遗传机制蜜蜂殖民地侵略

集体行为存在许多不同动物组:鱼群游泳在一个旋转模式,大群鸟类迁徙的晚上,成群结队的蜜蜂协调他们的行为来保卫他们的蜂巢。

这些行为是社会性昆虫中常见多达成千上万的人一起工作,经常与不同的角色。蜜蜂,蜜蜂的殖民地中所起的作用随着年龄的变化。年轻蜜蜂蜂巢里执行职责,护理和蜡等建筑,而年长的蜜蜂蜂巢外的角色过渡,要么觅食(觅食)或捍卫殖民地(士兵)。

决定是否老蜜蜂觅食或士兵是未知的,但是一项新的研究发表在自然生态与进化探讨了遗传机制殖民地防御的集体行为,以及这些机制与殖民地的侵略。

基于“蜜蜂没有大小的分工,你可能会看到在白蚁和蚂蚁一样,”伊恩Traniello说,伊利诺伊大学香槟分校前研究生现在助理普林斯顿大学的研究学者和这项研究的第一作者。“如果你问任何人从大街上猜蚂蚁是一个士兵和一个抢劫者,他们可能会想这100%的时间,因为士兵们是巨大的。蜜蜂有不同分工,而是在老蜜蜂觅食或者士兵,这两个是危险和潜在的致命的角色。”

之前的全基因组关联研究在亚种的蜜蜂在波多黎各进化是近年来不那么咄咄逼人,透露一些基因的序列变化之间有着紧密的联系和整体水平的殖民地侵略。研究人员称这些“殖民地侵略的基因。”

在目前的研究中,研究人员比较了基因的表达和调控的大脑中士兵和觅食,和整个殖民地不同攻击性。研究人员测量殖民地攻击性通过计算的叮咬麂皮补丁放在蜂巢外的干扰。他们发现了士兵袭击了补丁和觅食的蜜蜂回到蜂箱的蜜蜂花粉。研究人员然后使用单细胞转录组和基因调控网络分析比较抢劫者的大脑和士兵蜜蜂,从低和高攻击性殖民地。

研究人员发现,大脑中虽然有成千上万的基因之间的差异表达的士兵和觅食,他们中没有一个是殖民地侵略基因列表的一部分。然而,当他们创造了大脑的基因调控网络模型,控制时间和地点特定的基因表达,研究人员发现,这些网络的结构不同士兵和觅食工蜂之间差异较大时,士兵和觅食者来自一个更激进的殖民地。

“我们认为正在发生的事情是与集体行为相关的基因调控方式的影响机制,从根本上提高分工,“Traniello解释道。“那么,殖民地或多或少可以成为积极的通过影响个人在殖民地的侵略水平。基本上,觅食或多或少可能过渡到一个军人状态如果环境要求。”

研究结果强调基因调控的重要性对我们理解基因和行为之间的关系。

”,而很少有研究发现潜在的遗传差异士兵和觅食,这项研究表明年长的蜜蜂可以有可能承担的角色,”罗宾逊说基因(GNDP),游戏内导演和作家在纸上。“在殖民地更激进,可能是因为增加的危险环境中,年长的蜜蜂可能只是更倾向于成为士兵帮助保卫殖民地。”

未来发展方向包括功能测试计划探索基因网络的角色在这项研究中,确定和识别空间,他们在大脑中被表达。Traniello说他期待探索这些新的问题。

“我们有非凡的技术来探测基因和行为以前所未有的规模,和单细胞,现在,空间转录组,“Traniello说。“这些给我们理解老问题的新方式,像从个体到集体的关系,或基因型,表现型之间的关系。令人激动的是,我们可以把这些工具并将其应用在自然的环境中,我希望这项工作激励其他人也这样做。”

参考:Traniello IM,布哈里SA Dibaeinia P, et al .单细胞解剖蜂群的侵略。自然生态与另一个星球。2023年。doi:10.1038 / s41559 - 023 - 02090 - 0

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