營養(yǎng)和內(nèi)分泌素對蜂王分化的影響
長期以來,人們知道同樣的受精卵,由于發(fā)育場所的不同,一方是王臺(tái),另一方是工蜂房。又因?yàn)橛紫x期所得到的食物不同,就可能變成蜂王或者是工蜂,而其機(jī)理一宣讓人困惑。本文將探討蜂王分化的機(jī)理,簡而言之,營養(yǎng)是通過內(nèi)分泌素起決定作用的。
蜂王在整個(gè)幼蟲期采食的是蜂王漿,這些蜂王漿由哺育蜂上顎腺分泌,并且飼喂量也很多,人們形象地說,蜂王幼蟲在蜂乳中游泳。工蜂的食物便與此不同,工蜂幼蟲5日內(nèi)的食物為2:9:3=白:清:黃。白指的是成年工蜂上顎腺分泌物;清指的是成年工蜂營養(yǎng)腺(又稱舌腺)的分泌物;黃指的是花粉。與此相反,蜂王幼蟲頭3天喂的是上顎腺分泌物,最后兩天喂的是1:1=白:清。這樣看來,蜂王幼蟲比工蜂幼蟲獲得大量的上顎腺分泌物。化學(xué)分析表明:蜂王漿內(nèi)上顎腺分泌物占主要成分。因?yàn)榉渫鯘{(蜂王幼蟲期食物)內(nèi)含的泛酸和生物膘呤分別高于工蜂幼蟲食物的10~18倍。還有分析表明:無王群內(nèi)工蜂上鄂腺內(nèi)含的泛酸和生物膘呤比有王群內(nèi)工蜂上顎腺內(nèi)的高出18~115倍。而營養(yǎng)腺分泌物,有王群工蜂與無王群工蜂沒有區(qū)別,以上說明主要物質(zhì)來自上顎腺而不是營養(yǎng)腺。
只說蜂王漿的質(zhì)量還不足以說明蜂王與工蜂的分化。蜂王幼蟲還必須比工蜂幼蟲采食大量的王漿,兩者在幼蟲的2~3日內(nèi),生長與呼吸率很相近,但在幼蟲階段最后幾日內(nèi)蜂王幼蟲比工蜂幼蟲塔長迅速。
糖分是刺激幼蟲采集的因素。頭3日內(nèi)蜂王幼蟲吃的蜂王漿含糖34%,工蜂幼蟲的含糖僅12%。當(dāng)幼蟲4~5日齡時(shí),由食物內(nèi)加入蜂蜜,糖分達(dá)到47%,糖分的種類也很重要。蜂王整個(gè)幼蟲期葡萄糖是主要成分;而工蜂幼蟲的早期,葡萄糖也是主要成分,幼蟲后期果糖是主要成分。在工蜂幼蟲食物中加糖可產(chǎn)生蜂王或兩型蜂(介于蜂王與工蜂之間的蜜蜂)。
幼蟲能識(shí)別它們食物內(nèi)含糖的多少,因此幼蟲喜歡采食含糖多的蜂王漿,不喜歡采食含糖少的工蜂幼蟲食物。把工蜂幼蟲移到雄蜂房去飼養(yǎng),出來的工蜂上顎腺發(fā)達(dá),卵巢管多,這是由于喂飼食物多的緣故。哺育蜂對蜂王幼蟲察看(包括飼喂)的次數(shù)為工蜂幼蟲的10倍。哺育蜂雖然不是固定喂蜂王幼蟲或工蜂幼蟲,但是哺育蜂能根據(jù)不同的幼蟲,調(diào)節(jié)上顎腺和營養(yǎng)腺分泌物的比例來飼喂幼蟲。蜂王幼蟲與工蜂幼蟲3天后才表現(xiàn)出食物對幼蟲的分化。
將工蜂卵或3日前的幼蟲移進(jìn)王臺(tái)內(nèi),可發(fā)育成蜂王。若幼蟲3~4日齡后移入王臺(tái)內(nèi),可發(fā)育成中間型蜜蜂,似蜂王的工蜂或似工蜂的蜂王。似蜂王的工蜂有工蜂的特征:有花粉筐、翅鉤和工蜂上顎腺。
蜂王的分化,除營養(yǎng)因素外,內(nèi)分泌素關(guān)系也很大,這是近十年才肯定了的,涉及到保幼激素(簡稱JH)和蛻皮激素。JH調(diào)節(jié)高等昆蟲的生長、發(fā)育、完全變態(tài)以及許多生活習(xí)性,JH由保幼腺體分泌而來。這種腺體成對,球形,位于幼蟲及成年工蜂食道的兩旁,這腺體以神經(jīng)與蛻皮腺體和腦神經(jīng)分泌細(xì)胞相連。JH可影響蛻皮腺體激素的分泌。至于腦神經(jīng)分泌素是什么性質(zhì)至今不明。
JH的水平可促使蜜蜂幼蟲到蛹,由蛹到成蟲的正常蛻皮。JH可以控制成年工蜂按日齡的分工和它們體內(nèi)各種腺體的發(fā)育。
更重要的是,JH可促進(jìn)蜂王與工蜂之間的分化。如果把3—4日齡蜂王幼蟲的保幼腺體移植到4日齡工蜂幼蟲體上,出房的工蜂有較多的卵巢管。測定4—5日齡蜂王幼蟲JH的含量大于同日齡工蜂的含量。滴定72小時(shí)蜂王幼蟲JH的含量高于同齡工蜂的10倍,而且這一高水平持續(xù)到其蛹前期的開始,隨后降到工蜂幼蟲蛹前期的水平。綜上所述,蜂王幼蟲3日齡時(shí),JH達(dá)到最高峰,一直持續(xù)到整個(gè)幼蟲階段。在蜜蜂幼蟲期,JH的滴定值導(dǎo)致發(fā)育成蜂王而不是工蜂。
當(dāng)工蜂幼蟲期加入JH并喂工蜂幼蟲期飼料時(shí),產(chǎn)出的工蜂有蜂王特征。在上述例子中若加 入葡萄糖和果糖可產(chǎn)出蜂王和兩型蜂。高糖和高JH則產(chǎn)生蜂王,低糖和低JH則產(chǎn)生兩型蜂和工蜂。工蜂幼蟲加入JH后,工蜂幼蟲2日齡起就可防止卵巢的退化。喂工蜂幼蟲JH后可產(chǎn)生蜂王到以蜂王的兩型蜂。若喂工蜂幼蟲蜂王漿和JH則變成蜂王無疑。
總之,一個(gè)受精卵可變成蜂王或工蜂,營養(yǎng)各保幼激素直決定性作用。蜂王漿(主要來自工蜂上頤腺)和糖也很關(guān)鍵。糖促進(jìn)幼蟲的食欲。高質(zhì)量的食物和幼蟲的大量進(jìn)食促進(jìn)了JH的合成,在幼蟲發(fā)育的第3天,分化成蜂王。若工蜂幼蟲發(fā)育的前幾天,喂的是營養(yǎng)腺分泌物在發(fā)育的后期又喂的是蜂蜜和花粉,導(dǎo)致幼蟲在3~5日齡時(shí),JH的產(chǎn)量下降,因而形成工蜂。
今后的研究應(yīng)當(dāng)是:研究腦與神經(jīng)刺激內(nèi)分泌腺對營養(yǎng)的居間作用(或干涉作用)。幼蟲食物中加糖可促進(jìn)幼蟲的采食量,采食量加大可促進(jìn)中腸擴(kuò)展,激活中腸的接受器,最終刺激保幼腺合成更多的JH。高水平的JH誘發(fā)形成蜂王的特殊蛋白質(zhì)微多種酶體。此酶可促進(jìn)發(fā)育組織變成蜂王。低水平的JH導(dǎo)致工蜂的形成。形成的蜂王的組織,必須由JH誘發(fā),而且這一組織的發(fā)生必須在幼蟲的第3天。
呂效吾 呂裕民摘譯
引自《中國養(yǎng)蜂》 2005,56(5)
1077