Effect of the queen on worker reproduction and new queen production in the bumble bee Bombus terrestris

Abstract

We tested the hypotheses that a non-volatile pheromone inhibiting worker egg-laying and queen development produced by Bombus terrestris queens has effects transferable (a) from workers to other workers or larvae, or (b) on wax. We subdivided small, young colonies with a single mesh screen (Experiment 1) and larger, older colonies with a double mesh screen (Experiment 2). One treatment (in both experiments) involved the transfer of workers, and one treatment (in Experiment 2 only) involved the transfer of wax, from the queenright to the queenless compartments. Queenlessness induced significantly earlier onset of worker aggression (followed by egg-laying) in all treatments in both experiments, and significantly earlier queen production in all treatments in Experiment 2 (small colony sizes probably hindered queen production in Experiment 1). These findings suggested that the effects of B. terrestris queen pheromone are not transferable via workers or wax.

Zusammenfassung

Es gibt deutliche Hinweise, dass die Königinnen der Hummel Bombus terrestris L. sowohl die Eilage von Arbeiterinnen als auch die Entwicklung von weiblichen Larven zu neuen Königinnen mittels eines oder mehrerer nichtflüchtiger Pheromone hemmen. Diese Hemmung endet mit oder in etwa mit dem ’Kompetitionspunkt’, an dem die Arbeiterinnen mit Aggression und Eilage beginnen und nach dem weibliche Larven sich zu Königinnen entwickeln. Unter Verwendung von geteilten Völkern testeten wir zwei Hypothesen. Die erste war, dass die Auswirkungen der Königinnenpheromone von Arbeiterinnen auf andere Arbeiterinnen oder Larven übertragen werden können. Die zweite war, dass diese auf Wachs übertragen werden können. Wir verglichen die Zeit des Kompetitionspunktes (definiert als den Beginn der Arbeiterinnenaggressivität, der von Eilage gefolgt wird) und die Produktion von Königinnen zwischen den weiselrichtigen und weisellosen Abteilen von durch ein einfaches Gitter unterteilten kleinen jungen Völkern (Experiment 1) und von mit einem doppelten Gitter unterteilten großen älteren Völkern (Experiment 2). In beiden Experimenten wurden in einer der Versuchsgruppen Arbeiterinnen von den weiselrichtigen in die weisellose Abteilung übertragen. In dem zweiten Experiment wurde zusätzlich in einer der Versuchsgruppen Wachs übertragen. Allerdings fanden wir, dass bei Weisellosigkeit der Kompetitionspunkt wesentlich früher erreicht wurde, und (außer in Experiment 1, in dem in weisellosen Völkern keine oder nur sehr wenige Königinnen erzeugt wurden) dass der Beginn der Königinnenproduktion signifikant früher war, völlig unabhängig davon ob Arbeiterinnen oder Wachs übertragen worden waren (Tab. II und III). Daher ist es unwahrscheinlich, dass Königinnenpheromon oder Pheromone über Arbeiterinnen oder Wachs verteilt werden, und es bleibt eine offene Frage, durch welchen Mechanismus der Effekt der Pheromone von der Königin zu den Arbeiterinnen oder Larven gelangt. Darüber hinaus hing in Bezug auf die Königinnenproduktion der Einfluss der Weisellosigkeit von der Koloniegröße und Reife ab, was einen Einfluss des Sozialkontext auf die Reaktion von B. terrestris auf die Experimentalbedingungen belegt.