Геном пчелы и инфекционные заболевания

Ген заболевания.

Уже высказаны предварительные следствия в результате исследования генома пчелы. Пчелы имеют только приблизительно 3 ,,гена неприкосновенности,гораздо меньше чем другие "животные".

В связи этим выдвинута гипотеза что анти-бактериальные, анти- вирусные свойства прополиса дают компенсацию до некоторой степени защищенности пчел. (данные из ABJ)

В геноме пчелы обнаружены специфические гены, ответственные за утилизацию цветочного нектара и пыльцы, а также девять генов, обеспечивающих способность личинок пчел превращаться в представителей той или иной касты в зависимости от того, чем их кормят,

-------------------------------------------------------------------------------------------------

По сравнению с мушкой и комаром, у пчелы оказалось меньше генов, связанных с иммунной защитой, но больше генов, связанных с обонянием. Ученые полагают, что дальнейшее изучение генома пчелы поможет разобраться в генетических механизмах, ответственных за формирование сложного социального поведения.
Исследователи также выявили несколько десятков генов, связанных с работой мозга и поведением, в которых у пчелы произошли серьезные изменения по сравнению с комаром и мушкой.

Добившись расшифровки генома и проведя сравнительные исследования с материалами, полученными по геному мухи и комара, ученые, среди прочего, установили, что геном пчелы с того времени, как 60 млн лет назад произошло разделение шмелей и пчел, изменился незначительно.

Также исследователи выяснили, что у пчел есть группы генов, определяющие в том числе их биологические ритмы, и по своей структуре более близкие к геному позвоночных, чем насекомых.
У пчел также обнаружено большое число генов, связанных с обнаружением и анализом запахов, а также отмечено наличие специфических генов, ответственных за манипуляции с нектаром и пыльцой растений.

Генетические данные позволили ученым прийти к выводу, что медоносные пчелы появились в Африке, откуда уже отправились на "завоевание" Европы и Азии двумя различными путями.

Геном пчелы и инфекционные заболевания.

Медоносная пчела подвержена инфекционному заболеванию, известному под названием гнильца пчел. Оно поражает личинок в ячейках. Среди одомашненных пород, разводимых пасечниками, одни более подвержены гнильцу, чем другие, и оказалось, что это различие между расами, по крайней мере в некоторых случаях, связано с поведением.

Существуют линии пчел с повышенной санитарной активностью, которые быстро подрубают корни эпидемии: рабочие особи выявляют зараженных личинок, вытаскивают их из ячеек и выбрасывают из улья. Чувствительность к заболеванию других линий обусловлена тем, что они не практикуют такое оздоровительное детоубийство.

Связанное с этим актом поведение на самом деле довольно сложное. Рабочие пчелы «санитарных» линий должны обнаружить все ячейки с больными личинками, снять с них восковые крышечки, вытащить личинку, протащить ее через леток и выбросить на мусорную свалку.

Проведение на пчелах генетических экспериментов довольно затруднительно по разным причинам. Сами рабочие пчелы в норме не размножаются, так что приходится скрещивать матку одной линии с трутнем другой, а затем наблюдать за поведением дочерних рабочих пчел. Именно это и сделал У. Ротенбьюлер (W.C. Rothenbuhler).

Он обнаружил, что в дочерних ульях первого гибридного поколения все пчелы вели себя как представители обычных линий; повышенная санитарная активность их родительской особи казалась утраченной, однако, как показал дальнейший ход событий, ген санитарной активности сохранялся у них, но находился в рецессивном состоянии, подобно гену голубых глаз у человека. Когда Ротенбьюлер провел возвратное скрещивание гибридов первого поколения с чистой «санитарной» линией разумеется, опять используя маток и трутней), он получил замечательные результаты. Дочерние ульи распались на три группы.

В одной группе наблюдалось безукоризненное «санитарное» поведение, в другой оно совершенно отсутствовало, а в третьей было половинчатым. В этой последней группе рабочие пчелы вскрывали восковые ячейки, подержавшие больных личинок, но не доводили дело до конца, т.е. не выбрасывали личинок.

Ротенбьюлер высказал предположение, что у пчел имеются два гена: один определяет раскрывание ячеек, а другой — выбрасывание личинок. Нормальные «санитарные» линии несут оба гена, а восприимчивые линии — аллели (соперников) обоих этих генов. Гибриды, осуществляющие лишь первую половину действий, вероятно, содержат только ген вскрывания ячеек (в двойной дозе), но лишены гена выбрасывания личинок.

Ротенбьюлер предположил, что в его экспериментальной группе казалось бы совершенно необычных пчел могла быть подгруппа, обладавшая геном выбрасывания личинок, но неспособная проявить это, поскольку у ее особей не было гена вскрывания ячеек. Ротенбьюлер доказал это весьма изящным способом — он вскрывал ячейки сам. Конечно, после этого у половины пчел, казавшихся «несанитарными», стало наблюдаться совершенно нормальное поведение, т.е. выбрасывание зараженных личинок [6].

Эта история иллюстрирует ряд важных моментов, выявившихся в предыдущей главе. Она показывает, что можно с полным правом говорить о «гене, определяющем такое-то поведение», даже если мы не имеем ни малейшего представления об эмбриологических причинах, ведущих от гена к поведению.

Может даже оказаться, что в цепи причин участвует научение. Например, эффект гена, определяющего вскрывание ячеек, может зависеть от того, что пчелы приобретают пристрастие к вкусу зараженного воска. Это означает, что им будет доставлять удовольствие поедание восковых крышечек, прикрывающих жертвы заболевания, и что они поэтому будут стремиться повторять его.

Даже если ген действует именно таким образом, он тем не менее остается геном «вскрывания ячеек», но только в том случае, если при прочих равных условиях пчелы, обладающие этим геном, в конце концов вскрывают ячейки, а пчелы, лишенные его, не делают этого.
Затем эта история иллюстрирует, что гены «кооперируются» в своих воздействиях на поведение «коммунальной» машины выживания.

Ген выбрасывания личинок бесполезен, если его не сопровождает ген вскрывания ячеек, и наоборот. А между тем, как показывают генетические эксперименты, эти два гена вполне могут разделяться, путешествуя порознь из поколения в поколение. В том, что касается их полезной деятельности, их можно рассматривать как одну кооперативную единицу, но в качестве реплицирующихся генов это два свободных и независимых фактора.