仕組み: ミツバチ協会

蜂の巣には、遺伝的によく似た何千匹もの雌のミツバチが群がっている。女王蜂と卵を育てるミツバチもいれば、花粉や蜜を求めて飛び立つミツバチもいる。ミツバチは年を取るにつれて新しい仕事に就くことは何十年も前から科学者には知られていたが、最近、研究チームが、ミツバチの DNA に付着した化学タグが、ミツバチのキャリアパスを決定する上で重要な役割を果たしていることを発見した。

多くの場合メチル基であるタグは遺伝子発現を制御し、それが生物の行動に影響を与える。アリゾナ州立大学の生物学者グロ・アムダム氏は、化学タグとそれが誘発する行動はどちらも可逆的であるようだと話す。たとえば、採餌蜂は巣の必要に応じて看護蜂になることができる。人間も行動に影響を与える可能性のあるエピジェネティックタグを持っている。科学者は、自殺した児童虐待被害者のストレスホルモン受容体遺伝子にメチル基が付着していることを発見した。ハチのこれらの化学信号を変えることができれば、科学者は心理的トラウマ、気分障害、学習障害を持つ人々に対する新しい治療法も見つけることができるかもしれない。

開花時期
利用可能な食物の増加を利用するために、通常は看護蜂になる若い蜂はすぐに採餌蜂へと発達し、その変化はエピジェネティックタグの変化に反映される。

基本人口
平均的な巣箱には 10,000 から 50,000 匹の働き蜂がいます。採餌蜂は常時、労働力の約 30% を占めますが、その割合は環境要因によって変化することがあります。

群集効果
女王蜂は年老くと、主に乳蜂の群れとともに巣から逃げ出し、コロニーと幼虫を後継者に託す。その後、一部の採餌蜂と自由行動蜂は乳蜂に転向する。実験室での実験では、巣の蜂の半分が取り除かれた後、乳蜂になった採餌蜂はわずか 10 パーセントだった。科学者は、多くの採餌蜂が乳蜂に転向しないのは、脆弱性のためかもしれないと述べている。採餌蜂はコロニーを守るために脆弱になるようにプログラムされている。つまり、感染症や毒素を巣に持ち帰るのではなく、通常は野外で死滅するのだ。

女王
群れの女王蜂が年老いたり衰弱したりすると、養蜂家は脂肪酸とタンパク質を多く含むローヤルゼリーを分泌し、それを数匹の幼虫に与えます。この食事は卵巣の発達を促し、遺伝的に類似した何千もの卵を産み続ける新しい女王蜂を生み出します。

看護師
ほとんどのメス蜂は、女王蜂と幼虫の世話をする看護蜂としてその生涯を始めます。女王蜂の卵のために蜜ろうの巣を掃除し、幼虫に蜂蜜と花粉を与えます。

採集者
ほとんどの育児蜂は生後2～3週間になると、脳内の遺伝子発現が変化し、太陽をコンパスとして巣の外で花粉、蜜、水を探し回るようになります。しかし、科学者たちはこの仕事の変化は柔軟であることを発見しました。つまり、どの年齢の働き蜂でも育児や餌探しができるのです。

ドローン
染色体を1セットだけ持つ雄のミツバチが女王蜂の卵を受精させます。

看護蜂はいくつかのDNAタグから始まる[1]。タグが増えると採餌蜂になる[2]。タグを外すと看護蜂の役割に戻る[3]。

エピジェネティックタグの仕組み

タグ:メチルトランスフェラーゼなどの酵素は、エピジェネティック タグを DNA に転送するのに役立ちます。ミツバチのエピジェネティックな変化を誘発するメカニズムは十分に理解されていませんが、科学者は、採餌蜂が放出するフェロモンが役割を果たしているのではないかと疑っています。

遺伝子:メチル基などのエピジェネティック タグは、遺伝子がどの程度発現するか、あるいは遺伝子が発現するかどうかを決定します。

タンパク質:タグは、遺伝子の断片が mRNA 転写物に組み立てられる方法も指示し、最終的にその遺伝子から作られるタンパク質の種類を決定します。保育蜂が生成するタンパク質は、採餌蜂が生成するタンパク質とは見た目も機能も異なります。

統計

巣箱あたりの女王蜂数: 1
女王蜂1匹あたりの働き蜂数: 10,000～50,000
働き蜂の平均寿命（月数）： 3
2011年に米国で管理されたミツバチのコロニー数: 249万

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