Горные медоносные пчелы имеют древнюю адаптацию для жизни на большой высоте

Медоносные пчелы, обитающие в горных лесах Восточной Африки, имеют отчетливые генетические вариации по сравнению с их родственниками из саванн, которые, вероятно, помогают им выживать на больших высотах. Об этом сообщают Мартин Хассельманн из Университета Хоэнхайма (Германия), Мэтью Вебстер из Уппсальского университета (Швеция) и их коллеги 25 мая 2017 года в PLOS Genetics.

Горные пчелы крупнее, темнее и менее агрессивны, чем пчелы саванн. Они могут летать при более низких температурах и экономнее расходуют мед, когда цветы не цветут. Чтобы понять генетическую основу этих высокогорных адаптаций, исследователи секвенировали геномы 39 пчел из двух высокогорных и двух низменных популяций в Кении.

Геномы всех популяций оказались очень похожими, но два региона на хромосомах 7 и 9 демонстрируют устойчивые различия между пчелами, живущими в условиях высокогорья и низменности. Сегмент на хромосоме 7 содержит, например, гены рецепторов нейромедиатора октопамина, который играет роль в обучении и поиске пищи. Четкое расхождение этих двух генетических вариаций предполагает их древнее происхождение: они, вероятно, существовали в популяциях пчел еще до того, как группы расселились по горным и саванным местообитаниям.

Ученые ранее считали, что горные и саванные популяции являются отдельными подвидами. Однако высокая степень сходства их геномов, выявленная в данном исследовании, показывает, что они постоянно скрещиваются. Высокодивергентные сегменты, вероятно, представляют собой структурные перестройки, такие как инверсии, при которых обмен генетическим материалом подавлен. Предыдущие исследования идентифицировали октопамин как важную сигнальную молекулу у других насекомых, живущих в условиях низких температур и недостатка кислорода.

Мартин Хассельманн добавляет: «Наши результаты дополняют несколько других знаковых исследований (например, у бабочек Heliconius и муравьев Solenopsis), где адаптации были аналогичным образом связаны со структурными вариантами или супергенами. Однако это явление ранее никогда не документировалось у медоносных пчел. Наши результаты должны стимулировать дальнейшие исследования роли супергенов в адаптации к окружающей среде. Теперь мы планируем измерить распределение этих дивергентных сегментов в других географических точках и выяснить функциональную связь этих генов с поведением».