Агрессия медоносных пчёл: исследование показывает, что воспитание может менять природу
Новое исследование показывает, что изменения в экспрессии генов в мозге медоносной пчелы в ответ на непосредственную угрозу имеют много общего с более долгосрочными и даже эволюционными различиями в агрессии пчёл. Результаты поддерживают идею о том, что воспитание (среда организма) может в конечном итоге влиять на природу (его генетическое наследие).
Исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, использовало микрочиповый анализ для измерения изменений в экспрессии генов в мозге европейских медоносных пчёл и гораздо более агрессивных африканизированных пчёл. Микрочипы дают снимок тысяч генов, активированных в данный момент времени. Сравнивая микрочипы пчёл в разных условиях среды и социальных условиях, исследователи смогли найти паттерны экспрессии генов, совпадающие с агрессией.
Пчёлы проявляют агрессию, только если их улей потревожен. Но в этом случае они начинают активную защиту — всем знакомое пчелиное жало. Исследователи наблюдали, что изменения, происходящие в мозге европейской пчелы после воздействия алармоного феромона (химического сигнала об опасности для улья), очень похожи на более постепенные изменения, происходящие в течение жизни пчелы. (Старые пчёлы агрессивнее молодых.)
Ещё более поразительным стало открытие очень похожего паттерна экспрессии генов мозга у африканизированных медоносных пчёл. С точки зрения экспрессии генов мозга, африканизированные пчёлы «выглядят» так, будто их только что подвергли воздействию алармоного феромона, хотя это не так.
«Микрочиповый анализ выявляет крупномасштабные паттерны экспрессии генов, которые дают нам новое понимание взаимосвязей между генами и социальным поведением», — сказал Джин Робинсон, профессор нейробиологии и энтомологии в Университете Иллинойса, руководивший исследованием. — «Некоторые из тех же генов, связанных с агрессией, которые различаются из-за наследственности, также различаются из-за окружающей среды. Это показывает, как природа и воспитание действуют на геном, что предлагает альтернативу старой дихотомии "природа против воспитания"».
Новые данные могут начать объяснять, как достигается эволюционное разнообразие поведенческих черт.
«Мы предполагаем, что молекулярные процессы, лежащие в основе влияния среды на агрессию — то есть реакция на алармоный феромон — могли эволюционировать в молекулярные процессы, лежащие в основе унаследованных различий в агрессии, демонстрируемых африканизированными и европейскими медоносными пчёлами — воспитание порождает природу», — написали авторы.
Исследование стало возможным благодаря гранту Национального научного фонда (NSF) Frontiers in Biological Research под руководством профессора и заведующего кафедрой медицинской информатики Университета Иллинойса Брюса Шатца, который также является аффилированным сотрудником Института геномной биологии.
«Это исследование — одно из самых захватывающих, появившихся в рамках проекта "BeeSpace", спонсируемого NSF, который первым в своём роде использует геномику и новую биоинформатику в огромном масштабе, чтобы понять, как природа и воспитание влияют на поведение», — сказал Шатц.
Источник: University of Illinois at Urbana-Champaign