เมื่อ sperm+egg ได้ Fertilized egg (2n) ลูกที่ได้จะเป็นเพศเมียเสมอ...(พบในพวกแมลงโดยเฉพาะน้องผึ้งของเราครับ)
วันนี้ขอนำเรื่องราวการผสมพันธุ์ของน้องผึ้งมาเล่าให้ฟัง
(อ่าน) กันนะครับ...(ค่อนข้างเป็น Lecture เสียหน่อย เป็น lecture ของท่านอาจารย์วันดี วัฒนชัยยิ่งเจริญ
ต้องขอขอบคุณมา ณ ที่นี้)
|
|
- พื้นฐานเรื่องการผสมพันธุ์คือ Spermatozoa
(n) + Egg (n) เกิดการปฏิสนธิ หรือ Fertilization มีการรวมกันของ
โครโมโซมเป็น 2n (diploid) ได้ Fetilized egg
(ไข่ที่ได้รับการผสมแล้ว) หรือ zygote (ไซโกต)
-
เมื่อ sperm+egg ได้ Fertilized
egg (2n)
ลูกที่ได้จะเป็นเพศเมียเสมอ...(พบในพวกแมลงโดยเฉพาะน้องผึ้งของเราครับ)
หมายความว่าเมื่อผึ้งนางพญาวางไข่และนำน้ำเชื้อที่เก็บไว้ใน
spermatheca (ถุงเก็บน้ำเชื้อตัวผู้) ลูกที่เกิดมาจะเป็น เพศเมียเสมอ
(เป็นผึ้งงานหรือผึ้งนางพญา)
- Arrhenotoky เป็น
Parthenogenesis แบบหนึ่ง ซึ่ง Unfertilized egg จะ develop ไปเป็น
Haploid
male...
- ผึ้งตัวผู้ (Drone)
เกิดจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสมหรือไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ
(Unfertilized egg) หรือเกิดจาก "ไข่ลม" ของผึ้งนางพญา
ผึ้งตัวผู้จึงมีโครโมโซมที่ได้รับจากแม่เป็นแบบ
Haploid (n)
เราเรียกการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (Asexual Reproduction) แบบนี้ว่า
Parthenogenesis
(Greek, parthenos = virgin บริสุทธิ์/พรหมจรรย์,
genesis = birth การเกิด)
-
แต่ผึ้งตัวผู้ก็สามารถเกิดจากการไข่ของผึ้งงานได้เช่นกัน
แม้ว่าผึ้งงานจะไม่เคยบินไปผสมพันธุ์เลยก็ตาม (ภาพล่างขวา เป็นภาพรังไข่ของ Laying
worker ที่สามารถวางไข่ได้ เมื่อขาด Queen Pheromone
จากผึ้งนางพญาเป็นตัวควบคุม...Queen Pheromone จะควบคุมให้รังไข่ของ
worker ฝ่อ หรือ ทำให้ worker เป็นหมันชั่วคราว
เปรียบเสมือนผึ้งงานกินยาคุมกำเนิดนั่นเอง-ภาพบนสุด)
- อีกเรื่องหนึ่งที่แตกต่างกันเป็นเรื่องของอาหารที่ให้
ตัวหนอนผึ้งนางพญาจะได้รับอาหารแบบที่เรียว่า Heavy Feeding
คือได้รับหรือกิน Royal jelly มาก เปรียบเสมือนกินอาหารแบบโต๊ะจีน
ตลอดช่วงชีวิตตัวหนอน
- ส่วนหนอนของผึ้งงาน
จะได้รับอาหารแบบที่เรียกว่า Light Feeding คือ ได้รับ Royal
jelly เพียง 3 วันเท่านั้น เปรียบเสมือนได้รับอาหารแบบยาจก คือ
ได้พอกินแต่ไม่อิ่ม
- ความจริงผึ้งภายในรังนั้นมี 3
วรรณะ ดังภาพด้านล่าง
-
- ผึ้งตัวผู้
(Drone) จะมีตาที่ใหญ่ ส่วนปลายท้องมนๆ...
การที่ผึ้งตัวผู้มีตารวม (compound eye) ที่ใหญ่
เพราะจะต้องมีสายตาที่ดี แข็งแรง ว่องไว
เพื่อที่จะบินตามผึ้งนางพญาไปผสมพันธุ์กันกลางอากาศ
ดังภาพการผสมพันธุ์ของผึ้งพันธุ์
-
- ภาพแรกผึ้งตัวผู้บินตามทันผึ้งนางพญา
และบินเข้าจับเพื่อผสมพันธุ์
เมื่อผึ้งตัวผู้สอดอวัยวะสืบพันธุ์เข้าไปในอวัยวะสืบพันธุ์ของผึ้งนางพญาพรหมจรรย์
(Virgin Queen) แล้วก็จะปล่อยน้ำเชื้อเข้าไป
เสร็จแล้วผึ้งตัวผู้ก็จะตื่นเต้นสุดขีด ปล่อยขาที่เกาะผึ้งนางพญาออกมา
และร่วงลงไปตาย ส่วนอวัยวะสืบพันธุ์ Drone sign/Mating sign
ยังคงติดอยู่กับผึ้งนางพญา
- ผึ้งตัวผู้มีหน้าที่บินไปผสมพันธุ์กับผึ้งนางพญาภายนอกรังเท่านั้น
โดยผึ้งตัวผู้ตัองเสียสละชีวิตตัวเองเพื่อการผสมพันธุ์หรือดำรงเผ่าพันธุ์ เมื่อเกิดการทิ้งรัง
(absconding) ผึ้งตัวผู้จะถูกทิ้งให้ตายอยู่ในรัง..
- ผึ้งตัวผู้หาอาหารกินเองไม่เป็น
เพราะส่วนของลิ้นสั้น
ต้องคอยให้ผึ้งงานมาป้อนอาหารให้เท่านั้น
- ผึ้งตัวผู้จะพบมากในฤดูผสมพันธุ์
ซึ่งเป็นช่วงฤดูฝนในบ้านเรา
(ประมาณเดือนพฤษภาคมถึงกันยายน)
-
ผึ้งตัวผู้ที่มีอายุพร้อมที่จะผสมพันธุ์ (อายุ 10
วันขึ้นไป) จะบินออกไปรออยู่บริเวณที่เรียกว่า DCA หรือ Drone Congregation Area
= บริเวณที่มีการรวมกลุ่มกันของผึ้งตัวผู้
-
-
-
ผึ้งเพศเมีย (Female) ได้แก่ ผึ้งนางพญา (Queen)
และผึ้งงาน (worker) เกิดจากไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิ (Fertilized egg)
เมื่อตอนที่เป็นไข่นั้น ไม่มีอะไรแตกต่างกันทางด้านพันธุกรรม
แต่ที่มีความแตกต่างกันเป็นเรื่องของสิ่งแวดล้อม ได้แก่
ตำแหน่งและขนาดของ Queen cell
ที่อยู่ด้านล่างของรวงรังในตำแหน่งห้อยหัวลงและมีขนาดใหญ่ ส่วน worker
cell อยู่บริเวณทั่วๆ ไป และตำแหน่งของหลอดรวงขนานกับพื้นโลก
-
|
- ผึ้งนางพญา (Queen) มีอายุเฉลี่ย
1-3 ปี
เมื่อได้รับการผสมพันธุ์จากผึ้งตัวผู้แล้ว (อาจบินไปผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้
1-3 วัน) ก็จะเก็บ Sperm ไว้ใน Spermatheca
ซึ่งสามารถนับได้ไม่ต่ำกว่า 6-10 ล้านเซลล์ (spermatozoa)
และผึ้งนางพญาสามารถวางไข่ ได้ตั้งแต่ 100-2,000
ฟองต่อวัน...
-
เมื่อผึ้งนางพญาวางไข่จะบีบ Sperm ออกจาก
Spermatheca มาผสมกับไข่ที่ Oviduct ซึ่งตรงนี้มีความเชื่ออยู่ 2
ทฤษฎี...คือ
- Queen
สามารถควบคุม Spermatheca Valve หรือ
- ขนาดของ
cell เป็นตัวควบคุมการปล่อย sperm คือ ถ้าเป็น cell ของ worker
ซึ่งมีขนาดเล็ก Queen จะปล่อย Sperm ให้ผสมกับไข่ แต่ถ้าเป็นหลอดรวง
(cell) ของ Drone ซึ่งมีขนาดใหญ่ Queen ก็จะไม่ปล่อย Sperm
เข้าผสม
-
เมื่อมีการแยกรัง (กรณีเกิด Swarming Queen Cell)
หรือ ที่เรียกว่า ผึ้ง Swarm
ผึ้งนางพญาตัวเก่าจะแยกรังออกไปพร้อมกับสมาชิกอีกส่วนหนึ่งเพื่อสร้างรังใหม่..Queen
ตัวหนึ่งสามารถต่อยได้หลายครั้งเพราะว่าเหล็กในไม่มีเงี่ยง
พฤติกรรมการผสมพันธุ์ของน้องผึ้ง
ช่วงเที่ยงๆ บ่ายๆ
ในวันที่อากาศแจ่มใส ผึ้งตัวผู้จะบินไปรวมตัวกันที่
DCA
โดยก่อนหน้านั้นผึ้งตัวผู้จะมีการบินสำรวจแหล่งที่มีความอุดมสมบูรณ์
เรียกการบินแบบนี้ว่า Orientation
flight..
มีคำถามที่น่าสนใจว่า "เพราะเหตุใดผึ้งตัวผู้จึงต้องไปรวมตัวกันที่
DCA?" เหตุผลจริงๆ นั้นเราไม่ทราบ
เพราะเราไม่ได้เป็นผึ้ง...แต่ถ้าให้เราคิดหาคำตอบโดยประมวลจากสิ่งมีชีวิตทั้งหลายนั้น...
สิ่งมีชีวิตต้องการดำรงเผ่าพันธุ์เอาไว้..ดังนั้นจึงต้องมีการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน
ซึ่งผึ้งเป็นแมลงและเป็นสิ่งมีชีวิต
ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติอันหนึ่งของสิ่งมีชีวิต คือ "การสืบพันธุ์เพื่อดำรงเผ่าพันธุ์เอาไว้"นั่นเอง...การที่ผึ้งตัวผู้ไปรวมตัวกันที่
DCA ก็เพื่อหาที่อุดมสมบูรณ์อันหนึ่ง เหมือนมีอาณาเขต
ที่ผึ้งตัวผู้จะรอคอยผึ้งนางพญา...เมื่อผึ้งนางพญาผ่านมาก็จะแย่งชิงกันเข้าผสมพันธุ์
เพื่อเป็นการคัดเลือกพันธุ์ (natural selection) ตามธรรมชาติด้วย
ให้ผึ้งตัวผู้ที่แข็งแรงและฉลาดที่สุดได้มีโอกาสผสมพันธุ์กับผึ้งนางพญา
(มีคำถามว่าแล้วผึ้งนางพญามีการคัดเลือกพันธุ์ตามธรรมชาติหรือไม่?..อิอิ)
-
DCA มี Species specific คือ มีความเฉพาะเจาะจงของ
species ผึ้ง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการผสมข้ามพันธุ์.. เช่น
-
DCA
ของผึ้งหลวงอยู่ใต้ทรงพุ่มของต้นไม้ใหญ่ สูง 10-35 เมตร เฉลี่ย 25
เมตร
-
DCA
ของผึ้งโพรงอยู่ต่ำลงมาอยู่ด้านข้างของต้นไม้
-
DCA
ของผึ้งมิ้มอยู่ใต้ต้นไม้เตี้ยๆ
-
DCA
ของผึ้งพันธุ์ อยู่ในพื้นที่โล่งเปิดโล่งแถวบริเวณต้นไม้
ที่บริเวณความสูง 5-40 เมตร
-
DCA มีพื้นที่ตั้งแต่ 30-200
ตารางเมตร แล้วแต่ชนิดของผึ้ง มากสุดคือ 1,200 ตารางเมตร
-
DCA ห่างจากรังผึ้งแค่ไหน
ส่วนมากอยู่ใกล้ๆ แต่อาจจะอยู่ห่างไปถึง 8 กิโลเมตร
-
DCA บางแห่ง ใช้มานานถึง 197 ปี,
แต่บางแห่งก็ใช้มานานถึง 30 ปี
-
มีคำถามว่า
แล้วผึ้งตัวผู้รู้ได้อย่างไรว่าจะต้องไปที่ตรงนั้น ?
ผึ้งตัวผู้ไปรอผึ้งนางพญาอยู่ก่อน
พอถึงวันที่เหมาะ ผึ้งนางพญาพรหมจรรย์หรือ Virgin Queen
ก็จะบินไปในเขต DCA
-
ผึ้งตัวผู้ตัวอื่นๆ
จะบินตามเข้าผสมพันธุ์กับผึ้งนางพญา
โดยจะต้องเอาอวัยวะสืบพันธุ์ของตัวเองที่มีลักษณะเป็นเงี่ยง เขี่ยเอา
Mating Sign อันเดิมออกมาก่อน
-
ผึ้งนางพญาจะผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้หลายตัว
เพื่อความอยู่รอดของ Species
-
ในการผสมพันธุ์แต่ละครั้ง ผึ้งนางพญาจะเก็บ Sperm
ไว้ใน Spermatheca และจะบีบเอาบางส่วนทิ้งไป เพื่อรับ Sperm
จากผึ้งตัวผู้ตัวใหม่...การที่ผึ้งนางพญาจะผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้กี่ตัว
อยู่ที่การตัดสินของผึ้งนางพญาตัวนั้น
-
นอกจากนั้น ยังพบว่า ผึ้งนางพญาของผึ้งต่างชนิดกัน
มีการผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้ที่แตกต่างกัน
ดังตัวอย่างการศึกษาดังต่อไปนี้
ชนิดของผึ้ง
|
จำนวนผึ้งตัวผู้ที่ผึ้งนางพญาผสมพันธุ์ด้วย
|
A.
andreniformis |
10 |
A.
florea |
7.9+3.3 |
A.
dorsata |
44+27 |
A.
laboriosa |
19.9+5.0 |
A.
cerana |
14+3.9 |
A.
kochevnikovi |
13+10.4 |
A.
nigrocincta |
40.3+23.4 |
A.
mellifera |
11.6+7.9 |
มีคำถามใหญ่อันหนึ่ง
ที่น่าสนใจคือ ประเทศไทยมีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูง
มีผึ้งอยู่ในเมืองไทยถึง 5 ชนิด ได้แก่ ผึ้งหลวง ผึ้งมิ้ม
ผึ้งมิ้มเล็ก ผึ้งโพรง และผึ้งพันธุ์
ผึ้งเหล่านี้มีการผสมข้ามพันธุ์หรือไม่...ถ้ามีทำไมเราถึงไม่เห็นผึ้งพันธุ์ผสมของผึ้งเหล่านี้....
คำตอบตือ
ผึ้งไม่มีการผสมข้ามพันธุ์หรือข้ามชนิด...เพราะธรรมชาติมีการป้องกันเอาไว้เรียบร้อยแล้ว
โดยมีเหตุผลประกอบดังนี้ (ซึ่งจะได้อธิบายต่อไป)
- บริเวณ DCA อาจเป็นบริเวณเดียวกัน แต่ตำแหน่งอยู่ต่างกัน
- ขนาดตัวของผึ้งไม่เท่ากัน
ทำให้ขนาดของอวัยวะสืบพันธุ์ของผึ้งต่างชนิดกันไม่ Fit กันพอดี
โดยเฉพาะจากการศึกษา Genitalia
หรืออวัยวะสืบพันธุ์ของผึ้งตัวผู้พบว่ามีความแตกต่างกันอย่างมาก
ในผึ้งต่างชนิดกัน...
-
ช่วงเวลาออกผสมพันธุ์ของผึ้งต่างชนิดกันจะแตกต่างกันออกไปในช่วงเวลาของวันหนึ่งๆ
(ซึ่งจะได้ขยายความต่อไป)
- ฤดูกาลของการผสมพันธุ์ของผึ้งต่างชนิดกันจะเป็นคนละฤดู
หรือช่วงเดือนที่แตกต่างกัน
- โครโมโซมของผึ้งต่างชนิดกัน จับคู่กันไม่ได้
- Queen Pheromone ซึ่งเป็น sex attractant ของผึ้งต่างชนิดกัน
มีความแตกต่างกันในรายละเอียดปลีกย่อย
จากการศึกษา Timing =
ช่วงเวลาออกบินออกผสมพันธุ์ของผึ้งตัวผู้ หรือ Drone Flight พบ ผึ้ง 5
ชนิด ออกบินผสมพันธุ์ในช่วงเวลาของวันแตกต่างกันดังนี้
(เป็นข้อมูลการศึกษาแบบคร่าวๆ
ไม่สามารถอ้างอิงทางวิชาการได้)
ชนิดของผึ้ง
|
ช่วงเวลาที่ Drone
บินออกผสมพันธุ์
(เวลาที่ออกมากที่สุด)
|
A.
andreniformis |
12.15-13.30 (13.30) |
A.
florea |
14.15-14.45 (14.45) |
A.
mellifera |
~ 13.00-15.00 |
A.
cerana |
16.00-17.15 (17.15) |
A.
dorsata |
18.00-18.30 (18.30) |
คำถามต่อมา ในเมื่อมี
Drone Flight ช่วงเวลาที่ผึ้งตัวผู้บินออกผสมพันธุ์แล้ว ไม่มี Queen
Flight ช่วงเวลาที่ผึ้งนางพญาออกผสมพันธุ์บ้างหรือ...คำตอบคือ
ศึกษาได้ยากมาก เพราะว่าจำนวน Queen ที่บินออกผสมพันธุ์ จะน้อยกว่า
Drone มาก
ที่มหาวิทยาลัยนเรศวร พิษณุโลก
ได้เคยศึกษา ช่วงเวลาที่ผึ้งนางพญา (Apis
mellifera) บินออกผสมพันธุ์
พบว่าเวลาออกบินผสมพันธุ์จะค่อนข้างเป็นเวลาที่แน่นอน
-
ช่วงฤดูฝน
ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม-เดือนตุลาคม ผึ้งนางพญาจะบินออกผสมพันธุ์ ในเวลา
15.30 น.และกลับมาในเวลาประมาณ 16.00 น.
-
ในช่วงฤดูหนาว
พฤศจิกายนถึงเดือนธันวาคม ผึ้งนางพญาจะบินออกผสมพันธุ์ ในเวลา 14.30
น. และกลับมาในเวลาประมาณ 15.00 น.
สรุปว่า
ผึ้งนางพญาตัวหนึ่งจะบินไปผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้
โดยใช้เวลาเที่ยวบินละ 30 นาที
แล้วก็จะกลับมายังรังของเธอครับ
ผึ้งนางพญาพรหมจรรย์ (Virgin Queen)ที่บินไปผสมพันธุ์ จะปล่อย
Queen Pheromone ซึ่งสร้างออกมาจากต่อมที่กราม (Mandibular gland)
มีชื่อทางเคมีว่า (E)-9-oxo-2-decenoic
acid หรือ เรียกย่อๆ ว่า 9-ODA มีผลเป็น Sex
attractant ดึงดูดให้ผึ้งตัวผู้เข้ามาผสมพันธุ์ เมื่อผึ้งนางพญา
Nuptial Flight เข้าไปในบริเวณ DCA ของผึ้งตัวผู้
ผึ้งนางพญาตัวหนึ่งผสมพันธุ์กับผึ้งตัวผู้ได้หลายตัว
ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว
การที่ผึ้งนางพญาผสมกับผึ้งตัวผู้หลายตัว
มีศัพท์เฉพาะเรียกว่า Polyandry (Zoology : A mating pattern
in which a female mates with more than one male in a single
breeding season.) แต่พวกชันโรง (Stingless bee) นั้นเป็นพวก
ผัวเดียวเมียเดียวหรือ Monandry
นะครับ..
คงต้องขอจบเพียงเท่านี้เพราะหน้าบันทึกหมด
โปรดติดตามตอนที่สองต่อไปครับ <Link>...