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对于未经训练的眼睛看到蜂箱，所有动物看起来都是平等的，但新的研究表明，有些人比其他人更平等。
包括亚利桑那大学三名研究生在内的一组研究人员发现，虽然工蜂和皇后可以在基因上相同，但它们的生命差异似乎与生活在其内脏中的不同微生物有关。
观察到的肠道细菌群体的差异，称为微生物群，可能是一个让科学家长期烦恼的谜团的线索：在两个基因相同的种姓中，为什么工蜂会在几周后死亡，而女王可以活多年?
“我们的研究首次提出了蜜蜂肠道内的细菌，它们食用的食物以及与衰老，压力和长寿相关的生理差异之间的联系，”Carl Hayden Bee Research研究微生物学家Kirk Anderson说。亚利桑那州图森市中心。安德森还是UA农业与生命科学学院昆虫学系和昆虫科学中心的兼职科学家。
该研究得益于UA，UA的BIO5研究所和Carl Hayden Bee研究中心之间的跨学科合作，该研究中心由美国农业部农业研究局运营。该小组本月早些时候在高级科学期刊Microbiome上发表了他们的研究结果。
利用UA的下一代测序功能，Anderson的团队确定了蜜蜂肠道中细菌的种类和数量。这使他们能够比较构成衰老工人肠道菌群的细菌与老化的女王。
越来越多的研究表明，在人类中，所谓的益生菌如双歧杆菌和乳酸杆菌与健康和长寿有关，而属于变形菌群的细菌通常与不健康的微生物失衡有关。工蜂似乎有类似的趋势，导致研究人员希望蜜蜂可以用作模式生物来研究构成哺乳动物(包括人类)微生物组的更复杂的微生物组装。
类似于衰老的生理学，研究人员发现女王和工蜂开始研究不同的微生物轨迹：随着工人年龄的增长，他们的肠道微生物组从有益的益生菌微生物的最初优势转移，并且他们的肠道被越来越多地接管与健康状况不佳和预期寿命较短有关的细菌。另一方面，皇后以某种方式设法支持更精致，更有效的微生物组，保留“年轻人的签名”，正如安德森所说的那样。
“衰老的人类肠道经历了同样的事情，”他说。“就像工蜂一样，它失去了像双歧杆菌和乳酸杆菌这样的益生菌，并获得了各种变形菌，这些变化与我们的健康密切相关。”
近年来，对肠道微生物作用的兴趣激增。广泛的研究旨在解开复杂的代谢途径和我们体内细胞与微生物共生体之间的相互作用以及它们产生和交换的无数化合物。
一种这样的分子是丁酸盐，其是通过膳食纤维的微生物发酵产生的许多短链脂肪酸之一。已知短链脂肪酸具有从激素产生到抑制炎症和可能的癌症的重要功能。
“丁酸是由蜜蜂的后肠产生的，通过我们发现老化工人消耗的细菌的共同代谢，并在衰老的女王中积累，”UA微生物学系的共同作者和博士生Duan Copeland说。“在蜜蜂和人类中，丁酸盐对肠道健康至关重要，但也会影响各种系统性健康问题。它可以提高蜜蜂的免疫力和解毒能力，并且已知会影响人类的核心功能，包括能量水平和行为。 “
“我们认为益生菌的存在是女王寿命延长的一个组成部分，”美国农业部昆虫学和昆虫科学中心五年级博士生Patrick Maes说。“另一个是她的更高水平的卵黄蛋白原，在她的一生中仍然很高。在工人中，你会看到它提前达到峰值，然后在几天内逐渐消失。”
卵黄蛋白原是一种营养储存分子，总是富含女王的脂肪和血液。它不仅仅是简单的营养，还可以起到抗氧化剂的作用，提高免疫力，抑制炎症。
“人类和蜜蜂分享的许多肠道微生物在不同的游戏中可以被认为是相同的角色，”Maes说。“每个细菌都有类似的细菌。通过观察这个简化的系统，我们可以学到很多东西，并可能增加人类系统。”
“工人们只会喂她生产的蜂王浆，它们是在专门的腺体中生产的。你可以将蜂王浆视为一种超级食物，蜜蜂相当于母乳，支持有益细菌，含有抗菌肽。”
该研究表明，蜂王浆可以增强女王特有的肠道微生物的生长，通过将肠道微生物群从普通工蜂转移到更长的生命轨道，使王后处于更长寿的轨道上。另一方面，工人主要依靠花粉作为主食。
Copeland说，蜂巢中的蜂王浆，蜂蜜和其他因素会阻止不需要的微生物进入海湾。蜜蜂可以通过与食品商店，巢穴配偶和蜂巢中的整体环境接触来获得有益的微生物。
研究人员认为蜜蜂可以成为人类微生物组研究的优秀模型，因为它具有惊人的相似性。虽然人类微生物组可能包含数以千计的细菌物种，但蜜蜂只有大约十几种，这是一种更容易管理的数量。
其中已知所有微生物及其所有基因已知的常规微生物组已经可用于小鼠，并且蜜蜂也可以实现相同的微生物组。安德森说，这样的研究可以帮助解决人类微生物组研究中的两个重大混杂因素：饮食和长寿。
“事情如何以及为何变老并死亡?”他说。“这些是模型系统帮助我们探索的基本过程，蜜蜂的易处理性和相对简单的微生物组可以帮助我们回答这些问题。”
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