Bienenköniginnen leben bis zu zwanzig Mal so lange wie Arbeiterinnen, sie sind wesentlich größer und legen täglich bis zu 2000 Eier. Genetisch aber gibt es keinen Unterschied zwischen Königin und Arbeitern, und das Schicksal einer Larve entscheidet sich allein nach dem Motto “Du bist, was du isst”. Denn Larven, aus denen später Königinnen schlüpfen, werden mit einer ganz besonderen Nahrung gefüttert, dem Gelee Royale. Bei der Erforschung der Frage, wie Gelee Royale dies bewirkt, hat es nun einen Durchbruch gegeben.
Hier zwei Bienenlarven, die in Gelee Royale schwimmen:
By Waugsberg – Own work, CC BY-SA 3.0, Link
Gelle Royale hat (laut Wikipedia) folgende Zusammensetzung:
10-23 % Zucker, 9-18 % Proteine und Aminosäuren, 4-8 % Fette sowie diverse bekannte Moleküle wie Pantothensäure, , Niacin etc., und natürlich (zu etwa 60-70%) Wasser.
Lange Zeit nahm man an, dass Gelee Royal vor allem dadurch wirkt, dass es einen hohen Zuckeranteil hat und – sozusagen wie bei “Super Size me” – für das starke Wachstum der Larve sorgt. Doch nun hat der japanische Forscher Masaki Kamakura herausgefunden, dass mehr dahinter steckt, und seine Ergebnisse im Journal Nature veröffentlicht.
Aus dem Artikel wird es nicht ganz deutlich, aber vermutlich begann die Erkenntnis mit einem Zufall:
I found that larva reared with royal jelly stored at 40° for 7 days… showed … decreased body weight at eclosion and decreased ovary size
Ich fand heraus, dass Larven, die mit Gelee Royal gefüttert wurden, das für 7 Tage bei 40° gelagert wurde, ein geringeres Körpergewicht beim Schlupf zeigten und kleinere Eierstöcke (heißen die bei Bienen auch so?) hatten.
Für mich klingt es jedenfalls nicht so, als hätte Kamakura sein Gelee Royale mit Absicht bei hohen Temperaturen gelagert, um zu sehen, ob es dann noch wirkt – aber vielleicht irre ich mich da auch.
Doch auch wenn Wissenschaft vielleicht mit einem glücklichen Zufall beginnt, so bedarf es doch echter Arbeit und Inspiration, um daraus Erkenntnis zu gewinnen. Kamakura jedenfalls kam auf die Idee, genau zu untersuchen, wie lange es dauerte, bis das Gelee Royale seine Wirkung beim Lagern verlor. Er lagerte Proben für 7, 14, 21 und 30 Tage und verabreichte sie danach jeweils an Larven, deren Entwicklung er genau beobachtete. Es zeigte sich, dass die Wirkung mit der Zeit abnahm und nach 30 Tagen vollständig verloren war.
Und damit konnte die Jagd beginnen – welche Substanzen im Gelee Royale werden nach welcher Zeit zersetzt, verschwinden oder denaturieren? Vitamine, Kohlenhydrate und Fettsäuren jedenfalls waren auch nach 30 Tagen noch unverändert vorhanden – das war schon mal ein Schlag gegen die “Junk-food”-Idee. Lediglich Pantothensäure zersetzte sich, aber ein Versuch damit zeigte, dass sie nicht in der Lage war, aus Larven Königinnen zu machen (was man auch schon vorher probiert hatte).
Also versuchte Kamakura es als nächstes mit den enthaltenen Proteinen. Und Bingo – er fand gleich drei Kandidaten, die nach ihrem Molekulargewicht unterschied: eins mit einem Gewicht von 450 kDA (Kilodalton – Dalton ist eine andere Bezeichnung für die atomare Masseneinheit), eins mit 170 kDA und ein alter Bekannter von Kamakura, ein Protein mit einer Masse von 57kDA, dem er schon vor zehn Jahren den Namen “Royalactin” gegeben hatte. Von diesen dreien zerfiel das 170kDA-Protein bei näherem Hinsehen deutlich zu schnell, das 450kDA-Protein ein bisschen zu langsam und das Royalactin genau mit der richtigen Rate.
War also Royalactin der Auslöser für die Verwandlung zur Königin? Kamakura untersuchte die Wirkung von Royalactin und die des 450kDA-Proteins auf Bienenlarven. Und siehe da, das 450kDA-Protein hatte keinerlei Auswirkungen, während Royalactin die schlüpfenden Bienen deutlich größer werden ließ (zum Vergleich wurde auch noch Casein als energiereiches “junk food” verfüttert):
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