,通常的结果是,这些调皮捣蛋的工蜂遭到围攻,卵被吃掉。尽管一窝蜂当中只有7%的工蜂偷偷产卵,但是只有万分之一的孩子(男孩)幸存。

弗朗西斯·赖特尼克斯发现,在蜜蜂的脱氧核糖核酸中存在一些不具备密码特征的片断,这些片段不是遗传因子,但是由于它们容易在基因组中找到,在遗传中也会有一些表现。于是2000年弗朗西斯·赖特尼克斯用黄蜂(拉丁名dolichovespulasaxonica)进行实验,黄蜂的蜂王可进行多次交配。如果蜂王只进行一次交配,所有的工蜂都能够顺利地生产下一代,但是如果工蜂交配多次,所有的工蜂基本上就没有生产下一代的可能,这其中起作用的可能就是杀婴政策。

但问题是执行杀婴政策的工蜂如何区别哪些是蜂王产的卵,哪些是工蜂偷偷产的卵呢?最近研究小组终于有了新的发现:蜜蜂体内杜氏腺体(Dufourgland)直接联系着生殖器,对每一个产下的卵都分泌一种特殊的气味,蜂王的分泌物中脂含量很高,二十碳醇含量很低。即便蜂王死亡,取而代之的工蜂一时间还不能达到蜂王分泌的脂浓度。不过他也发现,那些调皮捣蛋的工蜂通常脂浓度较高,比较容易以假乱真,但是他们通常都逃不过杀婴者,只有当整个蜜蜂社会出了问题,以假乱真才会得逞。

 

遗传在起作用

奥德洛伊德发现,蜜蜂社会出现无政府状态的前提是集中条件巧合。他发现的两个出了问题的蜜蜂社会每一个都有10多只调皮捣蛋的工蜂。而在他专门养的蜂群中,40%的工蜂都是调皮捣蛋的。他发现,产卵和分辨已经产下的卵是由不同的遗传机制控制的,工蜂产的卵马上就会被其他工蜂吃掉,但是如果把这些卵移植到一个工蜂们十分规矩的社会,这些孩子们就安全了。去年,奥德洛伊德发表了蜜蜂的基因组排列图,现在他所领导的研究小组正在展开遗传因子的研究。

奥德洛伊德发现,调皮捣蛋的工蜂能够超越信息素(外激素)对他们卵巢的限制,如果这是一种基因方面的控制,那么应该可以找到相应的遗传因子,由这种遗传因子负责工蜂的绝育,而调皮捣蛋的工蜂遗传因子一定出现了某些差异,使得卵巢活跃起来。研究人员通过让正常雄性与蜂王交配,得到调皮捣蛋的工蜂,然后再用他们的孩子与调皮捣蛋工蜂的儿子交配,以便得到充分混合的遗传因子。之后通过筛选,找出那些与外部特征相对应的蜜蜂的基因特征,尤其是卵巢的特征,其中有的卵巢非常发达,而有的卵巢则几乎失去功能。

随后,奥德洛伊德又从正常的和调皮捣蛋的蜜蜂中提取核糖核酸(RNA),追索究竟是什么样的蛋白质导致了生理机能的不同。通过对7200只蜜蜂RNA筛选,找出哪些遗传因子在调皮捣蛋的蜜蜂身上表达比较充分,哪些表达不够。通过这样的方法,研究人员发现了60种遗传因子,其中排列在前5-6项的遗传因子与生殖或者信息素接收器官有关,如果不出现意外的话,所谓自私自利或者调皮捣蛋遗传因子就应该在那一段了。当好几样遗传基因凑巧发生突变的时候,就会出现一批调皮捣蛋的家伙,这在另一方面也可以解释,为什么无政府状况如此少见的原因,尽管危机早已潜藏在基因的深处。更多养蜂技术和蜂产品知识请关注湖北天马养蜂场官方微信公众号:"honeymarket",或者加QQ号2969169050,欢迎投稿和交流讨论蜜蜂文化。

 

昆虫社会的和谐与社会结构有关

不过弗朗西斯·赖特尼克斯则认为,在所有的社会性的昆虫当中,决定当女王还是当工人的并不是基因,而是抚养方式,蜂王吃的最好,才能长得最大。有一些热带蜜蜂会偷吃,然后来一个丑小鸭变天鹅,居然有一天成了蜂王。但是,大黄蜂通向女王的路却不同。大黄蜂蜂王通常在春天开始白手起家,夏天,新的蜂王候选人往往会出来,蜂王会分泌一种化学信号让某一批幼虫发展成蜂王,而不必做工蜂,一个星期以后,工蜂也开始产卵,并且开始互相攻击,女王也攻击工蜂并吃掉他们的孩子,杀戮将一直进行,直到剩下最后一只蜂王为止。然后女王会飞走,跟雄性交配一次后就冬眠。

瑞士洛桑大学的劳伦·凯乐并不认为无政府状况是很少见的,在很多情况下,养蜂人对此认识不到,以为是蜂王死了,或者出现了其他问题。无政府状态也只是蜜蜂们自私表现的一种,欺骗的行为总会不停地出现,维持秩序和杀婴也会一直进行。昆虫社会的和谐与否看来并不这么简单,凯乐认为,除了与很多的生物技能有关之外,还有社会结构因素,因为只有这样资源的优先配置才能得到解决,并非生物技能一项就能维持昆虫社会的正常。

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