Изменение экспрессии генов в мозге пчел при восприятии дальности полета

Исследователи сообщают, что если медоносную пчелу обманом заставить думать, что она пролетела большое расстояние за пищей, это изменяет экспрессию генов в её мозге. Их исследование, опубликованное в журнале Genes, Brain and Behavior, первым идентифицировало гены, реагирующие на расстояние.

После успешного поиска пищи пчела-фуражир исполняет особый "танец", сообщая сородичам направление, качество и расстояние до источника. "Круговой танец" означает, что пища близко, а "виляющий танец" указывает на большее расстояние.

В новом исследовании использовали установленный метод изменения восприятия расстояния у пчелы, когда она летела через туннель за пищей. Вертикальные полосы или сложный узор на стенках заставляли пчелу думать, что она пролетела большее расстояние, в то время как горизонтальные полосы или простой узор указывали на короткую дистанцию — при одинаковой реальной длине туннелей. Учёные наблюдали за танцем пчелы, чтобы понять, какое расстояние она считает пройденным.

С помощью микрочипового анализа (microarray analysis) сравнили экспрессию генов в мозге пчел, которые думали, что пролетели короткое или длинное расстояние. Изучали две области мозга:

• Зрительные доли (optic lobes), обрабатывающие визуальную информацию.
• Грибовидные тела (mushroom bodies), интегрирующие сенсорную информацию и связанные с обучением и памятью.

Одни пчелы (S-S) летали за пищей по "короткому" туннелю многократно, других (S-L) сначала тренировали на "коротком", а затем переводили на "длинный" туннель. Экспрессия генов в мозге различалась между группами. Всего 29 аннотированных генов (с известной последовательностью, локализацией и функцией) были "дифференциально регуляторованы между пчёлами S-L и S-S, либо в зрительных долях, грибовидных телах, либо в обеих областях".

Удивительно, что паттерны экспрессии генов (какие гены включались, выключались или меняли активность) были схожими в обеих областях мозга. Это говорит, что в ответ на информацию о расстоянии в разных частях мозга задействованы сходные молекулярные пути.

Изменение активности генов в грибовидных телах может указывать, что часть информации кодируется в памяти, "что логично, поскольку пчёлам нужно помнить расстояние полёта достаточно долго, чтобы сообщить его сородичам в улье с помощью танца".

Исследование добавляет новое измерение к изучению социально-отзывчивого генома. Геном — не статичный "чертёж жизни", а динамичная система, "чрезвычайно отзывчивая к стимулам окружающей среды, особенно социально значимым. Это ещё один аспект мира, на который реагирует геном, о котором мы раньше не знали".