ミツバチの場合、女王蜂は特別な香りを使って働き蜂を確実に無菌状態に保ち、ミツバチに奉仕します。研究者らは今回、このような女王フェロモンを、はるかに単純なコロニーを持つミツバチの一種であるハロウミツバチで初めて検出した。しかし、驚くべきことは、この種のミツバチの女王の香りは、ミツバチとは化学的にまったく異なる物質で構成されているということです。これは、これらのフェロモンの進化がこれまで考えられていたよりも複雑であることを示唆しています。
ミツバチのコロニーでは厳密な分業が行われており、女王蜂だけが生殖と産卵を担当します。一方、働きアリの仕事は、女王バチの世話をし、雛を育て、巣に食料を調達することです。女王バチが分泌する香り、女王フェロモンは、働きバチが卵巣を発達させず、性的に成熟しないことを保証します。そのため、自ら子孫を残すことができません。この生殖分業とカースト制度は、ミツバチ、スズメバチ、アリなどの真社会性昆虫の成功の基盤であると考えられています。
ミツバチにも女王フェロモンがあるのでしょうか？
しかし、同様に社会的に生活しているものの、それほど顕著ではないカーストの違いを示すミツバチの種もあります。これらの原始的な真社会性のミツバチには、溝蜂 Lasioglossum malachurum が含まれます。彼らの毎年のコロニーは、ミツバチやスズメバチよりもはるかに少ない個体数で構成されており、女王バチと働きバチの外見にはほとんど違いがありません。これが、研究者たちが以前、これらのミツバチ種には女王フェロモンが必要ないと仮定していた理由です。その代わり、女王蜂は攻撃的で支配的な行動をとって、働きバチが交尾したり繁殖したりしないようにする――というのが一般的な思い込みだ。ただし、これはまだ証明されていません。
だからこそ、ウルム大学のアイリス・シュタイツ氏とその同僚たちは、この仮説をミツバチの実験で検証したのである。これらのミツバチは、さまざまな長さの炭化水素鎖や、環状のエステル、いわゆる大環状ラクトンなど、さまざまな香りを皮膚に漂わせていることは、以前の研究ですでに知られていました。すでに知られているように、これらの物質は働きバチよりも女王バチの表皮に豊富に含まれています。しかし、これらの物質の 1 つが実際に女王フェロモンとして機能するかどうかは不明でした。
ここで、シュタイツ氏と彼女のチームによる実験が登場します。これを行うために、彼らは2人の作業員を透明なチューブの中に入れ、遭遇中の彼らの行動を観察した。ハイライト：研究者らは以前、女王蜂の香り混合物、またはクチクラ炭化水素と大環状ラクトンの別の混合物で動物の1頭をコーティングしていた。
既存だけど驚くほど違う
検査の結果、女王蜂の元々の分泌物が実際に労働者に典型的な反応を引き起こしたことが判明した。「典型的な反応は、従順で引っ込み思案な動きです」とシュタイツ社の同僚マンフレッド・アヤッセ氏は説明する。香りに騙されて、チューブの中のテストミツバチも、「香りをつけた」同僚に対してこの従順な行動を示しました。研究者らによると、このことは、ミツバチの女王バチが働きバチの行動を制御するために匂い信号も利用していることを示唆しているという。
しかし、このフェロモンは何で構成されているのでしょうか？これは、合成香料混合物に対する作業員の反応によって示されました。大環状ラクトンで覆われた巣の仲間に遭遇すると、女王蜂を相手にしているかのように行動した。しかし、労働者がクチクラ炭化水素の混合物だけを着ていた場合、服従反応は起こらなかった。研究者らは、ミツバチの女王フェロモンは大環状ラクトンで構成されているようだと報告している。追加の実験で確認されたように、これらの香りは労働者の卵巣の発育も阻害します。
このことから、これまでの想定に反して、アオハナバチなどの原始的な真社会性のミツバチも女王フェロモンを使用していることが明らかになりました。また驚くべきことに、「これまでに発表されたほとんどの研究は、一般的にすべての社会性昆虫においてクチクラ炭化水素が女王フェロモンに進化したことを示唆している」とアヤッセ氏は言う。 「私たちの研究はこの仮定に疑問を投げかけ、進化のより複雑な全体像を示しています。」
出典: ウルム大学;技術記事: 現在の生物学、 doi: 10.1016/j.cub.2020.01.026
