Скрещивание шмелей приводит к появлению менее успешных колоний

Снижение численности популяций шмелей повышает риск инбридинга, что может запустить нисходящую спираль дальнейшего сокращения. Исследователи в статье для журнала открытого доступа BMC Evolutionary Biology впервые доказали, что инбридинг снижает приспособленность колоний в естественных условиях, увеличивая производство репродуктивно неэффективных «диплоидных» самцов.

Пол шмелей в норме определяется количеством наборов хромосом. Самцы, рождающиеся из неоплодотворённых яиц, гаплоидны (имеют один набор хромосом), в то время как самки получают генетический материал от отца и матери и являются диплоидными (два набора хромосом). Однако при инбридинге вероятность появления «аномального» диплоидного самца возрастает.

Пенелопа Уайтхорн из Университета Стирлинга (Великобритания) возглавила группу исследователей, изучавших влияние одного поколения таких диплоидных самцов на приспособленность колоний шмелей. Она отметила, что изучение генетического разнообразия и инбридинга у шмелей сейчас особенно важно, так как многие виды страдают от значительного сокращения популяций.

Исследователи скрещивали фертильных самок в лаборатории либо с их братьями, либо с неродственными самцами. Матки, основавшие колонии в лаборатории, были разделены на три группы:

• инбредные матки, производящие диплоидных самцов,
• инбредные матки, производящие нормальные колонии без диплоидных самцов,
• контрольная, неинбредная группа.

После наблюдения за начальным формированием колоний в лаборатории учёные сравнили развитие и выживаемость этих трёх групп в естественных полевых условиях. По словам Уайтхорн, «ряд параметров приспособленности был серьёзно негативно затронут производством диплоидных самцов, включая скорость роста колонии, общее производство потомства и выживаемость колонии. Однако значительных эффектов инбридинга при отсутствии производства диплоидных самцов обнаружено не было».

Это исследование показывает, что диплоидные самцы крайне вредны для диких колоний шмелей. Они производятся за счёт трудолюбивых самок, но, в отличие от этих рабочих самок, не способствуют росту и продуктивности колонии. Фактически, они также плохо функционируют и как самцы, поскольку гораздо менее фертильны, чем нормальные самцы, а любое их потомство всегда нежизнеспособно или бесплодно. Исследователи приходят к выводу, что диплоидные самцы могут служить индикаторами генетического здоровья популяций, а их обнаружение может быть использовано как информативный инструмент в сохранении пчёл.