Die Architektur der Königinnenzellen beeinflusst die Entwicklung von Honigbienenköniginnen

Die Nestarchitektur bei sozialen Insekten wird oft als statische strukturelle Komponente betrachtet, die Schutz oder Lagerung bietet. Das Ausmaß, in dem diese konstruierten Umgebungen biologische Merkmale aktiv formen, ist jedoch nur unzureichend verstanden. Obwohl die genetischen und ernährungsbedingten Faktoren der Kastenbestimmung bei Honigbienen gut etabliert sind, wurde die Rolle der spezialisierten Königinnenzellen weitgehend räumlichen oder strukturellen Faktoren zugeschrieben, während der Einfluss des physikochemischen Mikroumfelds übersehen wurde. Hier zeigen wir, dass das Bauverhalten der Arbeiterinnen aktiv eine physikochemische Nische schafft, die entscheidend für die Entwicklung der Königinnen bei Honigbienen ist. Königinnenzellen weisen ausgeprägte mechanische und chemische Signaturen auf, die sich deutlich von denen der Arbeiterzellen unterscheiden. Diese Eigenschaften sind kein zufälliges Nebenprodukt des Baus von Arbeiterzellen: Arbeiterinnen bauen Königinnenzellen absichtlich und durchlaufen dabei eine aufgaben-spezifische physiologische und transkriptomische Umprogrammierung, die eine präzise Gestaltung dieser Zelleneigenschaften ermöglicht. Experimentelle Manipulationen der Aufzuchtumgebung zeigen, dass diese physikochemischen Hinweise ursächlich für die normale Entwicklung der Königin erforderlich sind und als kritischer Kontrollpunkt fungieren, der die Entwicklung eines einzelnen Larven erheblich beeinflussen kann. Zusammen zeigen unsere Ergebnisse einen direkten mechanistischen Zusammenhang zwischen sozialem Bauverhalten und entwicklungsbedingter Plastizität auf und offenbaren, wie eine gestaltete Umgebung das Schicksal von Organismen lenken kann.