Общие генетические механизмы лежат в основе социальной жизни у пчел и людей
Несколько генетических вариантов, связанных с социальным поведением у медоносных пчел, расположены в генах, которые ранее связывали с социальным поведением у людей. Об этом сообщают Ян Траниелло из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (США) и его коллеги в журнале PLOS Biology. Результаты указывают на древние корни социального поведения, которые сохранились у разных видов.
У социальных видов существует индивидуальная вариативность в общительности: одни особи высокосоциальны и хорошо связаны в своем обществе, другие предпочитают меньше социального взаимодействия. На эту вариативность влияют многие факторы, включая настроение, социальный статус, предыдущий опыт и генетику. Однако генетические и молекулярные механизмы, влияющие на общительность, изучены плохо.
Исследователи использовали комбинацию секвенирования генома, анализа экспрессии генов в мозге и поведенческих наблюдений для изучения генетических механизмов, лежащих в основе вариаций социального поведения у западных медоносных пчел (Apis mellifera).
Они собрали взрослых пчел из трех колоний и прикрепили к их телам крошечные штрих-коды, что позволило автоматически отслеживать их социальное поведение в ульях со стеклянными стенками. Полногеномное секвенирование 357 пчел выявило 18 генетических вариантов, связанных со склонностью делиться питательной жидкостью с сородичами — социальным поведением, известным как «трофаллаксис».
Несколько из этих вариантов находились в двух генах: neuroligin-2 и nmdar2. Они имеют сходную последовательность с генами, которые ранее связывали с аутизмом у людей. Секвенирование транскриптома также выявило более 900 генов, которые были более активны в мозге у тех пчел, которые чаще взаимодействовали с сородичами.
Результаты подчеркивают сходства в генетических механизмах, лежащих в основе социального поведения у людей и пчел — видов, которые разошлись более 600 миллионов лет назад.
Общительность — сложная характеристика, контролируемая многими генами, но эти общие геномные черты предполагают, что существуют древние молекулярные строительные блоки социальной жизни, которые сохранялись на протяжении миллионов лет эволюции, даже если люди и пчелы развили социальную жизнь независимо.
Авторы добавляют: «Центральная черта всех обществ — то, что члены группы часто взаимодействуют друг с другом, но различаются по склонности к этому. Объединив автоматический мониторинг социальных взаимодействий, секвенирование ДНК и транскриптомику мозга в колониях медоносных пчел, мы выявили эволюционно консервативные молекулярные корни общительности, общие для филогенетически различных видов, включая людей».
Траниелло добавляет: «Социальные насекомые идеальны для отслеживания поведения всей колонии, и технологии позволяют нам следить за тем, что делает каждая пчела на протяжении большей части ее жизни. В этом исследовании мы стремились сделать шаг вперед, задаваясь вопросом: "Мы можем отслеживать всех этих животных, мы знаем, с кем они социально взаимодействуют через обмен пищей, мы знаем, как они двигаются и где проводят время". Молекулярный инструментарий для медоносной пчелы обширен и растет, и мы также можем исследовать структуру генома или паттерны экспрессии генов в мозге в связи с вариациями социальной активности. Мы спросили: "Как мы можем объединить эти технологии, чтобы задать общие вопросы о молекулярных основах социальной организации и проверить гипотезу, что некоторые из этих черт могут быть консервативны у разных видов?" И именно это мы и сделали».