Бумажные осы и медоносные пчёлы используют общий генетический «инструментарий»

Несмотря на то, что и бумажные осы (Polistes metricus), и медоносные пчёлы (Apis mellifera) являются общественными насекомыми, строящими гнёзда, их колонии организованы по-разному. Новое исследование показывает, что, несмотря на эти различия и более чем 100 миллионов лет эволюционного разделения, оба вида полагаются на одну и ту же сеть генов для регуляции социального поведения.

Исследование опубликовано в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Разное поведение, общие гены

У медоносных пчёл существует чёткое разделение труда между размножающейся маткой и рабочими особями, которые заботятся о потомстве и добывают пищу. У бумажных ос социальные роли гораздо более гибкие. Однако, как выяснили учёные, одни и те же гены могут использоваться этими разными организмами для решения сходных задач. Это и есть концепция «генетического инструментария»: одни и те же генетические элементы задействованы в разных типах разделения труда.

Методология исследования

Целью работы было выяснить, опираются ли различия в активности генов мозга у ос на те же генетические сети, что и у пчёл. Ранее, в 2007 году, команда уже изучала экспрессию 32 генов у ос, но эти гены были выбраны целенаправленно из-за их важности для пчёл.

В новом исследовании учёные проанализировали активность генов в мозге четырёх групп самок бумажных ос с разными ролями в гнезде (одни были более активны в размножении, другие — в заботе о потомстве). С помощью компьютерного алгоритма они проанализировали данные секвенирования и создали ДНК-микрочип, позволивший одновременно измерить активность множества генов в мозге ос.

Результаты

Было идентифицировано более 4900 генов, активных в мозге ос. Новый анализ подтвердил, что те же гены и генетические регуляторы, которые важны для разделения труда в улье медоносной пчелы, используются и осами при выполнении разных ролей в гнезде.

Это открытие расширяет концепцию генетического инструментария, ранее обнаруженного для физических признаков (например, гена PAX-6, участвующего в развитии глаз у млекопитающих и насекомых), на сложное социальное поведение.