A méhek kapcsán az utóbbi időben kicsit a méhcsaládösszeomlás enigmájára koncentrállgattunk errefele, de most megtörném a nemes hagyományt és egy másik nagyon érdekes aspektusát boncolgatnám a méhek biológiájának, mégpedig a lábak morfológiáját.
Kicsit pontosítva, a hátsó lábakról lenne szó és még pontosabban azok ivari kétféleségéről, azaz dimorfimzmusáról, hogy miért olyanok, amilyenek egy dolgozóban és egy királynőben.
Mielőtt azonban ennyire előre rohannánk, előbb egy picit ismerkedjünk meg a szóban forgó testrésszel. A méhek lába tipikus rovarokra jellemző ízeltláb, ennek megfelelően részei a lábtő (coxa), a tompor (trochanter), comb (femur), lábszár (tibia), illetve a lábat alkotó basitarsus és tarsus.
A méhek esetében hátsó (harmadik) pár lábon a lábszáron egy különleges képződmény jelenik meg, az ún. pollen kosár (pollen basket). Ennek funkciója, mint arra neve is utal, a pollen elszállításában van: a rajta levő nagyméretű szőrszálak kifejezetten alklamasak a ragacsos pollen megtartására, így a dolgozók nagyméretű pollengalacsinokat képesek hazaszállítani segítségükkel.
Ami különösen érdekes történetünk szempontjából, hogy ez a képződmény hiányzik a királynők hátsó lábáról. Ha egy elektromikroszkópos nagyítást veszünk szemügyre, akkor jól látható, hogy a nőstények tibiáján nincsenek ugyanolyan nagyméretű szőrszálak, mint a dolgozókén. Amik vannak, azok jóval vékonyabbak, és érdekes módon, ha a tövüket vesszük górcs alá, akkor jól látható, hogy míg a dolgozók esetében apró gödörökből indulnak a szőrök, illetve a tibi egész felszíne sokkal egyenletlenebb, a királnyők esetében egy sima felszínből bújnak ki a szőrök.
Ennek funkcionális jelentősége is lehet, mert a dolgozók esetében megfigyelhető morfológia (vagyis a pollen kosarat alkotó szőrszálak) a valódi érző-szőrökre tipikus kinézet, azaz jó eséllyel a felgyülemlett pollen-golyó méretét képesek ezzel valamiképpen érezni a méhek.
A különbség felismerése után persze adódik a kérdés, miből adódik is ez? Rovarok esetében nem adhat nagy tévedésre okot, ha a Hox gének háza táján kezdünk el kutatni, hiszen volt már arra példa, hogy a hátsó lábak morfogiáját ezek a testtáj-identitás szempontjából kulcsfontosságú szereplők határozták meg.
Nem lövök le nagy poént, azzal, hogy a jelek szerint itt is így van. Az Ubx gén expressziója jelentősen eltér a kasztok közt: míg a dolgozókban a gén kifejeződik a lábszárban, a királynők tibiájából teljesen hiányzik.
A korreláció (pollen kosár jelenléte és Ubx expresszió) persze nem jelent egyértelmű ok-okozati összefüggést, és tény, hogy a valódi összefüggés bizonyításával a cikk adós marad. De mindaz, amit a Hox gének funkciójáról eddig kiderült jó okot ad ennek a feltételezésére.
Az Ubx expresszió egyébként érdekességet tartogat a basitarsuson is: itt mindkét kasztban van ugyan expresszió, de egy-egy sejtből hiányzik. Ezeknek a sejteknek az elhelyezkedése, az ún. Ubx-negatív mintázat eltér ugyan a dolgozók és királynők között, viszont elég jól követi, hogy a különböző kasztok basitarsusán hol jelennek meg szőrszálak.
Mindez persze egy másik érdekes kérdést vet fel: míg a tibia esetében a jelek szerint az Ubx valamiképpen stimulálja a szőrképződést, legalább is hatására nagyobb, érző szőrszálak jelennek meg, addig a basitarsuson az Ubx-et nem kifejező sejtek a leendő szőrsejtek. Az Ubx kvázi ellentétes hatását a két lábrészben minden bizonnyal a pontosan még azonosítatlan kofaktorai biztosítják: a Hox fehérjék transzkripciós faktorként működnek, amelyek más gének kifejeződését szabályozzák, és működésük specificitását és pontos hatását további fehérjék (a kofaktorok) biztosítják, amelyek velük egy-egy komplexet alkotnak, amelyek aztán meghatározzák, hogy mely génekhez is kötnek a Hox fehérjék és hogy stimulálják vagy elnyomják azok expresszióját. De ez egy másik, nagyon hosszú történet, aminek azért remélem egyszer majd szentelhetünk párezer karaktert mi is :-).
Bomtorin AD, Barchuk AR, Moda LM, Simoes ZLP (2012) Hox Gene Expression Leads to Differential Hind Leg Development between Honeybee Castes. PLoS ONE 7(7): e40111. doi:10.1371/journal.pone.0040111
