Регуляция генов лежит в основе эволюции социальной сложности у пчёл
Объяснение эволюции общественных насекомых, у которых стерильные члены общества демонстрируют крайние уровни альтруизма, долгое время было серьёзной научной проблемой, восходящей ко временам Чарльза Дарвина. Новое геномное исследование 10 видов пчёл, представляющих спектр социальной организации — от одиночных пчёл до видов со сложными высокосоциальными колониями, — даёт новые представления о генетических изменениях, сопровождающих эволюцию пчелиных обществ.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Секвенировав и сравнив геномы десяти видов пчёл с разной социальной сложностью, учёные сделали три важных открытия.
1. Нет единого пути к эусоциальности
«Во-первых, не существует единой дорожной карты к эусоциальности — сложной кооперативной социальной системе, в которой животные ведут себя скорее как суперорганизм, чем как особи, заботящиеся о себе», — заявил руководитель исследования Джин Робинсон. Исследование показало, что независимые эволюционные переходы к социальной жизни имеют независимые генетические основы.
2. Ускоренная эволюция регуляции генов
По мере роста социальной сложности ускорялись изменения в частях генома, участвующих в регуляции активности генов, расположенных в промоторах. В то же время эволюция, по-видимому, замедлила изменения во многих частях генома, кодирующих сами белки. Аналогично, с ростом социальной сложности увеличивался уровень метилирования ДНК, что также означает усиление регуляторного потенциала генов.
«Похоже, что генетические сети становятся сложнее по мере усложнения социальной жизни, причём сложность сетей движет социальной сложностью», — пояснил Робинсон.
3. Ослабление давления отбора
Третьим важным открытием стало то, что рост социальной сложности сопровождался замедлением, или «ослаблением», изменений в геноме, связанных с естественным отбором. Этот эффект для некоторых генов может быть результатом буферного эффекта жизни в сложном взаимозависимом обществе, где «коллективный геном» менее уязвим к резким изменениям окружающей среды или другим внешним угрозам.
«Эти результаты вновь демонстрируют, что важные новые идеи об эволюции можно получить, используя геномы как исторические книги. Теперь мы узнали, какие генетические изменения произошли в ходе эволюции пчёл, известных своими сложными обществами и важнейшей ролью в опылении», — заключил Робинсон.