Изучение генов медоносных пчёл выявило, что некоторые генетические варианты, влияющие на их социальное поведение, расположены в тех же генах, которые ранее были ассоциированы с социальным поведением у людей, сообщают ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне в журнале PLOS Biology. Результаты указывают на древние корни социального поведения, которые сохранились у разных видов.
У социальных видов существует различие в степени общительности: некоторые особи проявляют высокую социальность и поддерживают обширные связи в сообществе, другие же предпочитают ограниченное взаимодействие. На такую вариативность могут влиять различные факторы, такие как эмоциональное состояние, положение в социальной иерархии, прошлый опыт и генетические особенности. Однако генетические и молекулярные основы, определяющие общительность, остаются недостаточно изученными.
Для исследования генетических основ различий в социальном поведении медоносных пчел ученые применили комплексный подход, включающий секвенирование генома, анализ активности генов в мозге и наблюдение за поведением ( Apis mellifera).
Для изучения социального поведения взрослых медоносных пчёл из трёх колоний, исследователи пометили их миниатюрными штрихкодами, что обеспечило автоматическое отслеживание их активности в ульях со стеклянными стенками. Анализ полного генома 357 пчёл позволил идентифицировать 18 генетических вариантов, коррелирующих с готовностью передавать питательные вещества другим особям — социальному взаимодействию, известному как трофаллаксис. Некоторые из этих вариантов были локализованы в двух генах, neuroligin-2 и nmdar2, обнаружены последовательности, аналогичные генам, ранее ассоциировавшиеся с аутизмом у людей. Кроме того, секвенирование транскриптома показало, что экспрессия более 900 генов в мозге возрастает пропорционально частоте взаимодействия пчелы с другими членами улья.
Полученные данные свидетельствуют о наличии общих генетических основ, определяющих социальное поведение у людей и пчёл — организмов, чьё разделение произошло более 600 миллионов лет назад. Социальность — это многогранное свойство, формирование которого обусловлено действием множества генов. Однако выявление общих геномных черт позволяет предположить, что существуют древние молекулярные элементы, обеспечивающие социальную жизнь и сохранившиеся на протяжении миллионов лет эволюции, даже несмотря на то, что люди и пчёлы развивали социальные структуры независимо друг от друга.
Авторы отмечают, что ключевой чертой всех сообществ является взаимодействие между их участниками, однако степень этой склонности может варьироваться. Благодаря сочетанию автоматизированного мониторинга социальных связей, секвенированию ДНК и исследованию транскриптомики мозга в колониях медоносных пчёл, были определены эволюционно устойчивые молекулярные механизмы, лежащие в основе общительности, характерные для филогенетически разных видов, в том числе и для человека».
Иэн Траниелло, автор исследования, отметил: «Социальные насекомые отлично подходят для мониторинга поведения целой колонии, а современные технологии позволяют наблюдать за каждой особью на протяжении значительной части её существования. Набор инструментов для изучения медоносных пчёл весьма обширен и постоянно пополняется. Также можно исследовать структуру генома или закономерности активности генов в мозге, которые связаны с различиями в социальной активности. Мы задумались о том, как объединить различные технологии для проверки гипотезы о том, что некоторые из этих характеристик могут быть универсальны для разных видов. Именно это мы и предприняли».
[Фото: Dr. Zachary Huang (CC-BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)]