Архитектура маточников формирует развитие маток медоносных пчел

Архитектура гнезда у социальных насекомых часто рассматривается как статический структурный компонент, обеспечивающий укрытие или хранение. Однако степень, в которой эти построенные среды активно формируют биологические характеристики, остается плохо понятной. Хотя генетические и питательные факторы, определяющие касту медоносных пчел, хорошо установлены, роль специализированных маточников в значительной степени приписывается пространственным или структурным факторам, игнорируя влияние физико-химической микросреды. Здесь мы показываем, что поведение рабочих по строительству активно формирует физико-химическую нишу, которая имеет решающее значение для развития маток у медоносных пчел. Маточники обладают отчетливыми механическими и химическими характеристиками, которые значительно отличаются от характеристик рабочих ячеек. Эти свойства не являются случайным побочным продуктом строительства рабочих ячеек: рабочие намеренно строят маточники и, делая это, проходят физиологическую и транскриптомную перепрограммировку, специфичную для задачи, что позволяет точно формировать эти свойства ячеек. Экспериментальные манипуляции с условиями разведения показывают, что эти физико-химические сигналы необходимы для нормального развития маток, функционируя как критическая контрольная точка, которая может глубоко влиять на развитие отдельной личинки. В совокупности наши результаты устанавливают прямую механистическую связь между социальным строительным поведением и пластичностью развития, раскрывая, как инженерная среда может направлять судьбу организма.