La gelée royale n'est pas ce qui fait d'une reine des abeilles une reine des abeilles

Gwen Pearson

Pendant des décennies, les scientifiques ont pensé qu’un excès de quelque chose de spécial, une substance appelée gelée royale, élevait une larve d’abeille ordinaire au rang de reine. De nouvelles recherches suggèrent que nous l’avons eu à l’envers: c’est ce que les futures reines ne sont pas nourries qui compte.

La gelée royale, également appelée « lait d’abeille », ressemble à de la morve blanche. Plus de la moitié est de l’eau, le reste est une combinaison de protéines et de sucres. Des glandes spéciales dans la tête des abeilles ouvrières sécrètent la substance qui est donnée aux bébés.

Une reine des abeilles en développement est nourrie exclusivement de gelée royale, et non de pollen et de miel comme ses sœurs prolétariennes. Certains décrivent la rétention de gelée royale aux abeilles ouvrières comme une castration nutritionnelle. Ces abeilles ne reçoivent pas la nourriture spéciale des dieux. Ou, peut-être, la nourriture des monarchies génétiques. Et donc, pensions-nous, leurs ovaires se ratatinent et ils ne deviennent pas une reine.

Il s’avère que c’est l’inverse. Ne pas nourrir une reine immature de pollen et de miel est ce qui la rend royale, pas son accès exclusif à la gelée royale.

Des animaux d’apparence radicalement différente peuvent être créés à partir de matériel génétique identique; Une abeille ouvrière et une reine des abeilles ne diffèrent que par les gènes activés. Les gènes fabriquent des protéines, qui construisent le reste de notre corps. En manipulant l’environnement de leur progéniture, les abeilles mellifères modifient génétiquement leur corps via la nutrition.

Nous savons depuis un certain temps que le régime alimentaire des abeilles est impliqué dans la construction de différents types de corps d’abeilles. La science est encore en train de comprendre comment cela se produit. Les larves de reine sont entourées de gelée royale; Ils flottent sur une mer de morve de glande d’abeille sucrée dans des cellules élargies. Les abeilles ouvrières mangent du pain d’abeille (un type de pollen fermenté) et du miel. Les abeilles nourrices l’écrasent en une « gelée ouvrière » et ajoutent des sécrétions glandulaires comme garniture. Les ouvrières n’obtiennent pas les choses spéciales dans la gelée de reine, et leurs ovaires se ratatinent.

C’est l’explication conventionnelle. Mais le Dr May Berenbaum, professeur à l’Université de l’Illinois et auteur de la nouvelle recherche, dit qu’il n’y a pas de réponse simple à la question Que mangent les bébés abeilles?

« Nous avons eu le plus de mal à comprendre ce que mangent les larves », dit-elle. « Entre autres choses, la gelée ouvrière et la gelée royale semblent avoir, et il n’y a pas de consensus, un rapport légèrement différent de sécrétion de glande mandibulaire et hypopharyngée... Tout se passe dans l’obscurité entouré de 50 000 dards. Ce n’est donc pas l’insecte le plus facile au monde sur lequel travailler. »

Le pain d’abeille et le miel sont dérivés de matières végétales et, comme de nombreuses matières végétales, ils contiennent une variété de produits chimiques phénoliques. Nous les mangeons tout le temps; Les flavonoïdes sont les produits chimiques végétaux qui donnent aux plantes leurs saveurs uniques (et aident les plantes à décourager les insectes herbivores, entre autres fonctions).

La gelée royale, cependant, n’a pas d’acides phénoliques détectables. Aucun. Grâce à des recherches antérieures, les chercheurs savaient que les flavonoïdes augmentent les réponses immunitaires des abeilles ouvrières adultes. C’est une bonne chose; Il a pour effet secondaire d’aider les abeilles à détoxifier les pesticides plus rapidement. Les scientifiques se demandaient comment les abeilles en développement réagiraient aux composés phénoliques.

Lauren Goode

Personnel de WIRED

Julien Chokkattu

Will Knight

Pour le savoir, ils ont nourri deux groupes de larves d’abeilles avec et sans acide p-coumarique, un type commun de flavonoïdes. Ensuite, ils ont examiné de près les différences d’activation des gènes entre les groupes. Les résultats ont été surprenants, inattendus et astucieux.

Tout se passe dans l’obscurité entouré de 50 000 dards. Ce n’est donc pas l’insecte le plus facile au monde sur lequel travailler.

May Berenbaum

Les abeilles élevées avec le régime d’acide p-coumarique avaient des ovaires significativement plus petits que ceux élevés sans ce composé. C’est le kicker, car qu’est-ce qui fait d’une reine des abeilles une reine? Elle est la seule abeille de la ruche à pondre des œufs. Quatorze gènes connus pour être impliqués dans la différenciation travailleur-reine ont été régulés à la hausse ou ont augmenté dans leur expression.

Les reines sont également plus grandes et vivent plus longtemps que les abeilles ouvrières. Dans un ensemble de gènes connus pour réguler la taille des organes chez les animaux, l’acide p-coumarique a considérablement modifié l’expression de plus de la moitié des gènes impliqués dans cette voie de signalisation.

« Nous n’avons jamais cherché à changer les perceptions sur les reines et la détermination des castes », explique Berenbaum. « Je m’intéresse à la désintoxication; Comment les insectes font face aux composés phytochimiques qu’ils consomment. À notre grande surprise et à notre grande joie, toute une série d’autres gènes impliqués dans la détermination des castes ont changé.

« C’était l’un de ces phénomènes impossibles à manquer. Je pense... L’idée de la gelée royale est si attrayante que les gens ne l’ont pas vraiment remise en question. »

Avec plus de quatre siècles de vie avec les abeilles, pourquoi les humains apprennent-ils encore autant sur elles? Pour répondre à cette question, j’ai contacté le Dr Ryszard Maleszka de l’Université nationale australienne. Maleszka, qui n’est pas l’auteur de la nouvelle recherche, travaille spécifiquement sur l’épigénétique des abeilles mellifères.

L’épigénétique est l’étude de la façon dont les environnements affectent l’expression des gènes. « Avec nos connaissances actuelles, nous ne faisons qu’effleurer la surface des systèmes biologiques, et la biologie des abeilles mellifères ne fait pas exception », explique Maleszka. « Nous avons affaire à 500 millions d’années d’évolution animale, il y a donc beaucoup à découvrir. »

« [Cette recherche] est un merveilleux exemple d’une invention évolutive où des produits chimiques végétaux communs ont été recrutés pour être des éléments cruciaux de la régulation des gènes ... En utilisant des ingrédients environnementaux, les abeilles mellifères ont trouvé une solution intelligente à un problème difficile: comment générer deux organismes contrastés, les reines reproductrices à longue durée de vie et les ouvrières fonctionnellement stériles à courte durée de vie, en utilisant le même matériel génétique.

Lauren Goode

Personnel de WIRED

Julien Chokkattu

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De nombreux facteurs entrent dans la fabrication d’une reine au-delà des produits chimiques végétaux examinés dans la nouvelle recherche: un composé portant le nom merveilleux de royalactine, par exemple, a été proposé comme essentiel au développement de la reine. Maleszka a livré une réprimande cinglante à l’idée qu’un seul composé dans la gelée royale est le « commutateur » qui fait une reine, cependant. En 2008, son laboratoire a pu créer des reines sans aucune consommation de gelée royale, en désactivant (silençant) un ensemble de gènes. D’autres chercheurs sur les abeilles ont remis en question l’idée « une molécule pour les gouverner tous » du développement de la reine. La réalité est probable que, comme tout le reste en biologie, c’est complexe et que de nombreux facteurs sont impliqués.

Le véritable pouvoir de cette nouvelle recherche réside peut-être dans l’explication des raisons pour lesquelles les abeilles ouvrières ne deviennent pas des reines. Au lieu d’une castration chimique en privant les ouvrières de gelée royale, ce processus d’alimentation élaboré offre une protection chimique aux ovaires de la reine. Elle est à l’abri des effets toxiques ou métaboliques potentiels des produits chimiques végétaux. Au fur et à mesure que nous améliorons nos techniques, nous espérons nous rapprocher d’une réponse ferme sur ce que les abeilles mangent dans leurs ruches et pourquoi.

Quand nous pensions que la gelée royale était un truc de reine magique, voler et manger des mucosités produites dans les têtes d’insectes avait une sorte de sens déformé. Les partisans de la gelée royale prétendent que la substance guérit toutes sortes de problèmes humains, l’infertilité en particulier. Par déduction, les choses qui fabriquent les reines des abeilles pour bébés, pondant jusqu’à 2 000 œufs par jour, devraient augmenter la fertilité humaine. Je suis obligé de dire que ce n’est pas ainsi que les scientifiques déduisent la cause et l’effet.

La gelée royale est également vendue comme aphrodisiaque et, comme la plupart des insectes érotiques, elle est appliquée avec un « frottement vigoureux ». Cela rend difficile de dire à quel point la preuve de ce remède érectile est vraiment solide. En outre, la reproduction réelle des abeilles mellifères implique le détachement du pénis et la mort, ce qui ne me semble pas être un bon moment, si nous nous en tenons à toute cette analogie « ce qui fonctionne pour une abeille fonctionnera pour les humains ».

La gelée royale a des propriétés antibactériennes et antifongiques, car c’est la crasse dans laquelle les abeilles en développement flottent jusqu’à ce qu’elles se métamorphosent. Il est commercialisé dans de nombreux cosmétiques comme ingrédient anti-âge; Les reines vivent 40 fois plus longtemps que les abeilles ouvrières. Jusqu’à présent, il n’y a pas beaucoup de preuves que la gelée royale ait une signification médicale chez l’homme. C’est probablement un bon hydratant, cependant. Surtout si vous ne pensez pas d’où cela vient.

Ma meilleure hypothèse est qu’environ 600 tonnes de gelée royale sont produites et vendues chaque année; L’Asie de l’Est est le principal producteur. Les prix varient considérablement, mais sur la base d’un voyage à mon magasin d’aliments naturels local, semble courir environ 1 $ par gramme. La valeur marchande de la gelée royale est basée sur ce que nous pensions savoir sur ses propriétés magiques; Cela ne semble pas susceptible de changer dans un avenir prévisible.

Mais maintenant, vous pouvez avoir beaucoup de plaisir à dire aux gens d’où viennent leurs abeilles royales.

Wenfu Mao, Mary A. Schuler et May R. Berenbaum. 2015. Un phytochimique alimentaire modifie l’expression génique associée à la caste chez les abeilles mellifères. Science Advances 1(7).