Por muito tempo, a comunidade científica geralmente acreditou que, enquanto uma larva de abelha operária comum for continuamente alimentada com geleia real suficiente, ela se desenvolverá em uma abelha rainha. Esta é considerada uma “receita simples” para o nascimento de uma abelha rainha. No entanto, a última pesquisa publicada na revista Nature pela Universidade da Califórnia, Riverside e outras instituições mostra que o cultivo de uma abelha rainha é muito mais do que apenas dieta, e depende do “viveiro real” cuidadosamente concebido e mantido por toda a colónia de abelhas.
A equipe de pesquisa descobriu que as jovens abelhas operárias usarão cera de abelha com uma composição única para construir uma câmara de criação especial, manter nela uma temperatura mais alta e mais estável e fornecer cuidados 24 horas por dia, criando assim um microambiente propício ao desenvolvimento de futuras abelhas rainhas. Os cientistas apelidaram essas células-rainhas de "berços reais" e identificaram um grupo de abelhas operárias anteriormente não descrito - "construtoras de células-rainhas" - que parecem ser fisiológica e comportamentalmente "feitas sob medida" para esta tarefa especial.
As abelhas rainhas e as abelhas operárias têm quase o mesmo ponto de partida na vida: ambas se originam de óvulos fertilizados que parecem quase idênticos. Mas no final, a rainha é maior, desenvolve-se mais rapidamente, vive mais e é a única fêmea da colónia responsável pela postura dos ovos e pela continuação da prole. No passado, pensava-se que a geleia real rica em nutrientes era a principal causa das enormes diferenças entre as abelhas rainhas e as abelhas operárias, mas novas pesquisas apontam que a alimentação por si só não pode explicar completamente o processo de formação das abelhas rainhas.
A fim de compreender profundamente o “mecanismo de nutrição” da abelha rainha, a equipe usou uma variedade de métodos técnicos, como imagens térmicas, rastreamento comportamental, ciência de materiais e análise química para conduzir uma comparação sistemática das diferenças entre a câmara de criação da rainha e a câmara de criação hexagonal comum (células onde as larvas das abelhas operárias se desenvolvem) na colmeia. Os resultados mostraram que a cera de abelha usada nas células do favo de mel tem formato de casca de amendoim. Em comparação com as células comuns do favo de mel, a cera de abelha usada nela tem propriedades físicas e químicas significativamente diferentes: menor densidade, melhor flexibilidade, capacidade de isolamento e hidratação mais forte, e contém ácidos graxos e sinais químicos significativamente diferentes.
Os pesquisadores desenvolveram ainda um experimento controlado no qual as larvas da abelha rainha foram criadas em câmaras de criação compostas de “cera de criação de reis” e cera de abelhas operárias comuns, enquanto controlavam se a fórmula alimentar que recebiam era exatamente a mesma. Descobriu-se que as larvas expostas à cera de abelha operária comum tinham maior probabilidade de morrer e, mesmo que sobrevivessem, muitas vezes se transformavam em abelhas rainhas menores. Isto sugere fortemente que o ambiente físico e químico circundante é tão importante quanto a nutrição no desenvolvimento da abelha rainha.
Ao mesmo tempo, os cientistas também identificaram o grupo específico de abelhas operárias responsáveis pela construção desses “berços reais” – os “construtores de salas reais”. Elas são normalmente mais jovens do que outras abelhas operárias, mantêm uma temperatura corporal anormalmente elevada enquanto cuidam da futura rainha e seu estado fisiológico muda enquanto realizam esse trabalho especializado. O calor extra parece ajudar a acelerar o desenvolvimento da rainha: leva apenas cerca de 16 dias para uma rainha emergir como adulta, enquanto as abelhas operárias comuns levam cerca de 21 dias. Essa diferença permite que a colônia conclua a substituição da rainha mais rapidamente quando ela precisar ser substituída.
O estudo também descobriu que essas abelhas operárias não simplesmente reutilizam a cera de abelha pronta na colmeia, mas coletam, modificam e enriquecem ativamente os materiais da colmeia especificamente para a construção da câmara real, e ativam diferentes vias biológicas para participar na produção de cera de abelha. Por outras palavras, no processo de criação do “berço real”, as suas próprias funções fisiológicas também foram ajustadas para fazer face a esta tarefa altamente especializada. Para traçar o caminho do fluxo da cera de abelha na colmeia, os pesquisadores adicionaram uma pequena quantidade de grafite aos favos de mel comuns para escurecer levemente a cera de abelha. O aparecimento dessas ceras escuras foi então observado nas células do viveiro, confirmando que as abelhas operárias coletam, transportam e reprocessam conscientemente a cera de abelha para uso na construção das células do viveiro.
Ao descrever esse processo, um dos participantes do projeto, o entomologista Boris Baer, diretor do Centro de Pesquisa Integrada de Abelhas (CIBER) da Universidade da Califórnia, em Riverside, descreveu a criação da abelha rainha mais como um “projeto de palácio” dentro da colônia, em vez de uma simples alimentação de larvas. "A visão anterior era simples: coloque um ovo na câmara de criação, alimente-o com geleia real e você obterá uma abelha rainha." Ele disse: "Descobrimos que existe todo um conjunto de 'máquinas' complexas por trás de todo o processo, que é muito mais sofisticado do que imaginávamos originalmente."
A equipa também observou padrões comportamentais semelhantes em abelhas asiáticas e europeias, sugerindo que esta estratégia de contar com um viveiro especializado e uma colónia de abelhas operárias profissionais para criar uma rainha pode ter sido formada no início da história evolutiva e é amplamente conservada em diferentes linhagens de abelhas. O projeto é liderado por Yu Fang e Yahya Al Naggar, ex-pesquisadores de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, em Riverside. Integra forças multidisciplinares, como comportamento, fisiologia, ciência dos materiais, química e genômica, e incorpora o conceito geral do CIBER de pesquisa interdisciplinar sobre problemas biológicos complexos.
A pesquisa também tem implicações que vão além das próprias abelhas. Os cientistas acreditam que este trabalho remodela a compreensão das pessoas sobre os processos de desenvolvimento biológico, destacando o poderoso papel do ambiente, da interacção social e do "ambiente construído" na formação dos resultados biológicos. Ao longo das últimas décadas, a “história da rainha” foi reduzida a um caso de como alimentos especiais criam indivíduos especiais, mas agora a investigação apresenta uma imagem mais rica e sofisticada: o nascimento de uma rainha é o resultado de um ambiente altamente colaborativo e concebido com precisão para criar a rainha.
Baer destacou que a divisão precisa do trabalho e as capacidades de engenharia dentro de uma colônia de abelhas estão, até certo ponto, mais próximas de um sistema biológico global complexo do que de uma simples coleção de indivíduos independentes. Como ele disse: "Você pode pensar neste processo como semelhante ao 'Palácio de Buckingham': há uma equipe dedicada de abelhas operárias responsáveis pelo cultivo da abelha rainha em tempo integral. Se não fizerem um bom trabalho, toda a colônia não poderá se reproduzir." Nesta perspectiva, a colónia de abelhas não está apenas a partilhar comida e espaço, mas também a “projetar” e a “transformar” ativamente o seu próprio microambiente para garantir a continuidade da colónia.