Агрессивность пчелиной семьи связана с регуляторными генными сетями
Коллективное поведение, такое как защита улья у медоносных пчел, распространено среди социальных насекомых. Роль пчелы в семье меняется с возрастом: молодые особи работают внутри улья, а старые переходят к ролям снаружи — становятся фуражирами (сборщиками пищи) или солдатами (защитниками).
Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, показало, что определяет, станет ли старая пчела фуражиром или солдатом, и как это связано с общей агрессивностью колонии.
Методология исследования
- Агрессивность колонии измеряли, подсчитывая количество укусов на замшевых лоскутах после провокации.
- Солдат идентифицировали как атакующих пчел, фуражиров — как возвращающихся в улей с пыльцой.
- Для сравнения использовали одноклеточную транскриптомику и анализ генных регуляторных сетей мозга пчел из колоний с разным уровнем агрессии.
Ключевые результаты
- В мозге тысячи генов экспрессировались по-разному у солдат и фуражиров, но ни один из них не входил в ранее обнаруженный список "генов агрессии колонии".
- Структура генных регуляторных сетей мозга (которые контролируют, когда и где экспрессируются гены) существенно различалась между солдатами и фуражирами.
- Эти различия в регуляторных сетях были больше, если пчелы происходили из более агрессивной колонии.
Выводы и значение
Исследование предполагает, что регуляция генов, а не просто их наличие, влияет на коллективное поведение. Колония может становиться более или менее агрессивной, воздействуя на склонность старых пчел переходить в "солдатское" состояние в ответ на среду.
"В то время как несколько исследований обнаружили потенциальные наследственные различия между солдатами и фуражирами, это исследование показывает, что старые медоносные пчелы могут иметь потенциал для принятия любой из ролей", — сказал Джин Робинсон, соавтор работы.
Планы на будущее включают функциональное тестирование выявленных генных сетей и определение их локализации в мозге с помощью методов пространственной транскриптомики.