Медоносные пчелы могут наследовать альтруистическое поведение от матерей

Исследователи из Университета штата Пенсильвания обнаружили, что медоносные пчелы демонстрируют редкое в животном мире истинно альтруистическое поведение. Также они выяснили, что эволюционный генетический конфликт может определять, от какого родителя пчелы наследуют эту черту.

В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Ecology, изучалась генетика «свитного» поведения у рабочих пчел (всегда самок). После контакта с феромоном матки у рабочих пчел деактивируются собственные яичники, они помогают распространять феромон среди других рабочих и ухаживают за маткой и ее яйцами.

Это поведение считается альтруистическим, поскольку в итоге повышает способность матки производить потомство, в то время как рабочая пчела остается стерильной. Матка обычно является матерью всех или почти всех пчел в улье.

Исследователи обнаружили, что гены, делающие рабочих пчел более восприимчивыми к феромону матки и, следовательно, более склонными к «свитному» поведению, могут передаваться как от матери, так и от отца. Однако альтруистическое поведение проявляется только тогда, когда эти гены унаследованы от матери.

«Это исследование показывает, что дело не только в различиях в самой последовательности генов, а в том, от какого родителя ген унаследован. Сам факт получения гена от матки, независимо от его последовательности, может приводить к иному поведению, чем копия гена, полученная от отца», — пояснил Шон Бреснахэн, ведущий автор исследования.

Исследование также подтверждает Теорию родственного внутригеномного конфликта, согласно которой гены матери и отца конфликтуют из-за того, какие поведенческие модели поддерживать.

В то время как предыдущие работы показали, что гены отцов могут поддерживать эгоистичное поведение у млекопитающих, растений и пчел, текущее исследование впервые демонстрирует, что гены матерей могут передавать альтруистическое поведение потомству.

«В нашей системе мы видим, что гены от матери-матки поддерживают альтруистическое поведение у ее потомства, что приводит к увеличению числа копий ее генов в популяции. Это дополняет наши предыдущие исследования, которые показали, что гены отцов поддерживают эгоистичное поведение у рабочих пчел», — отметила соавтор Кристина Грозингер.

Матка спаривается с несколькими самцами, поэтому рабочие пчелы имеют одну мать, но разных отцов. Это означает, что они делят больше генов матери друг с другом, что, согласно теории, и предсказывает поддержку альтруизма материнскими генами.

В ходе исследования ученые скрестили шесть различных линий медоносных пчел. У потомства оценивали восприимчивость к феромону, запускающему «свитное» поведение, и деактивацию яичников в ответ на него.

С помощью RNA-секвенирования и создания персонализированных геномов родителей ученые смогли определить, какая родительская копия гена экспрессируется у рабочих пчел. Используя методы машинного обучения для анализа генных регуляторных сетей, они обнаружили признаки внутригеномного конфликта: смещение экспрессии в пользу генов матери или отца встречалось чаще, чем при случайном отборе генов. Эти сети включали гены, ранее связанные с «свитным» поведением.

«Тот факт, что это уже третье поведение у пчел, в вариациях которого мы обнаружили вклад внутригеномного конфликта, позволяет предположить, что такой конфликт может формировать множество признаков у пчел и других видов», — добавила Грозингер.