Trutnie i inni fruwający panowie

Badacze nie poświęcili zbyt wiele uwagi pszczołom płci męskiej ze względu na ich reputację drugorzędnych graczy. Wiemy jednak, że trutnie mają fundamentalne znaczenie dla funkcjonowania roju pszczół, ponieważ ich ciała wytwarzają ciepło, które pomaga utrzymać temperaturę ula. Pszczoły miodne nie hibernują, więc termogeneza (produkcja ciepła) jest sprawą życia lub śmierci całego roju. Ponieważ trutnie są większe i silniejsze niż robotnice, ich wkład jest nieproporcjonalnie większy.

Bez względu na inny wkład trutni w funkcjonowanie kolonii, wszystko dramatycznie blednie gdy osiągną dojrzałość płciową. W ciepły, słoneczny dzień w okresie godowym trutnie wylatują na spotkanie ze swoimi towarzyszami z sąsiedztwa unosząc się na wysokości od 10 do 40 metrów nad ziemią. Taka chmara pszczelich samców może liczyć tysiące osobników. Kiedy wszystkie dostępne samce są już zebrane, dziewicze królowe opuszczają ule i przyłączają się: miłość wisi w powietrzu.

Dzięki swoim dużym oczom truteń dostrzega królową w tłumie i dopada ją. Spółkowanie trwa nie dłużej niż pięć sekund, podczas których endophallus (odpowiednik penisa) zostaje wywrócony na lewą stronę i napompowany przez hemolimfę („krew”) pod wysokim ciśnieniem, i penetruje królową. Gdy hemolimfa wdziera się do jego fallusa, truteń traci kontrolę nad swoim ciałem i jest niezdolny do ruchu. Wytrysk odbywa się z taką szybkością i siłą, że można to usłyszeć jako trzask.

Niestety, ten miłosny wysiłek nie może się dobrze skończyć dla szczęśliwego zalotnika. Endophallus urywa się, pozostawiając jego część wewnątrz królowej. Truteń spada na ziemię i ginie. Ten miłosny dramat można obejrzeć na tym wideo:.

Ryc. 2. Wysunięty endophallus trutnia © Michael L. Smith, Wikipedia Commons.

A jednak to samopoświęcenie nie gwarantuje wyłącznego ojcostwa. Inny truteń może usunąć fragment fallusa z królowej i kopulować z nią, a ten proces może powtarzać się do 20 razy z kolejnymi zwycięskimi trutniami.

Ryc. 3. Pobieranie spermy trutnia © USDA .

Życie ukrywa więcej nieszczęść dla naszych trutni. Mają dziadka i wnuczki, ale nie mają ojca ani synów. Takie surrealistyczne komplikacje rodzinne powstają z powodu haplodiploidalności. Można sobie połamać język na tym słowie, a termin oznacza układ rozrodczy, w którym samice mają dwa zestawy chromosomów (tak jak my), ale samce tylko jeden. Po kryciu królowa pszczół przechowuje nasienie w wewnętrznym worku zwanym spermateką. Może uwolnić część plemników, gdy komórka jajowa przechodzi przez jej jajowód, w którym to przypadku komórka jajowa zostaje zapłodniona i rodzi samicę z dwoma zestawami chromosomów. Jeśli plemniki nie zostaną uwolnione z spermateki, komórka jajowa da samca z pojedynczym zestawem chromosomów odziedziczonych po królowej: nie ma jednak danych genetycznych ojca. W podobny sposób określa się płeć dla wszystkich owadów błonkoskrzydłych (pszczoły, mrówki i osy), Thysanoptera (wciornastki) i kilku innych gatunków owadów.

Konsekwencje haplodiploidalności idą bardzo daleko. Potomstwo ludzkie dzieli 50% swoich genów z matkami i 50% z ojcami, więc rodzeństwo dzieli średnio 50% materiału genetycznego: (50% + 50%)/2. Samice pszczół miodnych mają jednak 50% genów matki, ale wszystkie geny ojca. Są więc powiązane przez (50%+100%)/2, czyli 75%. Szczegółowe wyjaśnienie tych obliczeń znajdziesz tutaj . [Przy założeniu, że samica była zapładniana tylko raz.]

Te 75% pomaga rozwiązać „jedyną szczególną trudność” Darwina, na którą natknął się pisząc O powstawaniu gatunków. Prawie wszystkie pszczoły, mrówki i osy w kolonii to bezpłodne robotnice, których zadaniem jest zbieranie pożywienia, ochrona gniazda i pomoc królowej w składaniu jaj; nie rozmnażają się, dlatego nie podlegają doborowi naturalnemu. Jak te owady społeczne mogły ewoluować?

Odpowiedzią na zagadkę Darwina jest dobór krewniaczy: ponieważ pszczoły siostrzane są bardziej spokrewnione ze sobą niż z królową lub ewentualnymi córkami, mają większą szansę na przekazanie swoich genów, pomagając matce w spłodzeniu większej liczby sióstr niż przez reprodukowanie się. Teoria doboru krewniaczego obejmuje samopoświęcenie i altruizm, a ponieważ powinna odnosić się również do nas, naturalnie wywołuje kontrowersje i wieczne dyskusje.

Podczas gdy te dziwactwa trutni mają miejsce w pasiece, w pobliskim ogrodzie trzmiel leniwie gramoli się na liściu czyśćca wełnistego (Stachys byzantina ), jakby zastanawiając się, czy warto odwiedzić jego kwiaty. Zanim podejmie decyzję, nagle uderza w niego czarno-żółty pocisk. Oszołomiony trzmiel chwieje się i ucieka w powietrze, po czym zostaje ponownie uderzony. Próbując utrzymać się w locie, zmienia kurs i ucieka tak szybko, jak pozwalają mu na to jego nadwyrężone skrzydła. Gdyby biedak mógł spojrzeć wstecz, zauważyłby agresora, który teraz zwraca uwagę na niczego niepodejrzewającą pszczołę miodną.

Trzmiel i pszczoła miodna miały nieszczęście wtargnąć na terytorium makatki zbójnicy (Anthidium manicatum). Samce tego gatunku są notorycznie agresywne w stosunku do postrzeganych zagrożeń, czy to innych samców, czy jakiejkolwiek pszczoły, która może interesować się roślinami, z których samice pszczół karczowatych zbierają pyłek, nektar lub materiały do budowy gniazda.

Ryc. 4. Samiec makatki zbójnicy, pszczoły gręplującej wełnę © Bruce Marlin, Wikipedia Commons.

Wszystkie samce makatki zbójnicy są wściekle agresywne. Świadkowie pewnego incydentu donoszą, że pięć pszczół zostało powalonych w krótkim odstępie czasu, trzmiele i pszczoły miodne z rozerwanymi skrzydłami, ofiary rzucone na ziemię i pokaleczone przez ugryzienia i uderzenia napastnika. Zaobserwowano, że dwa samce unoszą się w powietrzu przygotowujące się jak jelenie do starcia. Kiedy się zderzyły, mniejsza pszczoła upadła na ziemię z rozpostartymi skrzydłami, wibrując na brzuchu (prawdopodobnie konając).

Ryc. 5. Szczegóły dotyczące groźnych zgrubień brzusznych samca makatki zbójnicy © Soebe, Wikipedia Commons.

Taka agresywność ma przyczyny biologiczne: poliandria i dziwactwo fizjologiczne znane jako „pierwszeństwo ostatniego męskiego plemnika”. Poliandria – z greckiego „wielu mężów” – to sytuacja, kiedy samica łączy się z kilkoma samcami w sezonie godowym. Ten system kojarzeń jest rzadkością wśród pszczół; u większości gatunków samice kopulują raz i tylko z jednym samcem. Ale pszczoły karczochowate, podobnie jak pszczoły miodne, mają stosunki z wieloma samcami: monogamia nie wchodzi w grę. Pierwszeństwo plemników samców ma miejsce, gdy samiec kopulujący ostatni w sekwencji partnerów ma największą szansę na zapłodnienie samicy. Tak więc, aby zapewnić ojcostwo, samiec musi odegnać potencjalnych konkurentów i jak najczęściej kojarzyć się z dowolnymi samicami na swoim terytorium: często w odstępach kilku minut. Ten krótkometrażowy film śledzi wyczyny samca makatki zbójnicy (uwaga: zawiera sceny seksu i przemocy).

Ale dla samicy życie to nie tylko nękanie ze strony nachalnych i agresywnych samców: dzięki swojemu opiekunowi ma dla siebie dostęp do pyłków i nektaru, wolny od konkurencji. Może skupić się na jedzeniu i budowaniu gniazda, które słynny przyrodnik i entomolog Jean-Henri Fabre (1823-1915) uważał za „najbardziej elegancki okaz budowania gniazd entomologicznych”. Rozpoczyna od usunięcia meszku z liści i łodyg czyśćca wełnistego i pokrewnych roślin, takich jak mięta, jasnota i szałwia (rodzina Lamiaceae). Materiał ten zwija w kłębek (obejrzyj, jak to robi), operacja podobna jest do „gręplowania”, czyli oddzielania wełnianych nici do produkcji sukna:

Rys. 6. Zgrzeblarka. Wikiwand.

Ryc. 7. Samica makatki zbójnicy zbierająca materiał na gniazdo z czyśćca wełnistego © Ilona Loser, Wikipedia Commons.

Samica przeniesie ten pakiet do wcześniej wybranego zagłębienia, takiego jak dziupla w martwym drewnie, szczelina w zaprawie murarskiej lub wydrążona łodyga rośliny. Po wejściu do gniazda ukształtuje zebrane włókna w komórkę, w której złoży jajo i zostawi masę nektaru i pyłku, aby zapewnić larwie pokarm. Zbuduje kilka komórek w jednej wnęce, a następnie zamknie wejście.

Ryc. 8. Przedstawienie etapów życia makatki zbójnicy. Od lewej do prawej: poczwarka, larwa, jajo i osobnik dorosły (samica). © Samantha Gallagher, Wyróżnione stworzenia Uniwersytetu Florydy .

Pszczoła ta ma pochodzenie palearktyczne (Europa, Azja i Afryka Północna), ale została przypadkowo sprowadzona do północno-zachodnich Stanów Zjednoczonych w 1963 roku. Stamtąd rozproszyła się po całym kraju i w obu Amerykach aż do Urugwaju. Rozprzestrzenia się również w Wielkiej Brytanii: niegdyś jej habitat był ograniczony do południowej Anglii, w 2011 roku zarejestrowano ich obecność w Edynburgu.

Tak więc, podczas gdy współczesne obyczaje skazują macho H. sapiens na wyginięcie, w przypadku A. mellifera i A. manicatum widzimy obfity deszcz samców, alleluja!