Pčelinje matice i radilice život započinju gotovo na isti način – razvijaju se iz gotovo identičnih jajašaca. Unatoč tome, matice narastu veće, razvijaju se brže i žive mnogo dulje od radilica. Matica, kraljica pčela, jedina je ženka u koloniji koje polaže jaja i osiguravaju novu generaciju pčela.

Dugo su pčelari i znanstvenici smatrali da je matična mliječ – hranjiva tvar kojom radilice hrane mlade ličinke – glavni razlog te dramatične preobrazbe. Novo istraživanje velikog tima svjetskih znanstvenika otkrilo je fascinantne i do sad nepoznate detalje koji utječu da se ličinka preobrazi u veliku i moćnu maticu, da se osigura budućnost za koloniju pčela. 

 Znanstvenici su sofisticiranim kamerama za termalno snimanje pratili ponašanje pčela, izvodili su složene kemijske analize, neprestano su proučavali okruženje u kojem se razvijaju matice i provioili niz drugih istraživanja kakva još nisu primjenjivana u proučavanju pčela. Na kraju su otkrili su goleme razlike između matičnjaka, kraljevske kolijevke u kojoj raste beba matica i poznatih šesterokutnih stanica u kojima se uzgajaju pčele radilice.

Sada je postalo jasno da obilna prehrana matičnom mliječi nije dovoljna da bi neka ličinka postala moćna kraljica pčela i buduća vladarica-majka. Zna se da se matice razvijaju u posebno oblikovanim komorama koje grade mlade pčele radilice, te komore imaju jedinstven sastav voska, toplije su od ostatka košnice i pružaju intenzivniju njegu, čime usmjeravaju razvoj ličinke u zdravu maticu.

No, rezultati, objavljeni nedavno u časopisu Nature, pokazuju da strukture koje pčelari znaju kao matičnjake, a ponekad se nazivaju i „kraljevskim kolijevkama”, nisu tek obične zaštitne čahure. To su prave tajne odaje u kojima vladaju određena pravila, u koje ne može ući bilo koja pčela i ta vrlo precizno izgrađena razvojna okruženja imaju ključnu ulogu u nastanku matice. Štoviše, istraživači su otkrili i do sad nepoznatu skupinu mladih radilica, nazvanu „graditeljice matičnjaka”, koje su specijaliziarne za izgradnju i održavanje komora u kojima raste beba-kraljica! 

„Stara je ideja bila prilično jednostavna: uzmete jajašce, premjestite ga u matičnjak, hranite matičnom mliječi i dobijete maticu”, rekao je Boris Baer, entomolog i ravnatelj Centra za integrativna istraživanja pčela (CIBER) na Kalifornijskom sveučilištu u Riversideu, čiji je laboratorij sudjelovao u istraživanju. „Otkrili smo da iza tog procesa stoji čitav složen sustav. Sve je mnogo sofisticiranije nego što smo zamišljali.”

Matičnjaci imaju karakterističan oblik, za neke je nalik vanjskoj ljusci kikirikija i građeni su od voska koji se fizički i kemijski razlikuje od običnog pčelinjeg voska. Taj je vosak manje gust, elastičniji i bolje zadržava toplinu i vlagu, stvarajući povoljnije uvjete za razvoj buduće matice. Istraživači su također pronašli razlike u sastavu masnih kiselina i kemijskih signala u vosku, što upućuje na to da matičnjaci predstavljaju jedinstveno razvojno okruženje.

Kako bi provjerili utječe li ono doista na razvoj, uzgojili su ličinke matica u stanicama izrađenima ili od voska matičnjaka ili od običnog voska radiličkih stanica. Premda su obje skupine dobivale potpuno istu hranu, ličinke uzgojene u običnom vosku češće su ugibale, a one koje su preživjele razvile su se u manje matice. Rezultati pokazuju da je okoliš u kojem se ličinka razvija jednako važan kao i prehrana u oblikovanju buduće matice.

Tajne graditeljice matičnjaka

Studija je otkrila i koje radilice stvaraju i održavaju te kraljevske odaje.

Nazvane „graditeljicama matičnjaka”, te su pčele uglavnom mlađe od većine ostalih radilica u košnici. Dok se brinu za razvoj matica, održavaju višu tjelesnu temperaturu i prolaze kroz fiziološke promjene koje su očito povezane s njihovom specijaliziranom zadaćom.

Dodatna toplina mogla bi objasniti zašto se matice razvijaju tako brzo. Pčelinja matica sazrijeva za oko 16 dana, dok je radilicama potrebno približno 21 dan. To ubrzano sazrijevanje može biti presudno kada koloniji hitno treba nova matica.

Umjesto da jednostavno ponovno koriste postojeći vosak, graditeljice matičnjaka aktivno prikupljaju, mijenjaju i obogaćuju materijal od kojeg grade kraljevske komore. U njihovim se tijelima pritom aktiviraju drukčiji biološki procesi povezani s proizvodnjom voska, zbog čega privremeno mijenjaju način na koji funkcioniraju. Kako bi pratili podrijetlo materijala, istraživači su u obično saće dodali male količine grafita. S vremenom se potamnjeli vosak pojavio unutar matičnjaka, što je pokazalo da radilice ciljano prikupljaju i prerađuju materijal iz drugih dijelova košnice kako bi ga iskoristile za razvoj matice.

Kraljevski dvor unutar košnice

Prema Baeru, cijeli proces mnogo više nalikuje dobro organiziranom kraljevskom dvoru nego običnoj koloniji kukaca. Zapravo, svi dokazi upućuju na to da cijela kolonija zajedničkim naporom stvara svoju buduću vladaricu.

„Možete to usporediti s Buckinghamskom palačom”, rekao je. „Postoji posebna skupina pčela koja se u potpunosti posvećuje odgoju matice, a ako u tome pogriješe, kolonija se ne može razmnožavati.”

Istraživači su isti obrazac uočili i kod azijskih i kod europskih vrsta medonosnih pčela, što sugerira da se ova strategija razvila vrlo davno i da je široko rasprostranjena među medonosnim pčelama. Projekt je okupio stručnjake za ponašanje životinja, fiziologiju, kemiju, znanost o materijalima i genomiku. Vodili su ga bivši poslijedoktorandi Kalifornijskog sveučilišta u Riversideu, Yu Fang i Yahya Al Naggar.

Rezultati bi mogli imati značenje koje nadilazi medonosne pčele. Oni sugeriraju da razvoj organizama ne oblikuju samo genetika i prehrana nego i fizičko te društveno okruženje u kojem odrastaju.

Godinama se razvoj pčelinje matice smatrao jednim od najjednostavnijih primjera u biologiji: posebna hrana stvara posebnog kukca. Ovo istraživanje otkriva mnogo bogatiju sliku. Matica ne nastaje samo zahvaljujući matičnoj mliječi. Cijela kolonija zajednički stvara uvjete potrebne za njezin uspješan razvoj, piše Nature.

„Ovaj rad pokazuje koliko su društva kukaca zapravo sofisticirana”, zaključio je Baer. „Kolonije medonosnih pčela nisu tek skup pojedinaca. One funkcioniraju kao integrirani biološki sustavi sposobni oblikovati vlastito životno okruženje.”