วรรณะของผึ้งพันธุ์ [Apis mellifera] และรอยัลเจลลี่ (Royal jelly)
ผึ้งงานออกมากินน้ำหวานจากถาด
ผึ้งพันธุ์กลุ่มที่นิยมเลี้ยงและให้น้ำผึ้ง หรือที่เรียกว่า Honey bee คือ ชนิด [Apis mellifera ] เป็นสัตว์สังคมที่แท้จริง (Eusocial insect) ซึ่งจะมีการแบ่งหน้าที่ในรัง โดยแบ่งเป็นวรรณะต่างๆ คือ
1. วรรณะผึ้งงาน (Workers) เป็นผึ้งตัวเมียที่เป็นหมันคือ อวัยวะสืบพันธุ์ไม่เจริญ และไม่สามารถมีลูกเป็นของตัวเอง มีหน้าที่ที่คอยดูแลรัง ทำความสะอาดรัง ป้องกันรัง และหาอาหารมาเลี้ยงตัวอ่อน เวลาที่เราเจอผึ้งที่บินหากินอยู่นอกรัง ก็จะเป็นกลุ่มผึ้งงานกลุ่มนี้เอง
2. วรรณะราชินี (Queen) เป็นผึ้งตัวเมียเช่นเดียวกัน แต่ไม่เป็นหมัน โดยมีโครงสร้างระบบสืบพันธุ์ที่สมบูรณ์ สามารถสืบพันธุ์วางไข่ได้ และมีขนาดใหญ่กว่าผึ้งงาน ผึ้งราชินีตัวใหม่จะเกิดขึ้นมาในรังและเมื่อพร้อมก็จะออกมาผสมกับผึ้งตัวผู้ และเริ่มวางไข่ในรังเดิม หรือออกไปสร้างรังใหม่ต่อไป
ผึ้งราชินี (ตัวกลาง) ที่ล้อมรอบด้วยผึ้งงาน (ที่มา Jessica Lawrence, Eurofins Agroscience Services, Bugwood.org - https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11547381)
3. วรรณะโดรน หรือผึ้งตัวผู้ (Drone) ผึ้งราชินีสามารถกำหนดเพศของลูกที่เกิดขึ้นได้ เนื่องจากมีรูปแบบการกำหนดเพศแบบพิเศษ โดยไม่ได้กำหนดโดยโครโมโซมเหมือนในมนุษย์ แต่ผึ้งราชินีจะกำหนดเพศลูกโดยการผสมไข่กับสเปิร์มหรือไม่ผสม โดยวางไข่ที่ไม่ได้รับการผสม ไข่ก็จะฟักออกมาเป็นผึ้งตัวผู้ ในขณะที่ไข่ที่ได้รับการผสมจะฟักออกมาเป็นผึ้งตัวเมีย เรียกว่าเป็นระบบ Haplodiploidy (ตัวผู้เกิดจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสม และมีโครโมโซมชุดเดียวหรือเรียกว่า Haploid ในขณะที่ตัวเมียจะเกิดจากไข่ที่ได้รับการผสมและมีโครโมโซม 2 ชุดที่เรียกว่า Diploid) ซึ่งเป็นระบบกำหนดเพศที่พบในสัตว์ที่ใกล้เคียงกับผึ้ง เช่น ต่อ แตน มด
สมัยก่อนเราคิดว่าผึ้งตัวผู้มีหน้าที่ผสมพันธุ์อย่างเดียว เนื่องจากผึ้งตัวผู้จะไม่มีบทบาทในการทำงานในรัง และเมื่อมันผสมพันธุ์เสร็จแล้วก็จะตาย และถ้าผึ้งตัวผู้ออกจากรังจะตายในเวลาไม่นาน เพราะผึ้งตัวผู้ไม่สามารถหากินเองได้ ไม่สามารถสร้างน้ำผึ้งได้ ทำให้มันขาดอาหาร
ต่อมามีการศึกษาพบว่าผึ้งตัวผู้ที่ยังไม่ออกจากรังไปเพื่อผสมพันธุ์กับตัวเมีย ก็มีบทบาทในการควบคุมอุณหภูมิในรังในเขตหนาว เพราะเราจะชอบพบผึ้งตัวผู้อยู่รวมกันอยู่ตรงกลางรัง และการที่มันมีขนาดใหญ่กว่าผึ้งงานจะช่วยให้มันสามารถสร้างความอบอุ่นให้แก่รังได้ โดยการใช้กล้ามเนื้อในการกระพือปีก ทำให้กล้ามเนื้อเกิดความร้อน และแพร่กระจายความร้อนนี้ออกไปในรัง
ผึ้งตัวผู้ (ที่มา Epgui - CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=59927223)
จริงๆ แล้วผึ้งงานกับผึ้งราชินี ก็เกิดจากไข่ที่ได้รับกับการผสมของสเปิร์มเช่นเดียวกัน มีพันธุกรรมใกล้เคียงกันคือ ได้รับโครโมโซมครึ่งหนึ่งจากพ่อ และโครโมโซมครึ่งหนึ่งจากแม่ แต่ว่าผึ้งสองวรรณะกลับมีทั้งรูปร่าง ขนาด ความสามารถในการสืบพันธุ์ อายุขัยและพฤติกรรมที่แตกต่างกัน
ทำไมผึ้งทั้งสองวรรณะถึงมีความแตกต่างกันทั้งๆ ที่มีพันธุกรรมใกล้เคียงกันหรือแทบจะเหมือนกัน?
คำตอบเกี่ยวข้องกับ อาหารของผึ้งกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่ารอยัลเจลลี่ (Royal jelly) หรือบางครั้งก็มีชื่อเรียกว่า นมผึ้ง เป็นสารที่หลั่งออกมาจากต่อมในหัวของผึ้งงาน โดยเมื่อหลั่งออกมาแล้วผึ้งงานจะเอามาป้อนตัวอ่อน (หนอน) ทั้งที่จะเจริญไปเป็นเป็นผึ้งงาน ผึ้งตัวผู้ และผึ้งราชินี แต่ผึ้งงานและผึ้งเพศผู้จะได้รับรอยัลเจลลี่เพียงแค่สามวัน แล้วจะเปลี่ยนไปได้ Bee bread ที่สร้างจากการหมักน้ำหวานและเกสรดอกไม้ที่ผึ้งงานสะสมไว้ในรังมาแทน ในขณะที่ตัวหนอนที่จะเจริญไปเป็นราชินีจะได้รับรอยัลเจลลี่ต่อไปจนถึงระยะดักแด้
รอยัลเจลลี่มีองค์ประกอบคือ น้ำ 67% โปรตีน 12.5% น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 11% กรดไขมัน 6% และ Queen bee acid (10-hydroxy-2-decenoic acid หรือ 10-HDA) 3.5% ซึ่งเป็นกรดที่มีฤทธิ์ทางยา เช่น กระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาท ฆ่าเชื้อโรค และกระตุ้นการทำงานของภูมิคุ้มกัน และอาจจะมีสารอื่นๆ อีก เช่น แร่ธาตุและวิตามินต่างๆ
คุณสมบัติและสารอาหารของรอยัลเจลลี่ที่ทำให้ผึ้งเกิดการเจริญเติบโตแตกต่างกันทำให้มนุษย์สนใจนำรอยัลเจลลี่มาใช้เป็นอาหารเสริม
หน้าตาของ Bee bread (ที่มา Cabajar - https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19641987)
แล้วทำไมผึ้งงานที่ไม่ได้รับรอยัลเจลลี่ตลอดการเจริญเติบโตถึงเป็นหมัน ในขณะที่ผึ้งราชินีถึงไม่เป็นหมัน?
ผลของรอยัลเจลลี่ต่อการพัฒนาของผึ้งเกิดจากคุณสมบัติของโปรตีนที่ชื่อว่า Royalactin ในรอยัลเจลลี่ที่ไปยับยั้งกระบวนการการแสดงออกของยีนตัวหนึ่งที่ชื่อว่า DNA methyltransferase Dnmt3 ในร่างกายของผึ้ง และกระตุ้นให้เกิดการเจริญของรังไข่ของผึ้งและลักษณะอื่นๆ ที่ทำให้ผึ้งตัวนั้นเจริญไปเป็นผึ้งราชินีต่อไป
ในขณะที่ผึ้งงานที่ได้รับ Beebread ซึ่งมีสารอาหารที่เป็นโปรตีนต่ำกว่ารอยัลเจลลี่ และมีสารในกลุ่ม Flavonoids ที่เป็นสารเคมีที่ผลิตจากพืชที่อยู่ในละอองเกสรดอกไม้สูง ซึ่งการที่ได้รับอาหารที่มีโปรตีนต่ำ การที่ได้รับสารในกลุ่ม Flavonoids รวมถึงการขาดโปรตีน Royalactin ที่ควบคุมการแสดงออกของยีน ก็เป็นปัจจัยในการยับยั้งการเจริญของอวัยวะสืบพันธุ์ และทำให้ผึ้งเจริญเป็นผึ้งงานที่เป็นหมันต่อไป
เพราะฉะนั้นจริงๆ แล้ว ผลของรอยัลเจลลี่ที่กำหนดวรรณะของผึ้ง ก็เป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่า การแปรผันทางลักษณะที่แสดงออกมา (Phenotype) อาจไม่ได้เกิดจากลักษณะทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตอย่างเดียว แต่อาจจะเกิดจากสิ่งแวดล้อมด้วยก็ได้ (Phenotypic polymorphism) ซึ่งในที่นี้คือ อาหารที่ผึ้งได้รับนั่นเอง
ผึ้งงานกำลังออกหาอาหาร
ใครสนใจสัตว์สังคมอย่างมด ก็มีบทความให้อ่านอีกนะครับ
เอกสารอ้างอิง
1. Tautz J (2008) The Buzz about Bees. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
2. Harrison, J H (1987). "Roles of individual honeybee workers and drones in colonial thermogenesis" (PDF). Journal of Experimental Biology. 129: 60.
4. Hattori, Noriko; Nomoto, Hiroshi; Fukumitsu, Hidefumi; Mishima, Satoshi; Furukawa, Shoei (2007-01-01). "Royal jelly and its unique fatty acid, 10-hydroxy-trans-2-decenoic acid, promote neurogenesis by neural stem/progenitor cells in vitro". Biomedical Research. 28 (5): 261–266. doi:10.2220/biomedres.28.261
6. Kucharski R, Maleszka, J, Foret, S, Maleszka, R (2008). "Nutritional Control of Reproductive Status in Honeybees via DNA Methylation". Science. 319 (5871): 1827–1833.
6. Mao, Wenfu; Schuler, Mary A.; Berenbaum, May R. (2015). "A dietary phytochemical alters caste-associated gene expression in honey bees". Science Advances. 1 (7): e1500795.
- 9
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
