Как и другие социальные насекомые, пчелы живут колониями, состоящими в основном из близкородственных членов касты рабочих. Высокое генетическое разнообразие рабочих важно для выживания всей колонии. Есть несколько теорий относительно того, почему: например, генетически изменчивая рабочая сила может быть лучше всего оснащена для выполнения разнообразных задач, требуемых в колонии, а различные колонии также могут быть менее восприимчивы к болезням. Но как может королева, единственная фертильная самка колонии, предотвратить инбридинг и сохранить генетическую изменчивость?
Пчелиная матка решает проблему двумя способами. Один — через многомужество. Она спаривается с множеством дронов и использует их сперму для случайного оплодотворения яйцеклеток, так что у рабочих часто разные отцы. Вторая причина — чрезвычайно высокая скорость рекомбинации.
Секвенировав весь геном 30 африканских пчел, исследовательская группа смогла изучить рекомбинацию на уровне детализации, который ранее был невозможен. Частота рекомбинации у медоносной пчелы выше, чем у любого другого животного, и более чем в 20 раз выше, чем у человека.Рекомбинация влияет на то, насколько эффективно естественный отбор может способствовать благоприятным генетическим вариантам. В соответствии с этим исследователи обнаружили, что гены, участвующие в новой адаптации к окружающей среде у медоносных пчел, также подвергаются большей рекомбинации.
Но рекомбинация не совсем без риска.«Рекомбинация полезна не только для пчел. Когда части хромосом ломаются и обмениваются, во время их восстановления иногда могут возникать ошибки из-за процесса, называемого« преобразование генов с учетом GC », — говорит Мэтью Вебстер.
Этот процесс приводит к постепенной фиксации мутаций, которые могут нанести вред пчелам. Хотя аналогичный процесс происходит у людей, он более чем в десять раз сильнее у медоносных пчел. Ожидается, что со временем рекомбинация приведет к ухудшению генофонда, процесс, который, похоже, ускорился у пчел.
Чрезвычайная скорость рекомбинации, имеющая решающее значение для поддержания генетически разнообразных пчелиных семей, обходится дорого.«Бесплатных обедов нет.
Даже для пчелы», — говорит Мэтью Вебстер.