‘Bedelgedrag’ van bijenmannetjes niet aangeleerd, maar aangeboren

Uit een nieuw onderzoek blijkt dat een ingewikkelde bijendans haast volledig wordt aangestuurd door een eiwit.

Mannelijke honingbijen, genaamd darren, kunnen niet zelf aan alle voedingsstoffen komen die ze nodig hebben. Daarom zijn ze afhankelijk van werksters die hen een eiwitrijke pasta voeren. Biologen laten zien dat één genetische schakelaar sterk meebepaalt hoe vaak darren dat voedsel krijgen. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications.

Moeilijke taak

Darren hebben een probleem: ze kunnen geen pollen verteren. En juist pollen zijn voor bijen de belangrijkste bron van eiwitten. Zonder hulp zouden darren dus snel verhongeren. Hun oplossing ligt in sociaal gedrag: ze laten werksters een voorbewerkt mengsel maken op basis van pollen en proberen vervolgens die werksters zo ver te krijgen om het ook aan hen te voeren.

Dat klinkt simpel, maar voor een dar is dat geen makkelijke taak. Darren moeten een hele reeks gedragingen uitvoeren: ze moeten werksters benaderen, op het juiste moment om voedsel vragen en de interactie lang genoeg volhouden om daadwerkelijk gevoerd te worden. Volgens de onderzoekers vraagt dat om een goede afstemming tussen twee dieren.

“Dergelijk sociaal gedrag is heel ingewikkeld voor dieren, omdat het nauwe coördinatie tussen sociale partners vereist,” zegt professor Martin Beye van de Heinrich Heine Universiteit Düsseldorf (HHU). “In ons onderzoek onderzochten we wat er nodig is om die interactie aan te sturen.”

Hoofdschakelaar

Het team van Beye sloeg de handen ineen met collega’s van de Ruhr-Universität Bochum en de Université Paris-Saclay. Samen zocht het team naar eiwitten die tijdens de ontwikkeling van het mannelijke bijenbrein die zo ‘bedraden’ dat ze dit aangeboren sociale gedrag laten zien. Met succes: ze vonden een transcriptiefactor, genaamd fruitless (afgekort Fru), die een belangrijke rol speelt.

Een transcriptiefactor is een eiwit dat genen aan of uit kan zetten. Je kunt het zien als een soort ‘hoofdschakelaar’: als die omslaat, verandert de activiteit van veel andere genen tegelijk. In dit geval is Fru volgens het team vooral actief in het zenuwstelsel van mannelijke bijen.

Om te achterhalen waar Fru hoofdzakelijk actief is koppelden ze een groen fluorescerend eiwit aan het Fru-gen. Daardoor lichtten de cellen op waarin Fru actief is. Zo konden ze in kaart brengen waar in het zenuwstelsel Fru een rol speelt.

“Wij vonden Fru in neuronen die zintuiglijke informatie verwerken en die gebruikt worden bij het nemen van beslissingen,” zegt teamlid Sven Köhnen. “Daardoor wisten we dat Fru het aangeboren gedrag van mannetjes kan bepalen.” In totaal gaat het om een netwerk van ongeveer 1.800 neuronen dat volgens de onderzoekers nauw samenhangt met het sociale gedrag.

Mutanten

De volgende stap moest die conclusie verzegelen. Hiervoor maakte het team mutanten waarbij ze Fru uitschakelden. Daarna volgden ze de darren in een kolonie. Om dat nauwkeurig te doen, kregen de bijen kleine QR-codes op hun lijf. Met een geautomatiseerd camerasysteem konden de onderzoekers het gedrag van de dieren langdurig en systematisch vastleggen.

Het verschil viel op. “Het beslisgedrag van deze bijen was verstoord,” zegt Köhnen. “Ze konden soortgenoten minder goed benaderen, bedelden minder vaak om voedsel en gedroegen zich zo dat ze minder voedsel kregen.” Promovendus Pia Ulbricht benadrukt dat het effect opvallend specifiek was: “Andere typische gedragingen van de darren waren niet beïnvloed. Alleen in de context van voedselopname gedroegen de mutanten zich duidelijk anders.”

Leestip: Bijen hebben een heel bijzonder effect op olifanten. En daar wordt nu handig gebruik van gemaakt

Volgens het team is het ook belangrijk om te noemen wat ze niet zagen. Een mogelijke verklaring voor ‘sociaal falen’ is bijvoorbeeld dat een bij anders ruikt en daardoor wordt gemeden. Volgens het team roken de mutanten niet anders dan een ‘normale’ dar. Geur speelt bij insecten een grote rol in het herkennen van soortgenoten en tijdens sociale interactie.

De studie laat daarmee zien dat het complexe ‘bedelgedrag’ van darren is aangeboren. Voor darren is het ‘bedelen’ om voedsel dus niet iets dat ze leren van andere dieren, of iets dat alleen ‘slimme’ darren doen. Beye: “Onze studie laat zien dat dit sociale gedrag wordt aangestuurd door een genetisch programma. Dat programma bepaalt of en hoe lang de gedragsreeks wordt uitgevoerd, op basis van zintuiglijke informatie.”

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Onopvallend fossiel blijkt boordevol unieke bijennesten te zitten en Bijen zingen een toontje lager: hitte en zware metalen veranderen gezoem . Of lees dit artikel: Planten kunnen bijen hóren aankomen. En dan proberen ze het hen naar de zin te maken .

Schrijf je in voor de nieuwsbrief!
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: