Hoe één groep zenuwcellen bepaalt welke taak een bij uitvoert

Oudere honingbijen blijken hun eerdere gedrag te kunnen vertonen, maar alleen als specifieke zenuwcellen tijdelijk niet werken.

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!

In een bijenkolonie heeft iedere werkster een eigen taak: jonge bijen verzorgen de koningin en de larven. Later bouwen ze aan het nest en bewaken ze de ingang. Pas aan het einde van hun leven vliegen ze uit om voedsel te zoeken. Die taakverdeling verloopt zonder georganiseerd plan. Onderzoekers van de Heinrich-Heine University Düsseldorf wilden weten hoe het brein van de honingbij deze taakverdeling regelt. Hun studie verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Opvallende aanwijzing

De onderzoekers richtten zich op het gen doublesex. Dat gen is actief in bepaalde zenuwcellen in het brein van de bij. Eerder onderzoek had al een opvallende aanwijzing opgeleverd: oudere werksters waarbij doublesex niet meer werkte, begonnen opnieuw voor de koningin te zorgen. Dat is normaal vooral een taak voor jonge bijen. De onderzoekers vermoedden daarom dat zenuwcellen met dit gen gedrag kunnen onderdrukken of sturen.

Om dat te testen bouwden ze een soort van ‘schakelaar’ in deze zenuwcellen. De bijen maakten daardoor een speciaal eiwit aan dat de elektrische activiteit van de cellen kon remmen. De onderzoekers konden dat eiwit activeren door de dieren een synthetische stof te voeren, C21 genoemd. Op die manier konden ze heel gericht één groep zenuwcellen tijdelijk onderdrukken.

Ander gedrag

De onderzoekers testten werksters van acht tot elf dagen oud. Bij deze dieren is het gedrag waarbij ze de koningin verzorgen normaal al sterk afgenomen. Wanneer de zenuwcellen met doublesex werden geremd gingen de bijen toch weer reageren op het feromoon van de koningin. Dat is een geurstof waarmee de koningin het gedrag van werksters beïnvloedt. De oudere bijen verzamelden zich opnieuw rondom haar en vertoonden gedrag dat vooral bij jongere werksters voorkomt.

“De oudere werksters gingen toen opnieuw voor de koningin zorgen, iets wat normaal alleen jongere bijen doen,” zegt hoofdonderzoeker Jana Seiler. “Wanneer we de zenuwcellen niet remden lieten de bijen hun gewone gedrag zien dat bij hun leeftijd past.” De onderzoekers voerden ook verschillende controles uit. Daaruit bleek dat C21 het gedrag niet zelf veroorzaakte. Dat maakt het aannemelijk dat specifiek de elektrische activiteit van de geremde zenuwcellen een belangrijke rol speelt.

Leestip: Waarom hittebestendige bijen het hardst geraakt kunnen worden door de stijgende temperaturen

Het onderzoek laat zien daarmee zien dat oudere bijen hun eerdere gedrag niet zomaar ‘vergeten’: de instructies voor dat gedrag zijn nog steeds aanwezig in hun zenuwstelsel. Echter verandert hun gedrag dus vooral door de opkomst van het gen doublesex. Volgens het onderzoek hangt de taakverdeling in een kolonie daarom dus niet noodzakelijk af van de leeftijd van een bij, maar vooral welke hersencircuits actief zijn.

Teamlid Martin Beye zegt: “de resultaten laten zien dat het mogelijk is voor wetenschappers om het sociale gedrag van een bij te sturen. Dat geeft ons nieuwe kansen om aangeboren gedrag en de manier van samenwerken verder te onderzoeken.”

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Honingbijen zijn beter bestand tegen hittestress als ze samen zijn en Bijen dansen het beste met publiek: zonder toeschouwers wordt het een rommeltje . Of lees dit artikel: Wat we kunnen leren van het bijenbrein .

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: