Als de koningin wegvalt, kan een werkster het overnemen
Normaal gesproken paren aardhommel-werksters niet. Maar als de koningin wegvalt kan dat wel gebeuren, laten Mingsheng Zhuang en collega’s zien. Zo kan de kolonie voortbestaan.
Een bijenkoningin paart en legt eitjes; bevruchte eitjes ontwikkelen zich tot vrouwtjes en onbevruchte eitjes worden mannetjes. Haar werksters onthouden zich van voortplanting; zij verdedigen het nest, verzorgen het broed en halen voedsel. Dankzij deze strakke werkverdeling draait een kolonie goed. Zouden werksters immers ook eitjes gaan leggen, dan zou er te weinig werk worden verricht. Omdat de nakomelingen van de koningin aan elkaar verwant zijn, delen werksters in het voortplantingssucces van de koningin. Ze hebben geen spermatheca, het zakje waarin vrouwtjes na paring het sperma opslaan, en kunnen niet paren. Eens een werkster, altijd een werkster.
Tenminste: zo gaat het bij honingbijen.
Maar het geldt niet voor alle bijensoorten die in kolonies met taakverdeling tussen koningin en werksters leven, oftewel ‘eusociale’ soorten. Bij hommels (die tot de bijen behoren) hebben werksters wel een spermatheca.
Waar dat goed voor is, was een raadsel. Nu betogen Mingsheng Zhuang en collega’s dat hommelwerksters soms tot koningin promoveren.
Kunstmatige inseminatie
Zhuang laat zien dat werksters van meerdere hommelsoorten een spermatheca hebben die functioneert. Toen hij werksters kunstmatig insemineerde, reageerden zij op dezelfde manier als koninginnen. Ze legden bevruchte eitjes waaruit dochters kwamen en stichtten een kolonie. Hij denkt dat werksters van alle hommelsoorten nog een functionele spermatheca hebben, ook al bestaan hommels al tientallen miljoenen jaren als eusociale groep.
De logische volgende vraag is dan of hommelwerksters daadwerkelijk kunnen paren en als koningin optreden. En onder welke omstandigheden ze dat dan doen.
De onderzoekers hebben hun onderzoek grotendeels gedaan aan de aardhommel, Bombus terrestris. Deze soort, die voorkomt in Europa, Noord-Afrika en delen van Azië, heeft kolonies die één jaar bestaan. In het voorjaar start elke koningin die heeft gepaard en overwinterd in haar eentje een kolonie. Ze maakt een nest in de grond, legt eitjes en zorgt voor de larven die uitkomen. Die ontwikkelen zich tot werksters. Als die er eenmaal zijn, houdt de koningin zich verder alleen nog maar bezig met eitjes leggen. De kolonie groeit tot een omvang van honderden werksters.
Aan het eind van het seizoen legt de koningin eitjes waaruit zich mannetjes ontwikkelen en verschijnen er jonge koninginnen. Ook werksters gaan dan eitjes leggen, die onbevrucht zijn en dus mannetjes opleveren. Jonge koninginnen vertrekken, paren en zoeken een plek om te overwinteren. Mannetjes en werksters gaan dood.
Vervanging
Werksters van de aardhommel paren normaal gesproken niet. Maar ze kunnen het wel, zo blijkt uit de experimenten van Zhuang, als ze een tijdje van koningin en eitjes-leggende werksters gescheiden zijn geweest. Hierin verschillen ze van jonge koninginnen, die zo’n afzonderingsperiode niet nodig hebben. En als een werkster voor isolatie langer dan een etmaal in gezelschap van nestgenoten is geweest, is een omschakeling niet meer mogelijk. De mogelijkheid om promotie te maken is dus maar beperkt. Bovendien, zo blijkt, is de kans klein dat werksters een paring overleven.
Maar het is misschien voldoende, denken Zhuang en collega’s, om voor vervanging te kunnen zorgen en de kolonie te redden als een koningin voortijdig wegvalt; die kans is waarschijnlijk vrij groot. In dat geval gaan werksters eitjes leggen waar vroege mannetjes uit komen en als één van de werksters dan de rol van koningin overneemt door te paren en dochters te krijgen, kan de kolonie het seizoen afmaken. Dat verklaart volgens hen dat werksters een functionele spermatheca behouden hebben. Of zo’n vervanging in het wild vaak voorkomt, is moeilijk na te gaan, schrijven ze. Je zou dan kolonies moeten opsporen en uitgraven en dna-onderzoek doen.
Kleiner
Waarom stapt een werkster niet uit de kolonie om voor zichzelf te beginnen? Ze zou dan snel nadat ze is uitgekomen moeten vertrekken, een mannetje treffen en de paring overleven. Maar werksters zijn veel kleiner dan koninginnen en kunnen minder eitjes leggen. Als werkster deel uitmaken van een grote kolonie zal meer voortplantingssucces opleveren dan als koningin aan het hoofd te staan van een kleine kolonie.
Willy van Strien
Foto: Koningin aardhommel op winterlinde. Ivar Leidus (Wikimedia Commons, Creative commons CC BY-SA 4.0)
Bron:
Zhuang. M., T.J. Colgan, Y. Guo, Z. Zhang, F. Liu, Z. Xia, X. Dai, Z. Zhan, Y. Li, L. Wang, J. Xu, Y. Guo, Y. Qu, J. Yao, H. Yang, F. Yang, X. Li, J. Guo, M.J.F. Brown & J. Li, 2023. Unexpected worker mating and colony founding in a superorganism. Nature Communications 14: 5499. Doi: 10.1038/s41467-023-41198-6