Klany včelích dělnic
Příbuzenské vztahy ve včelstvu se dramaticky liší od poměrů genetické příbuznosti v lidských rodinách. U většiny živočichů dědí potomek polovinu dědičné informace matky a polovinu dědičné informace otce. Vlastní sourozenci pak sdílejí polovinu dědičné informace. Dělnice ve včelstvu dědí polovinu dědičné informace matky a veškerou informaci otce, protože trubci jsou tzv. haploidní a nesou jen jednu sadu dědičné informace. Matka se během snubního letu páří s větším počtem trubců. Některé dělnice ve včelstvu tak mají kromě matky společného i otce. Tyto vlastní sestry mezi sebou sdílejí 75 % dědičné informace.
Včelstvo je tvořeno několika skupinami sester, které sdílejí matku, ale nikoli otce. Tyto nevlastní sestry sdílejí jen 25 % dědičné informace.
Při mnoha příležitostech netáhnou klany dělnic ve včelstvu za jeden provaz. Vlastní sestry drží při sobě a vůči nevlastním sestrám mohou vystupovat nepřátelsky. Názorně je to patrné v situaci, kdy některé dělnice kladou neoplozená vajíčka. Vajíčka vlastních sester dělnice tolerují. Vajíčka nevlastních sester ničí. Nevlastní sestry se tak ve včelstvu mezi sebou navzájem hlídají.
S ohledem na další podobné dobře známé příklady vnitroklanových příměří a meziklanových válek si James Withrow a David Tarpy z North Carolina State University položili logickou otázku: Upřednostňují dělnice výchovu náhradní matky z řad vlastních sester? K rozlousknutí tohoto oříšku využili genetické testy dělnic a náhradních matek z šesti různých včelstev. Výsledky publikované ve vědeckém časopise PLoS ONE přinesly několik zajímavých odhalení.
Vysoká promiskuita matek
Velmi důkladné testování dělnic v jednotlivých včelstvech odhalilo, že se matky během snubního letu páří s překvapivě velkým počtem trubců. V prověřovaných včelstvech identifikovali Withrow a Tarpy od 34 do 77 klanů tvořených dcerami různých otců. To je podstatně více, než se běžně uvádí. Za průměrné se považuje páření matky se zhruba patnácti trubci. Krajní hodnoty se pohybují od jediného páření až po páření se šedesátkou trubců. Autoři studie opakovaně prověřovali výsledky příslušných analýz a svými závěry jsou si jistí. Podle nich jsme zatím množství páření matek s trubci hrubě podceňovali. Své tvrzení opírají o ještě jeden překvapivý fakt.
Genetické analýzy ukázaly, že náhradní matky pocházejí z potomstva otců, jejichž dcery se ve včelstvu vyskytují velmi vzácně. Popravdě řečeno, dcery těchto otců jsou mezi dělnicemi tak vzácné, že na ně běžná genetická analýza provedená na omezeném počtu dělnic prakticky nikdy nenatrefí. Znamená to, že někteří trubci matku sice během snubního letu oplodní, ale jejich potomstvo je příliš vzácné, než aby se je dařilo ve včelstvu odhalit. Počet páření matky během snubního letu je ve skutečnosti ještě vyšší, než ukazují výsledky genetických analýz Withrowa a Tarpyho. Počty páření matek s trubci, jež vyústí ve vznik „menšinových klanů“ dělnic, tak zůstávají neznámé. Pro včelstva je však přínos těchto „menšinových otců“ nezanedbatelný, protože právě z jejich potomstva si včely často vybírají náhradní matku.
Je zřejmé, že dělnice nevybírají pro výchovu náhradní matky své vlastní sestry a řídí se jiným kritériem. Withrow a Tarpy jsou přesvědčeni, že dělnice volí larvy na základě jejich unikátních dědičných vloh, které larvu pro úspěšné plnění role náhradní matky předurčují. Přínosy těchto vloh musí být zcela zásadní, protože dělnice se upřednostněním jejich nositelky vzdávají vlastních genetických zájmů a rezignují na prosazení dědičné informace vlastního klanu při plození další generace dělnic a matek.
Utajené klany
Podle Withrowa a Tarpyho žijí ve včelstvech „tajné královské klany“ dělnic, které jsou extrémně málo početné. Není jasné, jak a podle čeho dělnice larvy z „královských klanů“ poznají. Je známo, že včelí larvy produkují feromony, jejichž úlohou je posilovat péči dělnic o plod. K těmto feromonům patří např. metyloleát a etyloleát, které larvy budoucích matek produkují ve vyšší míře, než v jaké je do okolí vylučují larvy budoucích dělnic. Jestli jsou larvy z „královských klanů“ v produkci těchto feromonů zdatnější, zůstává záhadou.
Výchova náhradní matky je pro včelstvo řešením krizové situace. Mnohem častější je výchova matek pro rojení. V tomto případě klade matka vajíčko do předem připraveného matečníku a dělnice tak nemají moc možností ovlivnit, z jaké otcovské linie budoucí matka vzejde. Z doposud publikovaných studií vyplývá, že tyto matky pocházejí obvykle z klanů dělnic, které mají ve včelstvu největší zastoupení. Podobně je tomu v případě, že je nová matka odchována včelstvem, jehož původní matka ztrácí plodnost. Také v tomto případě klade matka vajíčko do připraveného matečníku a dělnice nemohou významněji zasáhnout do rozhodování o tom, z jaké otcovské linie bude nová matka pocházet.
Larvy z „tajných královských klanů“ se při výchově nových matek zřejmě uplatňují jen vzácně. To je patrně také jeden z důvodů, proč tyto klany zůstávají navzdory svým výhodným dědičným vlastnostem tak vzácné. Je také možné, že trubci, kteří jsou zakladateli těchto „tajných královských klanů“, mají sami sníženou životaschopnost nebo plodnost. Pak by byli reprodukčně zastíněni trubci, kteří sice „královské“ vlohy nenesou, ale z hlediska plození potomstva jsou zdatnější. Nelze vyloučit ani to, že se dělnice „tajných královských klanů“ nehodí pro plnění každodenních povinností ve včelstvu a jejich převládnutí brání fakt, že by to s sebou neslo pokles výkonnosti včelstva. Včely z „tajných královských klanů“ by pak vynikaly právě jen ve schopnosti zajistit vývoj náhradní matky z larev vhodného stáří a tuto roli by plnily navzdory svému velmi nízkému zastoupení ve včelstvu.
Zdroj:
Withrow J. M., Tarpy D. R.: Cryptic “royal” subfamilies in honey bee (Apis mellifera) colonies. PLoS ONE 13(7): e0199124, 2018.
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0199124