Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.995 RSS
←   Март 2007   →
 1
 2
02.03.2007
05:45:37
15:16:07
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.995 подписчиков
-1 за неделю
←   Все выпуски   →

Выявлен ген, регулирующий разделение труда у пчел


Откуда астрономы это знают?

Откуда астрономы это знают?

Как можно утверждать, например, что в двойной системе, удаленной от нас на 6 тысяч световых лет, вещество срывается с красной звезды, закручивается в тонкий диск и накапливается на поверхности белого карлика, предъявляя в качестве доказательства снимок, на котором не видны ни красная звезда, ни карлик, ни тем более диск, а наличествует лишь яркая точка в окружении еще нескольких таких же, разве что не столь ярких?

Статья доктора физико-математических наук Дмитрия Вибе

Выявлен ген, регулирующий разделение труда у пчел

13.03.2007

Генетические основы сложнейшего социального поведения общественных насекомых по-прежнему во многом загадочны, однако первые шаги к их расшифровке уже сделаны (фото с сайта cache.eb.com)
Генетические основы сложнейшего социального поведения общественных насекомых по-прежнему во многом загадочны, однако первые шаги к их расшифровке уже сделаны (фото с сайта cache.eb.com)

Американские биологи установили, что ген vitellogenin, необходимый для формирования яиц у насекомых, у медоносной пчелы выполняет также целый ряд других функций, связанных с социальной организацией и разделением труда. Белок вителлогенин, кодируемый этим геном, влияет на возраст, в котором рабочая пчела переходит от работы «по дому» к сбору пропитания, на то, какой корм она будет собирать — нектар или пыльцу, а также на продолжительность ее жизни.

Исключительная сложность поведения, коммуникации и социальной организации общественных насекомых издавна привлекает внимание исследователей. Главный принцип организации семьи-колонии у пчел, шмелей, муравьев или термитов — это наличие рабочих особей, которые сами не размножаются, но проявляют подлинно родительскую заботу о потомстве «царицы». Многие специалисты предполагают, что такое поведение могло появиться из-за десинхронизации работы генов, ответственных за размножение и заботу о потомстве. В результате «родительские инстинкты» у рабочих стали включаться до того, как они сами приобретали способность к размножению. За неимением собственного потомства такие насекомые были вынуждены заботиться о своих сестренках и братишках.

В дальнейшем у многих общественных насекомых система каст и разделения труда между ними сильно усложнилась. Например, у медоносной пчелы молодые рабочие сначала выполняют различные «домашние» работы, а спустя несколько недель переходят к сбору пропитания, причем одни особи специализируются на заготовке нектара, а другие — пыльцы. От чего зависит эта трудовая специализация? Если верны упомянутые выше предположения, то можно ожидать, что важную роль в регуляции разделения труда у пчел могут играть гены-регуляторы, изначально связанные с репродуктивной функцией — например, влияющие на выработку половых гормонов (см.: Amdam et al. Complex social behaviour derived from maternal reproductive traits // Nature. 2006. V. 439. P. 76–78).

Ранее был выявлен ряд генов, уровень экспрессии (активности) которых меняется у рабочих пчел в зависимости от рода их занятий. Особое внимание среди них привлек ген vitellogenin. Этот ген у насекомых — как общественных, так и одиночных — тесно связан с женской репродуктивной функцией: кодируемый им белок вителлогенин необходим для формирования яиц в яичниках самок (см. оогенез). Однако у рабочих пчел, которые никаких яиц не откладывают, этот ген тоже активен. Более того, было замечено, что его активность у рабочих пчел снижается с возрастом. Это позволило предположить, что вителлогенин служит своеобразным поведенческим «переключателем»: снижение его концентрации заставляет пчелу в определенный момент ее жизни оставить домашние хлопоты и переключиться на сбор пропитания за пределами гнезда.

Группе американских энтомологов удалось экспериментально подтвердить роль вителлогенина в регуляции разделения труда у пчел. Для этого они воспользовались методом РНК-интерференции. Только что вышедшим из куколки молодым рабочим пчелам вводили двухцепочечную РНК с такой же последовательностью нуклеотидов, как и в гене vitellogenin. В результате этот ген у подопытных пчел оказывался выключенным на всю жизнь. В опыте использовались также две контрольные группы рабочих: первой из них ничего не вводили, а второй вводили другую двухцепочечную РНК, не влияющую на экспрессию генов (чтобы доказать, что наблюдаемые изменения вызваны именно выключением гена vitellogenin, а не травмирующей процедурой).

Оказалось, что рабочие пчелы с отключенным геном vitellogenin отличаются от контрольных сразу по трем показателям. Во-первых, они значительно раньше переходили от домашних работ к сбору пропитания. Это подтвердило высказанное ранее предположение, что вителлогенин служит «поведенческим переключателем». Во-вторых, продолжительность их жизни заметно сократилась. В-третьих, они специализировались преимущественно на сборе нектара, а не пыльцы. Этот результат согласуется с полученными ранее данными, согласно которым пчелиные семьи, для которых характерен низкий уровень вителлогенина у молодых рабочих пчел, собирают больше нектара и меньше пыльцы по сравнению с семьями, генетические особенности которых предопределяют более высокий уровень вителлогенина у молодых рабочих.

Таким образом, один и тот же ген, изначально связанный с женской репродуктивной функцией, стал выполнять у медоносной пчелы целый ряд новых задач, связанных с регуляцией разделения труда и общественного устройства.

Несомненно, полученные результаты являются важным шагом к пониманию молекулярно-генетических механизмов, определяющих сложнейшее социальное поведение общественных насекомых. Однако для полного разрешения этой великой загадки подобных шагов предстоит сделать еще очень много. Подспорьем в этом нелегком деле станет прочтенный в октябре прошлого года геном медоносной пчелы.

Источник: C. Mindy Nelson, Kate E. Ihle, M. Kim Fondrk, Robert E. Page Jr., Gro V. Amdam. The Gene vitellogenin Has Multiple Coordinating Effects on Social Organization // PLoS Biol 5(3): e62 doi:10.1371/journal.pbio.0050062. См. также популярный синопсис статьи: A Single Gene Coordinates the Social Life of Honeybees.

См. также:
1) Альтруизм общественных насекомых поддерживается полицейскими методами, «Элементы», 08.11.2006.
2) Склонность к альтруизму сильнее у тех, кому нечего терять, «Элементы», 16.05.2006.

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

12.03 Электронную линзу Веселаго можно изготовить из графена

Профессора физики Ланкастерского университета (Великобритания) Владимир Фалько и Вадим Чеянов и профессор физики Колумбийского университета (Нью-Йорк, США) Борис Альтшулер теоретически доказали возможность использования графена в качестве материала для электронных линз. Эта работа 2 марта появилась в журнале Science.

07.03 Импульсивное поведение — признак предрасположенности к наркомании

Британские биологи показали, что крысы, отличающиеся импульсивным поведением, более склонны к употреблению наркотиков по сравнению со своими уравновешенными собратьями. У нервных крыс в прилежащем ядре — особом отделе мозга, отвечающем за эмоциональный контроль поведения, — значительно меньше рецепторов, реагирующих на «вещество удовольствия» дофамин.

07.03 Получен портрет самой главной лацертиды в гамма-лучах

С помощью наземного гамма-телескопа MAGIC впервые удалось увидеть в жестком гамма-диапазоне известное активное галактическое ядро — BL Ящерицы (BL Lac). Многие из объектов такого типа, названных в честь источника-прототипа лацертидами, уже были открыты в жестком гамма-диапазоне (на энергиях порядка ТэВ). Теперь наконец наступил черед самой BL Lac.

06.03 Обнаружено ископаемое животное, близкое к общим предкам моллюсков и кольчатых червей

Палеонтологи обнаружили на юго-западе Канады несколько отпечатков странного морского животного, жившего 505 млн лет назад. Животное сочетает в себе признаки двух известных ранее ископаемых групп — халькиериид и виваксиид. Находка позволила объединить все эти формы в единую группу хальваксиид, близкую к общим предкам моллюсков, кольчатых червей и брахиопод.

02.03 Самки морских котиков — хорошие матери и плохие жены

Морские котики — полигамные животные. Зрелый крупный самец удерживает вокруг себя на лежбище целый гарем самок. Однако тщательные исследования британских ученых показали, что самки котиков нередко изменяют своим повелителям и отправляются в путешествие по колонии в поисках потенциальных отцов для своих детенышей.

28.02 Лоскутное мироздание

Физики-теоретики из университета Северной Каролины в Чэпел-Хилле Лорис Баум и Пол Фрэмптон придумали новую и весьма экзотическую модель вечно пульсирующей Вселенной. Их работа 16 февраля появилась в журнале Physical Review Letters.

27.02 Голодание против старения

Американские ученые на примере мух дрозофил сравнили календарное и физиологическое старение в условиях урезанной диеты. Оказалось, что с возрастом ограничение в питании только снижает устойчивость организма по многим параметрам. Удивительно, что при общей пониженной сопротивляемости голодающие мухи в среднем всё же живут дольше.

26.02 3–4 марта 2007 года — полное лунное затмение

Все фазы мартовского затмения этого года будут доступны к западу от Тюменской области, где окончание полутеневого затмения произойдет при заходе Луны. К востоку заход Луны будет происходить в различных фазах затмения, а жители Приморья, Сахалина, Камчатки, Магаданской области и Чукотки не увидят затмения вовсе. В Москве теневое лунное затмение начнется через полчаса после полуночи.

22.02 Прочтен геном симбиотической бактерии из клеток гидротермального моллюска

Анализ генома бактерии, обитающей в клетках двустворчатого моллюска Calyptogena magnifica, показал, что этот микроб снабжает своего хозяина питательными веществами и витаминами, а также утилизирует отходы его жизнедеятельности. Хозяин, со своей стороны, исправно снабжает симбионта необходимыми ему сероводородом и кислородом.
В избранное