Обнаружены сходства в социальной организации пчёл и млекопитающих

Новое исследование выявило сходства в социальной организации пчёл и млекопитающих и даёт представление о генетике социального поведения других животных. Эти результаты, опубликованные в PLOS Computational Biology, используют социогеномику — область, изучающую связь между социальным поведением и геномом, — чтобы показать сильное сходство в социальных генетических цепях, общих для медоносных пчёл и млекопитающих.

Считается, что последний общий предок животных и насекомых — это безногое существо, жившее более 600 миллионов лет назад, для которого у нас нет свидетельств социального поведения. С тех пор социальные насекомые, такие как медоносные пчёлы, и социальные млекопитающие, такие как мы, шли разными путями к развитой сложной социальности. Но главный нерешённый вопрос в понимании геномных основ социального поведения заключается в том, возникли ли эти отдельные пути к социальности из общих молекулярных корней или каждый раз опирались на разные молекулярные субстраты.

Авторы отмечают: «Когда мы начали это исследование, было три возможных исхода: а) наши инструменты окажутся недостаточными, чтобы определить, имеет ли социальность у медоносных пчёл и млекопитающих общее геномное происхождение; б) мы обнаружим, что общего геномного происхождения, различимого в данных, нет; или в) мы обнаружим, что общее происхождение есть. Ответом оказался вариант в), что хорошо, потому что это самый интересный ответ».

Чтобы это выяснить, Хуэй Лю, Джин Робинсон и Эрик Якобссон из Университета Иллинойса разработали новые вычислительные инструменты для анализа паттернов консервации генов у широкого круга животных — для генов, активируемых и подавляемых в мозге медоносной пчелы под воздействием химического сигнала коммуникации, вызывающего тревогу.

Исследование показывает, что эти гены более широко консервативны между медоносными пчёлами и млекопитающими по сравнению либо с пчёлами и асоциальными насекомыми, либо с пчёлами и асоциальными позвоночными. Большинство генов с этой провокационной картиной консервации участвуют в процессах, связанных с клеточным ремоделированием, например, с фолдингом белков. Авторы предполагают, что эти процессы являются компонентами клеточных перестроек, участвующих в обработке коммуникационных сигналов, необходимых для социальной организации.

Эта работа демонстрирует силу использования инструментов вычислительной геномики для анализа паттернов экспрессии генов с целью выяснения эволюции поведения.