【生態與環保】九零後蜜蜂克隆出百萬大軍，差點顛覆南非養蜂業

來源：《返樸》（微信ID：fanpu2019）

撰文 | Kestrel

蜜蜂（honey bee）是廣為人知的社會性昆蟲，常常被人們用來描述辛勤的勞動者。一個典型的蜂群由一隻蜂后（也稱為蜂王）、少量的雄蜂和大量的工蜂組成。群居的蜜蜂在職責上有著嚴格的劃分，蜂后和雄蜂直接參與有性生殖，負責傳宗接代，而工蜂負責育幼、築巢、覓食和防務。

為了維持蜂群在組成上的平衡，蜜蜂的繁殖受到嚴格的調控。其中，工蜂和蜂后是從受精卵孵化而來，均為雌性；而雄蜂是從未受精的卵孵化而來——也就是說，雄蜂沒有爸爸。

通常來說，有性生殖產生的後代同時繼承了父親和母親各貢獻的一套遺傳物質。無論是工蜂、蜂后還是人類，都具有兩套染色體組，也就是“二倍體”（diploid）。不同的是，工蜂和蜂后有16對染色體（總共32條），而人類則具有23對染色體（46條）。而未受精卵孵化而來的雄蜂則只具有正常染色體的一半（總共16條），也就是“單倍體”（haploid）。

雖然工蜂和蜂后具有完全相同的染色體，但卻只有蜂后才有生殖功能。科學家們發現，工蜂的生殖功能被抑制了，原因主要出在食物上。原來，蜂后一直都是以蜂王漿（royal jelly）為食物，而工蜂只在出生後吃了三天蜂王漿，以後只能靠花粉和花蜜為食。蜂王漿中具有調節基因表達的物質，能讓一直吃蜂王漿的蜂后發展出成熟的生殖系統。另外，蜂后還會分泌外激素（pheromone），進一步抑制工蜂的生殖能力。所以工蜂其實是生殖器官發育不完全的雌性蜜蜂。

不過，在蜂后長時間缺失的條件下，工蜂的卵巢可以啟動。但它們仍然不具有交配的能力，只能產下未受精的卵，發育成雄蜂。這種單性生殖的現象也叫孤雌生殖。工蜂單性繁殖的後代都是雄性，因此稱為產雄孤雌生殖（arrhenotokous parthenogenesis，arrhenotoky）。這些雄蜂可以與其它蜂群的蜂后交配，將攜帶的基因組傳遞下去。

在蜂群分群之前，工蜂會在蜂巢內建起4-10個“王台”（queen cell），裡面的幼蟲用蜂王漿餵養，差不多同時完成發育。一般來說，一個種群只保留一隻蜂后，這些王台中發育出來的蜂后，最強壯的會成為新群主，其他蜂后都會被它殺死。新的蜂后產生後，就到了分群（reproductive swarming）的時候。老蜂后會帶著部分工蜂離開，建立新群。

與此相對應的是，因為一出來就馬上面臨一場生死較量，越早爬出王台對候選的蜂后越有利。需要儘快成熟的蜂后發育是最快的（15-16天），工蜂其次（21天），雄蜂最慢（24天）。

和人類不同，蜜蜂雖有雌雄，但沒有性染色體，其性別決定機制比較特殊，稱為單倍二倍性（haplodiploidy），主要存在於膜翅目昆蟲和一些其它節肢動物中。但因為昆蟲的多樣性極大，這種性別決定機制的昆蟲種類占到所有動物的20%，所以也不算那麼特殊。

那麼，蜜蜂的性別到底是由什麼來決定的呢？

（未完待續，請關注下一期，看看蜜蜂的性別到底是由什麼來決定的）

《返朴》：科学家领航的好科普

参考文献

[1] Baudry E, Kryger P, Allsopp M et al (2004) Whole-genome scan in thelytokous-laying workers of the cape honeybee (Apis mellifera capensis): central fusion, reduced recombination rates and centromere mapping using half-tetrad analysis. Genetics 167:243–252.

[2] Beye, M., Hasselmann, M., Fondrk, M.K., Page, R.E., Omholt, S.W., 2003. The gene csd is the primary signal for sexual development in the honeybee and encodes an SR-type protein. Cell 114, 419e429.

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[6] Rabeling C. Social parasitism. In Encyclopedia of Social Insects (ed. Starr, C.) 836–858 (Springer, Berlin, 2020).

[7] https://entnemdept.ufl.edu/creatures/misc/bees/cape_honey_bee.htm