जब मधुमक्खी इंसान को डंक मारती है तो वह क्यों मर जाती है

• मधुमक्खी का डंक मछली पकड़ने वाले कांटे जैसा होता है

  • जब मधुमक्खी इंसान को डंक मारती है, तो उसका डंक सिर्फ सुई की तरह धंसता नहीं, बल्कि उस पर कांटेदार हुक लगे होते हैं.
  • डंक मारने के बाद जब मधुमक्खी उड़कर दूर जाने की कोशिश करती है, तो इन हुकों की वजह से डंक बाहर नहीं निकलता और उसका पेट फट जाता है, जिससे उसकी मौत हो जाती है.
  • सवाल यह है कि विकासवाद के नज़रिए से ऐसा आत्मघाती तंत्र क्यों चुना गया.

• जैविक विष पंप

  • डंक के अलग हो जाने पर विष की थैली और मांसपेशीय पंप वहीं रह जाते हैं और ज़हर डालते रहते हैं.
  • यह विष पंप मधुमक्खी के तंत्रिका तंत्र से स्वतंत्र रूप से काम करता है और प्रभावी ढंग से विष पहुंचाता है.
  • ततैया की तुलना में मधुमक्खी का विष प्रविष्ट कराने का तरीका अधिक प्रभावी है.

• superorganism, प्रतिरक्षा तंत्र, और सामूहिक जीवन

  • मधुमक्खियां अपने समूह की रक्षा के लिए मरती हैं.
  • worker bees प्रजनन नहीं करतीं, इसलिए विकासवादी दृष्टि से उनका मर जाना बहुत बड़ी समस्या नहीं है.
  • प्रतिरक्षा तंत्र के neutrophils की तरह, worker bees की मृत्यु बड़े समूह के जीवित रहने में योगदान देती है.

• समूह चयन

  • डार्विन का मानना था कि सामाजिक कीट प्राकृतिक चयन के सिद्धांत को चुनौती देते हैं.
  • समूह चयन सिद्धांत बताता है कि परोपकारिता समूह के जीवित रहने की संभावना बढ़ाकर विकसित हो सकती है.
  • परोपकारिता व्यक्ति की बजाय समूह के अस्तित्व के लिए अधिक लाभकारी होती है.

• kin selection और जैविक परोपकारिता

  • William D. Hamilton ने kin selection सिद्धांत के जरिए समझाया कि परोपकारिता कैसे विकसित हो सकती है.
  • मधुमक्खियों की haplodiploid आनुवंशिक संरचना बहनों के बीच आनुवंशिक संबंध को बढ़ाती है और परोपकारिता को प्रोत्साहित करती है.

• inclusive fitness और haplodiploid परिकल्पना

  • inclusive fitness वह अवधारणा है जिसमें जीन रिश्तेदारों के माध्यम से आगे बढ़ते हैं.
  • मधुमक्खी की बहनें आनुवंशिक रूप से लगभग 3/4 तक संबंधित होती हैं, इसलिए रानी के माध्यम से अधिक बहनों का पैदा होना लाभकारी होता है.
  • यह kin selection के जरिए superorganism के विकास को समझाता है.

• haplodiploid परिकल्पना की सीमाएं

  • सभी haplodiploid प्रजातियां सामाजिक नहीं होतीं, और कुछ diploid प्रजातियां सामाजिक होती हैं.
  • यदि रानी कई नर के साथ संभोग करे या लिंग अनुपात संतुलित हो, तो यह परिकल्पना लागू नहीं होती.
  • इस पर शोध जारी है और कई तरह के मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं.

• निष्कर्ष

  • मधुमक्खी के डंक मारने के बाद मरने के पीछे कई सिद्धांत हैं, और इसे superorganism के हिस्से के रूप में उसकी भूमिका या kin selection से समझाया जा सकता है.
  • कोई निश्चित उत्तर नहीं है, और जीवविज्ञानियों के बीच इस पर बहस अब भी जारी है.

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Hacker News की राय

• मधुमक्खी की रानी ही अकेली honeybee है जो डंक मारने के बाद नहीं मरती। रानी के डंक में कांटे नहीं होते, रानी का आसानी से मरना ठीक नहीं, और उसे सचमुच डंक का इस्तेमाल करना पड़ता है
  रानी के कोष से बाहर आते ही बहुत संभावना होती है कि उसे जल्द ही निकलने वाली दूसरी रानियों या पहले से निकली रानियों को मारने के लिए डंक इस्तेमाल करना पड़े। mating flight के दौरान भी वह डंक इस्तेमाल कर सकती है, लेकिन उस समय escort bees उसकी रक्षा करती हैं
  जब worker bee डंक मारने के बाद उड़ने की कोशिश करती है, तो कांटों की वजह से डंक फंसा रह जाता है। इसी प्रक्रिया में आवाज़ और मरती हुई मधुमक्खी के alarm pheromone फैलते हैं, जिससे दूसरी worker bees उसी लक्ष्य पर हमला करती हैं। छत्ते के पास एक बार डंक लगने पर वह सैकड़ों डंकों में बदल सकता है, और सैकड़ों डंक इंसान को भी मार सकते हैं। झुंड बनाकर moving swarm में जा रही मधुमक्खियां, क्योंकि उनके पास बचाने के लिए larvae या शहद बहुत कम होता है, छत्ते के पास की तुलना में बल्कि ज्यादा सुरक्षित होती हैं

  • मधुमक्खी के डंक में अगर stinger फंसे नहीं, जैसे दस्ताने के आर-पार डंक लगने पर, तो कई बार काफी देर बाद पता चलता है। जब डंक त्वचा में फंसता है, तो सबसे पहले जो सुनाई देता है वह उस मधुमक्खी की भिनभिनाहट होती है, जो डंक अलग करने की कोशिश में निकलती है। वह आवाज़ सचमुच डरावनी इसलिए होती है क्योंकि थोड़ी ही देर में एक दर्जन के करीब मधुमक्खियां उसी जगह पर आकर फिर से डंक मारने की कोशिश करती हैं
    वह भिनभिनाहट injury pheromone फैलाती है, और आवाज़ की frequency भी sister bees के लिए एक बड़ा और साफ signal की तरह काम करती है। भिनभिनाहट 1 सेकंड से कम में खत्म हो जाती है, दर्द 1~2 सेकंड बाद आता है, और दूसरी मधुमक्खियों को पहुंचने में भी करीब 1~2 सेकंड लगते हैं। एक बार मुझे 13 डंक लगे थे, और दूसरी बार 5; सूजन उतरने में 2 हफ्ते लगे और अनुभव वाकई बहुत खराब था
  • झुंड के स्थानांतरित होने से पहले वे खाना भरकर पेट को फुला लेती हैं। इसलिए माना जाता है कि पेट मोड़कर डंक मारना मुश्किल हो जाता है
  • रानी मधुमक्खी वाली बात मुख्य है। रानी छत्ते के अंदर भी डंक इस्तेमाल करती है, और जब छत्ता यह तय करता है कि रानी की अंडे देने की क्षमता खत्म होने वाली है, तो नई रानियां पाली जाती हैं। अपनी जगह बचाने के लिए रानी को नई रानी के निकलते ही उसे मारने जाना पड़ता है; नहीं तो उसे बदल दिया जाता है
    Beekeepers आम तौर पर हर 2 साल में रानी बदलते हैं, और इस व्यवहार को रोकने के लिए मौजूदा रानी को हटाना पड़ता है। बिना protective gear के छत्ते के पास न जाने की सलाह ज्यादातर लोगों के लिए सही है, लेकिन मधुमक्खियों को पर्याप्त धुआं देने पर pheromone दब जाते हैं और वे जलते हुए छत्ते को छोड़ने की तैयारी में शहद जमा करने लगती हैं, जिससे वे काफी शांत हो जाती हैं। beekeeping करते समय धुआं जादू जैसा लगता था, और छत्ते के अंदर से मुट्ठी भर मधुमक्खियां उठा लेने पर भी उनका टूटकर न पड़ना किसी superpower जैसा था
  • अजीब तरह से मुझे मधुमक्खियों से डर नहीं लगा। beekeeping करने वाले मेरे cousin ने जब छत्ता दिखाया, तो हम दोनों ने न mask पहना था न gloves, और हजारों मधुमक्खियों से घिरे होने के बावजूद किसी को डंक नहीं लगा
    जब मैंने रानी की ओर इशारा करके पूछना चाहा कि क्या वही है, तो cousin ने कहा उसे मत छूना; उसने कहा कि अगर इंसान की गंध रानी पर लग जाए तो दूसरी मधुमक्खियां उसे पहचानकर रानी को मार देती हैं। एक urban legend है कि मधुमक्खियां गंध सूंघकर तय करती हैं कि हमला करना है या नहीं; शायद मेरी किस्मत अच्छी थी
  • मुझे लगता है wasps में भी कोई group attack mode होता है, जिसमें किसी individual के मरकर pheromone फैलाने की जरूरत नहीं होती। शायद डंक या ज़हर में ही ऐसी भूमिका होती है
    उसी इलाके में wasp swarm ने मुझे दो बार डंक मारे; वे घोंसला बचा रही थीं, और कृपया मत पूछिए कि ऐसा दो बार क्यों हुआ। wasps ने मेरी बांह पर लगभग एक ही जगह को जिद्दी ढंग से डंक मारा, random जगहों पर नहीं बल्कि उसी body part पर इकट्ठा होकर। इस घटना में wasps घायल नहीं हुईं

• मधुमक्खी का डंक इंसान में फंस सकता है, लेकिन दूसरे कीड़ों को डंक मारते समय ऐसा नहीं होता। कांटे मोटी और elastic mammalian skin में अटकते हैं, लेकिन exoskeleton में उसी तरह नहीं अटकते
  बड़े target तक ज्यादा ज़हर पहुंचाने का यह एक elegant तरीका है

  • दूसरी हाथ की index fingers को सावधानी से इस्तेमाल करें तो मधुमक्खी को मारे बिना त्वचा से डंक निकाला जा सकता है
  • प्रकृति की design अक्सर elegant होती है, लेकिन कभी-कभी क्रूर भी होती है

• Ridley की The Red Queen एक दिलचस्प किताब है जो ऐसी बातों पर चर्चा करती है
  https://www.amazon.com/Red-Queen-Evolution-Human-Nature/dp/0...
  मुख्य बात individual का survival नहीं, बल्कि genes का propagation है

  • इसे 20s की शुरुआत में पढ़ा था और बहुत पसंद आई थी। कई ideas लंबे समय तक याद रह गए, और अब लगभग 20 साल बाद पत्नी के साथ फिर से पढ़कर देखना चाहता हूं कि इस बार कैसा महसूस होगा

• evolutionary biology में “क्यों” वाले सवालों का जवाब survival of the fittest जैसी tautology से देकर संतुष्ट हो जाने की वजह समझ नहीं आती। मधुमक्खी के कांटेदार डंक की व्याख्या, बिना कांटे वाले डंक वाली wasp के अस्तित्व से खंडित होती दिखती है
  यह जवाब नहीं देता कि मधुमक्खियां ऐसे कांटेदार डंक के रूप में evolve क्यों नहीं हुईं जिनसे उनकी आंतें फटकर मौत न हो, या शुरू से ही कई कीड़ों की तरह बिना डंक के क्यों नहीं रहीं। ऐसी evolutionary व्याख्याएं सिर्फ फुर्सत की अटकलें नहीं हैं, इन्हें साबित या खारिज करना भी मुश्किल है, और खराब धर्म की तरह इनमें अक्सर circular logic होता है। कोई species क्यों बची रही? क्योंकि वह fit थी, और fit क्यों थी? क्योंकि वह बची रही — कुछ ऐसा

  • wasp और मधुमक्खियों के खतरे और ecological constraints अलग-अलग होते हैं। वे बस अपनी-अपनी constraints के भीतर अधिक उपयुक्त रूप से evolve हुई हैं, इसमें कोई contradiction नहीं है। अगर मधुमक्खियां पर्याप्त रूप से fit नहीं होतीं, तो वे extinct हो जातीं और बिना कांटे वाले डंक वाली मधुमक्खियों से replace हो जातीं
    evolution का कोई goal या agenda नहीं होता। whales के पास buttocks नहीं हैं, फिर भी vestigial organ के रूप में pelvic bones बची हुई हैं, क्योंकि यह survival के लिए कोई महत्वपूर्ण variable नहीं है। मधुमक्खी का कांटेदार डंक भी कुछ वैसा ही है
  • biology को गहराई से न पढ़ने वाले लोग जहां अक्सर गलत समझते हैं, वह बात यहां साफ दिखती है। किसी जीव की हर विशेषता, या अधिकांश विशेषताओं के लिए भी, जरूरी नहीं कि कोई evolutionary explanation हो
    Tyrannosaurus की बाहें छोटी इसलिए नहीं थीं कि वह फूल खोल सके, बल्कि इसलिए हो सकता है कि बहुत सारे बदलावों के बाद संयोग से जो जीव बचा रहा, उसका रूप वैसा था
  • evolutionary biology में अंतिम जवाब परिभाषा के हिसाब से “एक species बची रही और दूसरी नहीं बची” के करीब होता है। कभी-कभी इसलिए कि adaptation ने competition में बढ़त दी, और कभी-कभी इसलिए कि species पहले से ही competitive थी, इसलिए पहले के चरण की नुकसानदेह विशेषता पर्याप्त रूप से घातक नहीं थी
    chess engine वाली analogy सही है। engine जब best move चुनता है, तो हम “यह pawn चलाने से knight बेहतर square पर चला जाता है” जैसी व्याख्या जोड़ देते हैं, लेकिन वह intuition के लिए simplification भर है; असली जवाब इसके करीब है कि “opponent किसी भी तरह respond करे, यह best outcome बनाता है”
  • evolutionary biology में लोग जो “क्यों” वाले सवाल पूछते हैं, वे evolution को समझने में बची हुई theological thinking के निशान जैसे लगते हैं। लोग मानना चाहते हैं कि दुनिया जैसी अभी है, उसके पीछे कोई fundamental reason होना चाहिए
    इसी तरह, यह विश्वास कि हम जिस environment में evolve हुए, उसके लिए हम बेहतर suited हैं, भी theological residue है। यह उस golden-age thinking जैसा है कि अतीत में लौटने से सब बेहतर हो जाएगा। मूल रूप से evolutionary biology में causality खुद साफ-सुथरे ढंग से फिट नहीं बैठती। “यह feature क्या advantage देता है” पूछा जा सकता है, लेकिन यह पक्का कहना मुश्किल है कि इसी वजह से वह evolve हुआ। species और environment भी लगातार बदलते रहते हैं, इसलिए “किसी खास environment के लिए adapt हुआ” कहना भी थोड़ा अजीब है, क्योंकि environment fixed नहीं रहता
  • सभी जीव बहुत complex होते हैं, इसलिए reproduction perfect copy नहीं बनाता और mutations पैदा होते हैं। इसकी वजह यह है कि दो individuals के complex genetic material से एक individual बनने के तरीके बहुत ज्यादा होते हैं, और इसी से हर individual में unique traits आते हैं
    context के हिसाब से disadvantageous traits वाले individuals के survive करने की संभावना कम होती है, और advantageous traits वाले individuals survive करके reproduce करते हैं, जिससे वे traits ज्यादा common हो जाते हैं। “X, Y करने के लिए evolve क्यों नहीं हुआ?” का जवाब आम तौर पर यह होता है कि वैसा mutation पैदा नहीं हुआ, या संयोग से फैल नहीं पाया। इसका मतलब यह नहीं कि जीवन का आध्यात्मिक उद्देश्य survival है; life random तरीके से पैदा होती है और उसका कुछ हिस्सा बचकर अपने जैसी और life बनाता है। जो systems सफलतापूर्वक self-replicate करते हैं वे survive करते हैं, और हम उन्हें “life” कहते हैं

• हाल में Mythos सुन रहा हूं, इसलिए जोड़ दूं कि यह भी इसलिए है क्योंकि Zeus ने मधुमक्खी को शाप दिया था

  In his final response on the matter he declared that she will be a Queen of a colony of workers that will aid her in gathering honey. However, Greek Gods were never truly honourable in their wishes unless it benefitted them directly. In addition to her swarm of workers she was also granted a fatal sting, but this sting would be fatal to her or her colony if they ever used it on another. It was from then on that the honeybees’ was barbed; meaning that if their weapon was ever to be “deployed” that the individual that used their sting would not survive the attack.
  https://crawliomics.wordpress.com/2019/06/12/zeus-the-honeyb...

• लिखा है कि “नतीजा इस लेख के सबसे ऊपर वाली photo है”, लेकिन कम से कम mobile पर लेख के सबसे ऊपर कोई photo नहीं है

  • desktop Firefox में भी load नहीं हुई। जिन लोगों को interest हो, उनके लिए source में image ढूंढी
    https://www.subanima.org/content/images/size/w1200/2021/11/b...
    यह intentional लगता है
    /* Remove feature image from top of articles */
.gh-article-image {
display: none;
}

• hobby beekeeper के तौर पर, worker bee जब इंसान को डंक मारती है तो उसके मरने की वजह यह है कि उड़ते समय डंक और venom sac pump पीछे रह जाते हैं और abdomen फट जाता है
  मकसद यह है कि मधुमक्खी के चले जाने के बाद भी venom sac pump चलता रहे और दर्द को maximize करे। honeybees एक superorganism हैं, इसलिए individual bee की survival से ज्यादा colony की survival को प्राथमिकता मिलती है

  • मधुमक्खी के डंक के बाद इसकी working देखी है। डंक को एक तरफ से जोर देकर धकेलते हुए निकालना बेहतर होता है; दो उंगलियों से पकड़कर खींचने पर सारा venom wound के अंदर धकेल दिया जाता है

• 90 के दशक के मध्य में Sweden की एक यूनिवर्सिटी में CS/EE पढ़ते समय, multivariable calculus के lecture hall में संयोग से मधुमक्खी ने डंक मार दिया—यही आख़िरी वजह बनी और मैंने पढ़ाई छोड़ दी। इसके बाद मैं एक स्थानीय internet/web software startup में शामिल हुआ और मेरे लिए एक बिल्कुल नई दुनिया खुल गई
  यह सही है कि मैं पहले से ही पीछे था, लेकिन अब सब ठीक चल रहा है

  • CS degree के लिए इतनी ज़्यादा calculus को gatekeeper की तरह मांगना मुझे मूर्खता लगता है। मेरी math बहुत मज़बूत नहीं थी, फिर भी किसी तरह टिक गया, लेकिन अब ठीक से याद भी नहीं है; और अगर इसी वजह से CS degree नहीं मिलती तो अफ़सोस होता
  • हाई स्कूल के दिनों में मैं आसानी से ध्यान भटका लेने वाला छात्र था। एक पसंदीदा class के दौरान मुझे पता चला कि उड़ती हुई मधुमक्खी को folder से मारकर गिराया जा सकता है। वे खिड़की की दरार से अंदर आ रही थीं, और facilities team के ठीक करने से पहले उस साल शायद चार-पांच ऐसी थीं
    अंततः समस्या सुलझ गई, लेकिन खुले स्थान में मधुमक्खी को कुचलकर मारना अच्छा नहीं है। इससे alarm chemicals निकलते हैं और दूसरी मधुमक्खियां सतर्क हो जाती हैं। अगर वे शांत हों तो cup और कड़े कागज़ से पकड़कर बाहर करना बेहतर उपाय है। हालांकि वे मधुमक्खियां छात्रों के आसपास उड़ रही थीं और सबको panic में डाल रही थीं

• इस concept को ठीक से समझने पर मेरे दिमाग़ में जैसे रोशनी जल गई। honest signal के मौजूद होने की वजह भी कुछ ऐसी ही है। मोर के चमकीले पंख survival के लिए नुकसानदेह होते हैं, लेकिन mate खोजने में मदद करते हैं, इसलिए वे gene pool में बने रहते हैं
  ऐसा लगता है कि कोई cheating trait evolve होना ज़्यादा आसान होगा, जो ज़रूरी fitness के बिना भी mate दिला दे, लेकिन आम तौर पर signals ईमानदार बने रहते हैं। मेरी नज़र में आखिरकार जो survive करता है वह individual नहीं, species होती है। कई मामलों में जो individual के लिए फायदेमंद है, वह species के लिए भी फायदेमंद होता है, लेकिन कुछ मामलों में दोनों उलटे अनुपात में होते हैं। इसलिए बड़े भले के लिए individual की मौत को प्राथमिकता देने वाले suicidal genes भी बनते हैं। इसे मानव समाज तक बढ़ाएं तो ज़्यादातर देश इस व्यवस्था तक पहुंचे हैं कि taxes government को दिए जाते हैं। व्यक्ति शिकायत करता है और बचने की कोशिश करता है, फिर भी आखिरकार देता है; जिन समाजों में ऐसी व्यवस्था नहीं थी, वे शायद कम fit थे और लंबे समय तक टिक नहीं पाए

  • एक हिस्सा छूट गया है। पहला है mate choice का adversarial nature। धोखे में आने वाली मादा मोर के surviving offspring कम होंगे, और समझदार मादाएं बेहतर करेंगी
    Honest communication इसलिए काम करती है क्योंकि वह वास्तविक fitness से supported होती है; इसके लिए group selection की ज़रूरत नहीं है। दूसरी बात, taxes में और भी बहुत से तत्व हैं। कोई हथियारबंद व्यक्ति अगर कहे कि अपनी आधी property दो वरना तुम्हारे परिवार को मार दूंगा—यह भी tax है; और किसी दूसरे जानवर के शिकार किए हुए भोजन को mature lion का खा लेना भी कुछ वैसा ही है। मेरे हिसाब से tax इंसानों के बीच power imbalance से स्वाभाविक रूप से निकला परिणाम है। अंतर power difference बनाता है, power difference सुरक्षा के लिए concessions पैदा करता है, और वही kingdoms और states के रूप में जम जाता है
  • “species survival” selection का आधार नहीं है। यह interbreeding population के भीतर किसी gene को ज़्यादा common नहीं बना सकता
    मधुमक्खी अपने आपको इसलिए sacrifice करती है क्योंकि वह queen के साथ genes share करती है। इस sacrifice में शामिल genes colony नाम के superorganism की fitness बढ़ाते हैं और bee gene pool में अपना relative share बढ़ा लेते हैं