Ген, определяющий пол у медоносных пчел, оказался сложнее, чем считалось ранее

Международная группа учёных под руководством доктора Мартина Хассельмана из Института генетики Кёльнского университета выяснила, что ген, определяющий пол пчел, гораздо сложнее, чем предполагалось, и эволюционирует с очень высокой скоростью. Исследование опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.

У медоносных пчел (Apis mellifera) самцы (трутни) развиваются из неоплодотворённых яиц, а самки — из оплодотворённых. В оплодотворённых яйцах ключевую роль в развитии рабочих пчёл (самок) играет состояние гена complementary sex determiner (csd).

Королева, спаривающаяся с несколькими трутнями, передаёт оплодотворённым яйцам случайную комбинацию двух копий (аллелей) гена csd. Если эти аллели достаточно разные, развивается самка. Если же в оплодотворённом яйце присутствуют две идентичные версии гена csd, развиваются диплоидные трутни, которых рабочие пчёлы поедают после вылупления.

Ранее считалось, что существует до 20 аллелей csd. Однако в глобальном наборе данных, собранном и проанализированном исследовательской группой, было обнаружено:

• 53 аллеля csd в одной локации (в Кении).
• Минимум 87 аллелей csd по всему миру.

С помощью эволюционной модели учёные экстраполировали существование 116–145 аллелей csd. Новые аллели csd возникают в эволюционных масштабах относительно быстро — примерно каждые 400 000 лет. Особенно высокая скорость эволюции наблюдается в определённой области внутри гена csd («горячая точка»), которая вместе с определёнными аминокислотными мутациями решающим образом способствует формированию новых аллелей в прилегающих регионах.

Жизнеспособность пчелиной популяции зависит, среди прочего, от генетического разнообразия аллелей, определяющих пол. Эти новые данные очень важны для пчеловодства, чтобы минимизировать риск инбридинга и, как следствие, появления диплоидных трутней.