Z artykułu dowiesz się:

• co to są rebeliantki, policjantki pszczele, anarchistki i rewersantki
• jakie zachowania antyspołeczne i pasożytnicze przejawiają pszczoły
• czy pszczoły mają emocje

Zbuntowane pszczoły

Wywiad z dr hab. Karoliną Kuszewską

Moja rozmówczyni jest asystentem naukowym na Wydziale Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. W swoich badaniach zajmuje się przede wszystkim podziałami socjalnymi wśród pszczół i ich strategiami rozrodczymi. W świecie naukowym szczególnie znana z badań i publikacji (wspólnie z prof. Michałem Woyciechowskim) o pszczołach rebeliantkach.

Fot. Karolina Kuszewska

Jakub Jaroński: Jesteś specjalistką od ewolucjonizmu pszczół, a szczególnie od strategii ewolucyjnych pszczół miodnych rebeliantek.

Karolina Kuszewska: Tak. Zajmuję się strategiami reprodukcyjnymi pszczół. Przy ich pomocy testuje ogólne strategie ewolucyjne. W większości przypadków moją modelową grupą pszczół, z którymi pracuję, są właśnie pszczoły rebeliantki.

JJ: Jak to się stało, że zainteresowałaś się pszczołami?

KK: To jest dosyć długa opowieść. Jak rozpoczynałam studia, to myślałam, że pójdę w kierunku ornitologii. Natomiast już na pierwszym roku zainteresowałam się jednak owadami. Zaczęłam się rozglądać za jakąś osobą, u której mogłabym pisać pracę o owadach i jeden z profesorów podpowiedział mi, że w instytucie pracuje profesor Woyciechowski, który zajmuje się owadami, w tym owadami socjalnymi. I tak został promotorem mojej pracy magisterskiej, ale co ciekawe samą pracę magisterską pisałam o modraszkach i mrówkach.

Później, kiedy postanowiłam, że rozpocznę studia doktoranckie, to profesor Woyciechowski namówił mnie na pszczoły. Osobiście czułam przed tymi owadami lekki respekt. Nigdy wcześniej nie miałam z nimi do czynienia. Profesor jednak przekonał mnie, tłumacząc, że pszczoły w gruncie rzeczy są stosunkowo łatwym organizmem modelowym – w tym sensie, że są proste w hodowli, bo jest do nich dużo sprzętu pszczelarskiego potrzebnego do badań.

Spróbowałam i okazało się, że to jest właśnie to, co chciałabym robić naukowo. Pszczoły okazały się ciekawe i wcale nie aż tak straszne, jak mi się wydawało na samym początku.

JJ: Łatwiejsze od mrówek czy termitów?

KK: Na pewno tak w sensie hodowlanym, ponieważ wiemy, jak utrzymywać kolonie przez długie lata i mamy do tego cały sprzęt tzn.: ule, odpowiednie drobiazgi, nawet takie specjalne do izolacji matek. Czasami oczywiście potrzebujemy czegoś nietypowego, czego pszczelarze nie używają, ale zwykle wystarczy kupić coś standardowego i lekko to przerobić. Natomiast jeśli chodzi o mrówki, to po pierwsze, jest mnóstwo gatunków i często bardzo trudno znaleźć jest mrówczą królową.

Po drugie, żeby utrzymać kolonię mrówek w sztucznych warunkach, większość narzędzi trzeba wytwarzać samemu lub zamawiać specjalne, a w ostateczności przerabiać coś standardowego np. opakowania na jedzenie. W związku z tym koszty takiej hodowli są znacznie wyższe.

JJ: Na czym w takim razie polega twoja praca przy pszczołach miodnych?

KK: Podstawą jest mimo wszystko utrzymanie pasieki. Czasami mamy wolontariuszy, którzy nam w tym pomagają. To taka praca podobna do pracy typowego pszczelarza, czyli opiekowanie się pszczołami, wymiana różnego rodzaju ramek na wiosnę, czasami nawet wybieranie miodu, jeżeli jest go dużo. Do naszych badań miodu nie potrzebujemy wcale i najczęściej dla nas jest to produkt zbędny. Jeżeli jest go za dużo, to korpusy stają się za ciężkie.

JJ: Czyli nie zależy Wam na miodzie. To się jednak dość mocno różni od standardowego pszczelarstwa.

KK: Zależy nam głównie na robotnicach i na tym, żeby rodzina pszczela była w dobrej kondycji, tak, żebyśmy mogli wykonywać swoje eksperymenty. Aby rozpocząć jednak same doświadczenia, musimy zacząć od skłonienia pszczół do wychowu pszczół rebeliantek.

JJ: Co to są rebeliantki?

KK: To są takie pszczoły, które potrafią aktywować swoje jajniki, nawet jeśli w rodzinie jest matka, a w naturalnym gnieździe wychowywane są zaraz po rójce, czyli w okresie, kiedy w gnieździe nie ma matki. Stara matka wylatuje z częścią robotnic, a jaja, które po niej zostały, wychowywane są dopóty nie pojawi się nowa matka w tzw. osieroconym gnieździe. Z tych jaj właśnie powstają rebeliantki. My robimy to w sztuczny sposób. Dzielimy rodzinę na dwie części i do każdej z nich wkładamy ramkę pszczelą, na której znajdują się wcześniej złożone jaja.

Z tych samych jaj w części bezmatecznej powstaną pszczoły rebeliantki, a w części z matką zwykłe robotnice (które także wychowujemy, gdyż służą nam do porównań). Podsumowując, jeżeli od samego początku, czyli od jaja, pszczoła wychowywana jest w gnieździe bez matki, to rozwinie się w rebeliantkę.¹

JJ: Z tego, co mi wiadomo, w biologii pszczół miodnych wyróżnia się trzy różne, powiedzmy nonkonformistyczne strategie zachowania się robotnic wobec całej kolonii pszczół, a więc: anarchistki, rebeliantki i trutówki. Czym one się różnią?

KK: Trutówki to są pszczoły już dorosłe, które pozostały w gnieździe bez matki i po jakimś czasie – po 2–3 tygodniach – uaktywniają swoje jajniki i mogą zacząć składać jaja. Oczywiście jak wszystkie robotnice, w tym także anarchistki i rebeliantki, składają tylko jaja niezapłodnione, z których mogą rozwinąć się tylko samce, czyli trutnie.

Natomiast anarchistki to są pszczoły, u których zaszła mutacja genetyczna. W przyrodzie są bardzo szybko eliminowane przez dobór naturalny i na stałe są obecne tylko w sztucznie utrzymywanych pasiekach np. w Australii. To są osobniki, które fizycznie reprodukcyjnie nie różnią się od zwykłych robotnic, czyli mają taką samą liczbę ovarioli (rureczek jajnikowych). Mimo wszystko w dorosłym życiu, pomimo że w gnieździe znajduje się matka, aktywują swoje jajniki i składają jaja.

Rebeliantki z kolei są osobnikami, które nie mają mutacji genetycznej. Z tego samego jaja można wychować normalną robotnicę lub rebeliantkę. Wszystko zależy od tego, czy w okresie larwalnym tych pszczół znajduje się w gnieździe matka, czy nie. Rebeliantki odróżnia od zwykłych robotnic anatomia. Mają więcej rureczek jajnikowych. Im więcej mają takich rureczek, tym więcej mogą wyprodukować jaj. Ponadto różnią się wielkością specyficznych gruczołów. Te, które wspomagają opiekę nad potencjalnym innym potomstwem są mniejsze, natomiast te, które służą do reprodukcji, są większe niż u zwykłej robotnicy. A zatem zostanie rebeliantką nie jest determinowane na poziomie genetycznym, a na poziomie środowiskowym, epigenetycznym.

JJ: Czy przekładając to na język pospolity, można powiedzieć, że rebeliantka jest trochę antyspołeczna przez wychowanie, natomiast anarchistka ma takie cechy już wrodzone?

KK: Dokładnie tak.

JJ: A co oznacza w takim razie angielski zwrot: worker policing?

KK: Patrolujące robotnice.

JJ: To są robotnice, których zadaniem jest patrolowanie i wyszukiwanie jaj takich rebeliantek i ich niszczenie. Czy nie lepiej nazwać je po prostu „policją pszczelą”?(śmiech)

KK: No właśnie można by było, ale z angielskiego zostało przetłumaczone to już jako patrolujące robotnice.

Rys. Mariusz Uchman

JJ: To by była taka łatwa do zrozumienia metafora świata ludzkiego, informująca, że społeczność pszczela, podobnie jak ludzka, też ma swoją policję. Zakładam, że podobnie jak ludzka policja, ta pszczela także nie jest doskonała, a same antyspołeczne robotnice mają także swoje sposoby na oszukiwanie?

KK: Tak, „policja” nie jest doskonała. Im więcej jaj złożonych przez robotnice, tym więcej trutni będzie z nich odchowanych. Wytłumaczeniem tego jest fakt, że im więcej złożonych jaj przez rebeliantki, tym większa szansa na błąd ze strony patrolujących robotnic. Natomiast jeśli chodzi o tę drugą kwestię, czyli oszukiwania, to robiliśmy takie badania z rebeliantkami. Zainspirowały nas do tego niektóre doświadczenia z anarchistkami, które pokazały, że potrafią one oszukać patrolujące robotnice. Dzięki specyficznemu oznakowaniu jaj patrolujące robotnice nie są w stanie rozpoznać, czy to są jaja od matki, czy nie. Nam wyszło, że niestety rebeliantki takiej zdolności nie mają i ich jaja są tak samo szybko niszczone jak zwykłych robotnic.

JJ: A zatem skoro policja nie jest idealna, to czy zaglądając do dużej rodziny pszczelej z odchowanymi trutniami, możemy znaleźć jakiegoś samca z robotnicy i nie jest to nic dziwnego?

KK: Tak, możemy. Nawet zwykłej robotnicy co jakiś czas może się to zdarzyć.

JJ: Wziąwszy te badania pod uwagę, czy ewolucyjny dobór grupowy może mieć zastosowanie w uzasadnieniu tych zachowań pszczół?

KK: Nie.

JJ: Bardzo niewielu biologów głosi jednak wciąż taką koncepcję, np. wybitny badacz społeczeństw mrówek Edward Osborne Wilson (niedawno zmarły – przyp. aut).

KK: Tak, wiem. Czytałam te prace i, niestety dla twierdzeń Wilsona, samo to, że pojawiają się rebeliantki, świadczy przeciwko teorii doboru grupowego, a bardziej wskazuje na działanie doboru krewniaczego. Jak mówiłam, rebeliantki pojawiają się, kiedy stara królowa wylatuje, a w gnieździe pozostają jej córki opiekujące się swoimi siostrami, które w przyszłości też będą królowymi i robotnicami, w tym także rebeliantkami. Oznacza to, że w przyszłości nowo wyłoniona królowa nie będzie matką starych robotnic, a nowe kasty pszczół nie będą siostrami i braćmi starego pokolenia, a siostrzenicami i siostrzeńcami. W związku z tym, zanim nie dojdzie do wymiany nowego pokolenia, w gnieździe pszczół spada na krótko stopień pokrewieństwa pomiędzy pszczołami. A zatem rebeliantki mają większy zysk ewolucyjny, będąc bardziej samolubne. Więcej genów są w stanie przekazać poprzez swoje własne potomstwo niż poprzez potomstwo swojej potencjalnej siostry, która często w dodatku jest dla nich tylko siostrą przyrodnią, ponieważ królowa pszczela kojarzy się z kilkunastoma samcami i to niespokrewnionymi. Niezależnie od tego, jak w gnieździe przekazywane i rozdzielane jest nasienie, co jest naukowo wciąż kwestią kontrowersyjną, posiadanie swojego potomka – nawet jeśli jest to tylko męski potomek – po prostu się opłaca. To wszystko można matematycznie policzyć – mówiąc brutalnie. Podsumowując, w przeszłości powstała pewna – nazwijmy to umownie „mutacja” – która umożliwiła pojawienie się rebeliantek i została utrzymana przez dobór naturalny, ponieważ cecha ta mogła przejść do następnych pokoleń właśnie dzięki doborowi krewniaczemu, a nie doborowi grupowemu.

JJ: Wyjaśnię tylko dla czytelników, że dobór grupowy, będący popularną teorią w pierwszej połowie XX w., zakłada, że społeczeństwa owadów miałyby mieć takie adaptacje jako grupa, w których pojedyncze pszczoły (czy inne osobniki owadów społecznych) pod względem ewolucyjnym niejako poświęcałyby się dla całej swojej grupy. Można jeszcze rozszerzyć to rozumowanie na cały gatunek. Mówię to dlatego, że wciąż w mediach powszechne są zwroty, które były popularne w pierwszej połowie XX w. w nauce, stwierdzające, że gatunki mają swoje ewolucyjne interesy, że może się coś dziać w ewolucji dla dobra gatunku itd. Tymczasem współczesna nauka nie zna takiego zjawiska. Może też tytuł najsłynniejszego dzieła teorii ewolucji Karola Darwina „O powstawaniu gatunków...” niechcący trochę niepotrzebnie narzucać takie rozumowanie, z którego wynikać ma, że gatunki są bytami, których poszczególni przedstawicie realizują interes gatunku.² Niemniej Twoje badania też temu przeczą.

KK: Tak. Nie dość, że temu przeczą, to jeszcze są dowodem na to, że każdy osobnik ma swój własny interes. To, że powstały takie kolonie eusocjalne jak rodziny pszczele, jest wynikiem doboru krewniaczego. Co sprowadza się do tego, że osobnik inwestuje swoje zasoby w krewniaków tylko wtedy, jeśli ten krewniak ma szanse przenieść dużo jego genów do następnego pokolenia.

JJ: Jednak jak doszło do wyewoluowania takich eusocjalnych owadów, bo z tego co wiem, nie wszystko możemy uzasadnić tylko doborem krewniaczym?

Słowniczek:

Eusocjalność:

rodzaj społecznej samoorganizacji wśród zwierząt w formie egzystującej przez co najmniej dwa pokolenia, w której dochodzi do podziału na role: kasty reprodukcyjne i inne. Niezbędną funkcję pełnią w niej także osobniki opiekujące się nie swoim potomstwem.

Haplodiploidalność:

system determinacji płci, w którym samce rozwijają się z niezapłodnionych komórek jajowych (są haploidalne, czyli mają tylko jeden zestaw chromosomów po matce), a samice –

z jaj

zapłodnionych (są diploidalne, czyli mają dwa zestawy chromosomów po matce i ojcu). Jest to popularny system determinacji płci u owadów błonkoskrzydłych, choć w porównaniu z całym królestwem zwierząt jest to względnie rzadki system determinacji płci.

Telitokia:

rodzaj partenogenezy (rozmnażania organizmów płciowych, ale bez zapłodnienia: bez udziału plemników), w której samice rodzą się z niezapłodnionych jaj. To rzadki przypadek dzieworództwa w świecie zwierząt. Częstszy u bezkręgowców, w tym u niektórych gatunków socjalnych owadów błonkoskrzydłych jak mrówki, osy, rośliniarki czy właśnie pszczoły, ale zdarza się także u mszyc czy termitów. W przypadku błonkówek z haploidalnym systemem determinacji płci powstaje diploidalna samica bez udziału ojca, która również może zostać płodną królową. Dzięki telitoki mogą nawet zaistnieć populacje całkowicie żeńskie, np. u termitów niektóre kolonie w termitierach są całkowicie pozbawione nasienia i samców, a królową zostaje niezapłodniona matka (księżniczka). Telitokia jest bardzo rzadkim zjawiskiem u kręgowców, ale również jest możliwa. Występuje np. u jaszczurek z rodzaju Cnemidophorus, u których pomimo tego, że nie występują w ogóle męskie osobniki, zachował się skomplikowany rytuał godowy, w którym samice „kopulują” – jedna z partnerek „wchodzi w rolę” męską. Zachowanie godowe i seksualne – w gruncie rzeczy aseksualnych osobników – jest niezbędne, aby pobudzić samice jaszczurek do składania jaj.

1 - Więcej o rebeliantkach przeczytasz w artykule A. Żmudy pt. „Czy można rozpoznać rebelię w pasiece?” na str. 6

2 - Więcej na ten temat przeczytasz w artykule J. Jarońskiego pt.„Ewolucyjno-kreacjonistyczna mitologia pszczelarska” w „Kalendarzu Pszczelarza z Pasją” na 2022 r. – przyp. red.

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"