Новости и мнения

Эволюция социальных пчел

Ученые описывают генетические изменения, связанные с одиночными социальными переходами на протяжении всей эволюции пчел.

Some bees are solitary, some live in small groups, and some live in colonies with many thousands of individuals. Некоторые пчелы одиночные, некоторые живут небольшими группами, а некоторые живут в колониях со многими тысячами особей. Изучая геномы 10 видов пчел, которые представляют эти различные условия жизни, ученые теперь определили генетические признаки общинной жизни. Результаты, опубликованные сегодня (14 мая) в журнале « Наука» , показывают, что одной из ключевых особенностей повышения социальной активности является развитие способности к генной регуляции.

«Проведя этот сравнительный анализ, они показывают несколько явных изменений, связанных с эволюцией двух эусоциальных групп пчел [включая] изменения в регуляции экспрессии генов», – сказал эволюционный эколог Лоран Келлер из Университета Лозанны в Швейцарии, который не принимал участия в работе. «Пчелы очень социальны, а мы очень социальны. , , поэтому интересно посмотреть, какие механизмы приводят к эволюции такой сложной системы ».

В то время как люди – очень социальные, кооперативные существа, люди не являются эусоциальными. Ключевой особенностью эусоциальности является ограничение размножения для выбора особей, например, как у королев в случае пчел. Переход от одиночной жизни к эусоциальности, очень похожий на переход от одноклеточных к многоклеточным организмам, «является одним из основных переходов в эволюции», – сказала Карен Капхейм из Университета штата Юта, возглавлявшая исследование. Действительно, некоторые эузоциальные группы даже упоминались как суперорганизмы, сказал Капхейм, «потому что они функционируют как многоклеточный организм, в котором королева может считаться гаметой. , , а рабочие – это тело или непроизводительные части организма ».

И так же, как экспрессия генов увеличивается или уменьшается в разных типах клеток в многоклеточных организмах, некоторые исследователи предсказывают, что эволюция эусоциальности потребует, чтобы вид увеличивал свою способность регулировать гены у индивидуумов. Чтобы выяснить, так ли это на самом деле, Капхейм и ее коллеги проанализировали геномные последовательности 10 видов пчел: трех, которые жили в одиночестве, и семи социальных видов, которые представляли собой два независимых происхождения предков, а также различную степень аусоциальности.

Анализы Капхейма сообщили The Scientist, что анализы выявили «четкую закономерность повышенного потенциала регуляции генов» в обеих эволюционных ветвях пчел-эзоцитов. Например, было отмечено увеличение числа генов, которые, как предсказывали, были метилированы (форма эпигенетической регуляции), и увеличение числа сайтов связывания транскрипционных факторов в промоторах генов, особенно тех генов, которые, по-видимому, связаны с Эволюция евсоциальности. «Исследование предполагает увеличение сложности генной регуляции с ростом социальной сложности», – сказала исследователь социогеномики насекомых Эми Тот из Государственного университета Айовы, которая не участвовала в работе.

Капхейм и ее коллеги также обнаружили уменьшение количества переносимых генетических элементов и более ограниченную эволюцию белка у пчел-евсоциалов по сравнению с их одиночными аналогами. Но, пожалуй, самым удивительным результатом, сказал Капхейм, было то, что «независимые переходы, которые мы изучали, действительно казались независимыми. , , , Мы не видим много доказательств конвергентной эволюции ». То есть, хотя общие геномные признаки эусоциальности были одинаковыми независимо от происхождения, вовлеченные гены были разными.

По словам Капхейма, для целей сравнения Капхейм выбрал виды пчел, которые были бы одиночными или эусоциальными, но среди 20 000 или более видов пчел (и, действительно, во всех таксонах животных) социальность является континуумом. «Существуют разные варианты социального поведения. , , и я думаю, что теперь нам придется копаться и начать заполнять эти пробелы ».

И не только для пчел, сказал Тот. «Следующим шагом будет расширение сравнения с более широким разнообразием социальных видов». Например, «это можно сделать с приматами», сказала она.

KM Kapheim и др., « Геномные сигнатуры эволюционных переходов от одиночного к групповому образу жизни», Science , doi: 10.1126 / science.aaa4788, 2015

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *