Viena bite veido klonu armiju, kas ir noliekusies, lai iznīcinātu citu bišu sugu

(NguyenDucQuang/iStock/Getty Images)

Kad Āfrikas zemienes stropi medus bite ( Apis mellifera scutella ) sabrūk, viņi to dara neredzamu iekšēju draudu dēļ: augošais, nemirstīgais klons konkurējošās bišu pasugas armija.

Šī armija ir iespējama, jo konkurējošās pasugas - Dienvidāfrikas raga medus bišu - strādnieces ( Apis mellifera capensis ) — var izveidot perfektas sevis kopijas, un ir konstatēts, ka viens indivīds pēdējo trīs gadu desmitu laikā ir to darījis miljoniem reižu.

Izmantojot šo pastāvīgo klonēšanas spēju, Cape medus bites ielīst savu zemienes medus bišu konkurentu stropos un izdala kopiju pēc kopijas (nav vajadzīga karaliene). Vēl ļaunāk, šie kloni ir brīvi lādētāji, kas atsakās veikt jebkādu darbu.



Tagad jauns pētījums ir atklājis dīvainās un briesmīgās adaptācijas ģenētiskos pamatus.

Atšķirībā no vairuma dzīvnieku un pat viņu pašu karalienes, strādnieces neveic izmaiņas DNS no olām, ko tās dēj. Tas ļauj darbiniekiem konsekventi izveidot perfektu sevis kopiju — klonu — katru reizi, kad viņi pavairo.

Pēc pētnieku domām, šī DNS pārveidošanas procesa apiešana ir atšķirīga no tā, ko viņi jebkad ir redzējuši.

Saistīts: Krāšņi Austrālijas 'varavīksnes' bišu attēli pārsteigs jūsu prātu

'Tas ir neticami. Tas ir arī neticami disfunkcionāls,” vadošais autors Bendžamins Oldroids, Sidnejas Universitātes uzvedības ģenētikas profesors, stāstīja Live Science, atsaucoties uz faktu, ka parasti ir nepieciešama pārkārtošana, lai hromosomas noturētu kopā olu veidošanās procesā.

Tomēr kaut kā viņiem tas ir izdevies [joprojām dēj olas]. Tas ir neprātīgi; Es nekur agrāk par neko tādu neesmu dzirdējis.

Medus bišu strādniekiem un citiem sociāliem kukaiņiem ir iespēja vairoties, izmantojot aseksuālās vairošanās veidu, ko sauc par teļoto partenoģenēzi, kurā mātītes rada mātīšu pēcnācējus no neapaugļotām olām.

Katru reizi, kad viņa radīs pēcnācējus, viena vecāka darba bite pārveidos četrās hromosomas, ko viņa saņēmusi no saviem vecākiem (mātes un vīrieša drona).

Pēc tam viņa paņem ģenētisko materiālu no visām četrām hromosomām, pārkārto to un izveido četras hromosomas ar šo jaukto DNS, izmantojot procesu, ko sauc par rekombināciju.

Šī pārkārtošana garantē, ka pat tad, ja ir tikai viens no vecākiem, nākamie pēcnācēji būs ģenētiski atšķirīgi.

Tomēr, tā kā tiek atlasītas tikai divas no četrām hromosomām un seksuālais partneris neievieš jaunu ģenētisko materiālu, tas noved pie vidēji vienas trešdaļas ģenētiskās daudzveidības zuduma katru reizi, kad tiek veikta sajaukšana vai katra paaudze, sacīja Oldroids. .

Jau pēc dažām partenoģenētiskās reprodukcijas paaudzēm uzkrātais ģenētiskā materiāla zudums noved pie ģenētiskās daudzveidības līmeņa, kas ir pietiekami zems, lai būtu letāls.

Tāpēc lielākā daļa sociālo kukaiņu paļaujas uz karalieni, kas seksuāli vairojas viņu vārdā. Savukārt ģenētiski daudzveidīgie darbinieki saglabā kolonijas veselību un aizsargā savu cieši saistīto brāļu un māsu perējumus.

'Tas ir kā cilvēku sabiedrībā, mums ir šī spriedze starp to, kas ir labs indivīdam un kas ir labs sabiedrībai, un mēs nākam klajā ar visām šīm sociālajām normām, kas ļauj mums darboties,' sacīja Oldroids. 'Medus bišu sabiedrībās viena no lietām, kas attīstījās, lai apspiestu savtīgu uzvedību, ir [tas], ka strādnieki parasti nevar dēt olas.'

Tas galvenokārt attiecas uz Cape medus bišu, kas kopumā ievēro parastos sociālo kukaiņu pavairošanas noteikumus, norāda Oldroids.

Bet Cape medus bišu strādniekiem ir ģenētiska mutācija, kas ļauj viņiem partenoģenētiski dēt olas ar visu ģenētisko materiālu no četrām hromosomām (lai viņi kaut kā neizmestu nevienu no šīm hromosomām). Ar šo spēju viņi var novērst tūlītēju ģenētiskās daudzveidības zudumu, ko izraisa pārkārtošanas process.

Tas ļauj viņiem gadu desmitiem ilgi klonēt sevi, kad vien vēlas, pat ja klonēšana daudz ilgākā termiņā rada populāciju, kurai kopumā nav ģenētiskas daudzveidības.

Šī klonēšanas lielvara novieto kolonijas daudz smalkākā līdzsvarā starp individuālismu un sabiedriskumu. Pēc pētnieku domām, ja tie apgāzīsies, tiem var draudēt izmiršana.

Lai saprastu, kā kloni var radīt miljoniem sevis kopiju un tomēr palikt funkcionāliem, Oldroids un viņa komanda salīdzināja Keipras medus bišu strādnieku genomus ar viņu karalienes un viņas pēcnācēju genomiem.

Pēc tam, kad Keipkaraliene tika piespiesta vairoties aseksuāli, uzliekot viņai ķirurģisko lenti, kas neļāva viņai pāroties, komanda pārbaudīja noteiktas gan Keipkaralienes, gan viņas radīto 25 kāpuru DNS sekvences. Pēc tam viņi to pašu izdarīja ar četriem Cape medus bišu strādniekiem un viņu 63 kāpuriem.

Komanda atklāja, ka aseksuāli vairotajiem karalienes pēcnācējiem rekombinācijas (DNS sajaukšanās) līmenis ir 100 reizes lielāks nekā ģenētiski identiskiem klonētajiem strādnieku pēcnācējiem – atklājums, kas liecina, ka Keipras strādnieku bitēm ir attīstījusies mutācija, kas novērš rekombināciju.

Neriskējot par vienas trešdaļas ģenētiskā materiāla zudumu, ko izraisa aseksuālas pārkārtošanās process, strādnieki var nepārtraukti radīt perfektas sevis kopijas.

Strādnieku spēja klonēt pēc vēlēšanās nostāda viņu kolonijas daudz nedrošākā situācijā, īpaši tad, kad karaliene aiziet vai nomirst un vecā sociālā kārtība sabrūk. Tā vietā, lai tērētu enerģiju, lai kolonija atgrieztos uz kājām, strādnieki veltīs sevi savtīgām shēmām, piemēram, meklējot veidus, kā savus klonus ievietot varas pozīcijās.

'Ja jūs, piemēram, aizvedīsit bišu māti, tā vietā, lai izaudzinātu jaunu māti, kā to varētu darīt citas bišu sugas, šīs bites vienkārši sāks dēt olas,' sacīja Oldroids.

'Ir arī šūnas, ko sauc par karalienes šūnām, kurās karaliene dēj olas, kurās ir nākamās karalienes. Ir pilnīgi iespējams, ka strādnieks var ielidot no citas kolonijas vai kāds no esošajiem strādniekiem šajā kolonijā atnākt un aizstāt šo karalienes olu ar kādu no savām klona olām. Tādā veidā viņi var ģenētiski reinkarnēties par karalieni.

Taču viena Cape bišu strādnieku cilts ir panākusi šo sociāli parazītisko uzvedību vēl tālāk, līdz vietai, kad viņiem vairs nav vajadzīga karaliene, un viņi pastāv tikai, pārņemot Āfrikas zemienes medus bišu stropus.

Locekļi, kas pieder vienai negodīga klona Keipbišu strādnieki, ielīst Āfrikas zemienes medus bišu stropos, ko parasti izmanto lauksaimniecības vajadzībām, un dēj pēc iespējas vairāk olu, ko Āfrikas zemienes bites sajauc ar savām un aizmugures bitēm.

Parazītiskais klons Cape bišu kāpuri ir iesaistīti šajā viltībā, pat sūta signālus saviem nelaimīgajiem saimniekiem, lai tie pēc iespējas vairāk pabaro. Šī dzeguzei līdzīgā uzvedība ļauj viņiem izaudzēt ķermeni un olnīcas gandrīz līdz karalienes izmēram.

'Keipbišu kloni šajos stropos neveic nekādu darbu, jo tie ir kļuvuši reproduktīvi,' sacīja Oldroids. 'Viņi vienkārši smīkņājas ar šādu attieksmi, piemēram:' Jā, tu strādāsi pie manis. Tas ļoti ātri noved pie stropa sabrukšanas. Kā indivīdi šie kloni ir diezgan disfunkcionāli, tāpēc jūs varētu sagaidīt, ka tie izzudīs. Taču šajā ziņā tās ir ļoti līdzīgas audzēja šūnām — nav nozīmes tam, vai katrs klons ir vesels, ja vien ir pietiekami daudz no tām, lai izmantotu saimniekorganismu.

Kā norāda Oldroids, Cape Bee strādnieki, kas piedalās šajā parazītiskajā uzvedībā, ir ģenētiski identiski pēcteči vienam darbiniekam, kurš dzīvoja 1990. gadā.

Šī vienīgā klonu cilts ir atbildīga par 10% Āfrikas zemienes medus bišu koloniju sabrukumu katru gadu.

Tagad, kad pētnieki zina, kā strādnieki var paveikt savu dīvaino klonēšanas triku, viņi vēlas noskaidrot, kā karalienes var ieslēgt gēnu, kas nodrošina rekombināciju, un kā darbinieki var to izslēgt.

Viņi arī vēlas izpētīt Āfrikas zemienes stropus, kuros parazitē Keipbišu strādnieki, lai noskaidrotu, kas izraisa stropu sabrukšanu.

Pētnieki savus atklājumus publicēja žurnālā 9. jūnijā Karaliskās biedrības darbi B .

Saistīts saturs:

Attēlu galerija: invazīvās sugas

10 velnišķīgākie un pretīgākie parazīti

Googly acis: fotoattēli ar pārsteidzošām lapseņu sejām

Šo rakstu sākotnēji publicēja Dzīvā zinātne . Lasīt oriģināls raksts šeit .

Populārākas Kategorijas: Fizika , Viedoklis , Neklasificēts , Telpa , Veselība , Skaidrotājs , Tech , Cilvēkiem , Sabiedrību , Vidi ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.