Шмелиная матка — единственная основательница колонии, но даже она не может работать без перерывов.

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде выяснили, что королевы шмелей делают паузы в размножении, чтобы не истощиться до появления первых рабочих особей.

Результаты опубликованы в издании BMC Ecology and Evolution.

В первые дни после создания колонии матка делает все сама: ищет еду, согревает личинки, грея их мышцами крыльев, поддерживает гнездо и откладывает яйца.

Ошибка — и колония погибнет. Но ученые заметили странный ритм: после активной кладки яиц королева вдруг замирает на несколько дней.

Я увидела эти паузы, когда просто фотографировала гнезда каждый день, — говорит Бланка Пето, автор исследования. — Это было неожиданно. Мне захотелось понять, что происходит в эти периоды.

Чтобы разгадать загадку, Пето наблюдала за сотней маток в лаборатории 45 дней. Она фиксировала их активность, особенно кладки — комки яиц в восковых ячейках, окруженных пыльцой. Оказалось, многие королевы после интенсивной откладки яиц делали перерывы на несколько дней.

Паузы совпадали с определенными стадиями развития личинок. Тогда Пето добавила в гнезда личинок разного возраста. Если подкладывали куколок (почти взрослых шмелей), матка возобновляла кладку уже через полтора дня. Без них перерыв затягивался до 12 дней.

Видимо, куколки подают сигнал: «Можно снова размножаться», — объясняет Пето. — Это не конвейер, как мы думали раньше, а гибкий процесс.

Раньше считалось, что у общественных насекомых потомство появляется непрерывно. Но шмелиные королевы действуют иначе — их репродуктивный цикл прерывистый.

Их поведение гораздо пластичнее, чем мы предполагали, — говорит Пето. — Это критично, потому что первые дни колонии — самые опасные. Если матка перегрузится, вся семья погибнет.

Хотя исследовали только один вид, этот механизм может быть у других шмелей и даже муравьев или ос. Возможно, такие паузы — эволюционная хитрость, помогающая королевам дожить до появления рабочих особей.

Шмели в Северной Америке исчезают из-за пестицидов, потери среды и климата. Понимание их биологии поможет сохранить этих важных опылителей.

Даже в идеальных лабораторных условиях матки делают перерывы, — подчеркивает Пето. — Значит, это не реакция на стресс, а естественный механизм. Они грамотно распределяют силы.

Без королев нет колоний. А без колоний — опыления растений. Возможно, именно эти паузы — залог их выживания.

Это исследование меняет представление о биологии шмелей. Если раньше считалось, что матки работают «на износ», теперь ясно: их репродуктивный цикл — это тонкая настройка под потребности колонии.

Практические применения:

• Сохранение видов — зная, что матки чувствительны к нагрузкам, можно оптимизировать программы разведения исчезающих шмелей.
• Сельское хозяйство — шмелей используют для опыления тепличных культур. Понимание их физиологии поможет избежать гибели маток в искусственных условиях.
• Робототехника — алгоритмы распределения ресурсов у шмелей могут вдохновить энергоэффективные системы.

Отметим, что исследование проводилось в лаборатории, где нет естественных угроз (хищники, перепады температур). В природе матки могут вести себя иначе — например, сокращать паузы под давлением внешних факторов. Также выборка ограничена одним видом, а у других шмелей ритмы могут отличаться.

Ранее ученые выяснили, что для шмелей важно собрать много пищи за короткое время.