Geni medonosne pčele mogu natjerati radilice da služe kraljici iznad sebe.
Pčele medarice su model timskog rada u prirodi, sa svojim složeno društvo i koprivnjača koja stvara dovoljno energije za stvoriti električni naboj. Također se čini da su neke od rijetkih životinja koje pokazuju jedinstvenu osobinu altruizma, koja je genetski naslijeđena. Nalazi su opisani u a studija objavljena 25. rujna u časopisu Molekularna ekologija.
[Povezano: Mozgovi pčela mogli bi naučiti robote da donose odluke u djeliću sekunde.]
Dajući sve za pčelinju maticu
Prema Američkom psihološkom udruženju, ljudi pokazuju altruizam kroz ponašanje koje koristi drugom pojedincu po cijenu za sebe. Neki psiholozi smatraju da je to jedinstvena ljudska osobina, a proučavanje na životinjama zahtijeva drugačiji okvir za razumijevanje. Iskustvo životinja a različita razina spoznaje, tako da ono što tjera ljude da budu altruistični može biti drugačije od onoga što utječe na životinje poput medonosnih pčela da se ponašaju na načine koji se čine altruističnima.
U ovoj novoj studiji znanstvenici su prvo pogledali genetiku koja stoji iza toga ponašanje pratnje kod pčela radilica. Ponašanje pratnje je radnja pčela radilica koje se brinu za maticu, poput hranjenja ili njegovanja. Vjeruje se da ga pokreću specifični feromoni, a pčele radilice su uvijek ženke.
Nakon što su pčele radilice izložene matičinom mandibularnom feromonu (QMP), one deaktiviraju vlastite jajnike. Oni zatim pomažu u širenju QMP-a drugim pčelama radilicama i brinu se samo o jajima koja proizvede pčela matica. Entomolozi smatrajte ovo ponašanje 'altruističnim' jer pogoduje sposobnosti matice da proizvede potomstvo, dok pčele radilice ostaju sterilne.
Kraljica je također tipično majka svih ili uglavnom svih medonosnih pčela u košnici. Geni koji pčele radilice čine osjetljivijima na matičin feromon i ponašanje pratnje mogu se prenijeti sa ženskog ili muškog roditelja. Međutim, geni rezultiraju altruističnim ponašanjem samo kada se prenose od ženskog roditelja pčele.
“Ljudi često misle da su različiti fenotipovi rezultat razlika u sekvencama gena ili okoliša. Ali ono što ova studija pokazuje je da nisu samo razlike u samom genu – nego od kojeg je roditelja gen naslijeđen,” koautor studije i doktorant na Sveučilištu Penn State Sean Bresnahan stoji u priopćenju. "Po samoj prirodi insekta koji dobiva gen od svoje majke, bez obzira na sekvencu gena, moguće je da će se ponašati drugačije od kopije gena od oca."
Bitka genetike
Studija podržava teoriju zvanu Teorija srodstva intragenomskog sukoba. Sugerira da su geni majke i oca u sukobu oko toga koja ponašanja podržavati, a koja ne. Prethodne studije pokazale su da muški geni mogu poduprijeti sebično ponašanje sisavci, bilje, i pčele medarice. Ova nova studija je prvo poznato istraživanje koje pokazuje da žene mogu prenijeti altruistično ponašanje na svoje potomke u svojim genima.
[Stvarno: Čemu nas užurbani pčelinji mozgovi mogu naučiti o ljudskoj evoluciji.]
Pčele radilice općenito imaju istu majku, ali različite očeve, budući da se matica pari s više muških pčela. To znači da pčele radilice međusobno dijele više gena svoje majke.
"To je razlog zašto teorija srodstva intragenomskog sukoba predviđa da će geni naslijeđeni od majke podržavati altruistično ponašanje kod medonosnih pčela", rekao je Breshnahan. “Pčela radilica ima više koristi od pomaganja, umjesto da se natječe s njom, svojom majkom i sestrama—koje nose više kopija radničkih gena nego što bi ona ikada mogla sama reproducirati. Nasuprot tome, kod vrsta u kojima se ženka pari samo jednom, predviđa se da očevi geni podržavaju altruistično ponašanje.”
Određivanje mreža sukoba
Da bolje pogledam, tim križanac šest različitih loza medonosnih pčela. Bresnahan kaže da je to relativno lako učiniti kod sisavaca ili biljaka, ali teže kod kukaca. Koristili su stručnost uzgoja medonosnih pčela koautorice Juliane Rangel sa sveučilišta Texas A&M i Robyn Underwood iz Penn State Extension kako bi stvorili ove populacije.
Nakon što su pčelinje populacije uspješno križane i potomci su bili dovoljno stari, tim procijenio reakciju pčela radilica na feromon koji pokreće ponašanje svite.
“Dakle, mogli bismo razviti personalizirane genome za roditelje, a zatim mapirati radnički gen ekspresije svakom roditelju i otkriti kopija tog gena kojeg roditelja se eksprimira,” Bresnahan rekao je.
Tim je identificirao genske regulatorne mreže koje imaju ovaj intragenomski sukob, otkrivši da je izraženo više gena koji imaju roditeljsku pristranost. Te su se mreže sastojale od gena za koje su prethodna istraživanja pokazala da su povezani s ponašanjem pratnje.
“Promatranje intragenomskog sukoba vrlo je teško, pa postoji vrlo malo studija koje ispituju ulogu koju igra u stvaranju varijacija u ponašanju i drugim osobinama,” koautorica studije i entomologinja Penn Statea Christina Grozinger stoji u priopćenju. “Činjenica da je ovo treće ponašanje za koje smo pronašli dokaze da doprinosi intragenomski sukob Varijacije kod pčela sugeriraju da bi intragenomski sukob mogao oblikovati mnoge vrste svojstava kod pčela i drugih vrsta."
Tim se nada da će ovo istraživanje pomoći u stvaranju nacrta za više studija intragenomskih sukoba kod drugih životinja i biljaka.
