Горные восточноафриканские медоносные пчелы имеют явные генетические различия по сравнению с их родственниками из саванны, которые, вероятно, помогают им выживать на больших высотах, сообщают Мартин Хассельманн из Университета Хоэнхайма, Германия, Мэтью Вебстер из Упсальского университета, Швеция, и коллеги, 25 мая 2017 г., PLOS Genetics.
Медоносные пчелы, живущие в горных лесах Восточной Африки, выглядят и ведут себя иначе, чем пчелы, населяющие окружающие равнинные саванны. Горные пчелы крупнее, темнее и менее агрессивны, чем пчелы саванны, они могут летать при более низких температурах и сохранять мед, когда цветы не цветут. Чтобы понять генетическую основу этих высотных приспособлений, исследователи секвенировали геномы 39 пчел из двух высокогорных и двух равнинных популяций в Кении. Геномы всех популяций очень похожи, но две области, расположенные на хромосомах 7 и 9, демонстрируют устойчивые различия между пчелами, живущими в высокогорных и низкогорных средах. Сегмент на хромосоме 7 содержит, например, гены рецептора нейротрансмиттера под названием октопамин, который играет роль в обучении и поиске пищи. Явное расхождение этих двух генетических вариаций предполагает, что они имеют древнее происхождение и, вероятно, существовали в популяциях пчел до того, как группы распространили свои среды обитания в горах и саваннах.
Это всестороннее исследование геномов высокогорных медоносных пчел в Кении раскрывает новое понимание их эволюционной истории и генетической основы местной адаптации. Ученые думали, что популяции гор и саванн представляют собой отдельные подвиды. Высокая степень сходства их геномов, выявленная в текущем исследовании, показывает, что они постоянно скрещиваются. Сильно дивергированные сегменты, вероятно, представляют собой структурные перестройки, такие как инверсии, при которых обмен генетическим материалом подавляется. Предыдущие исследования идентифицировали октопамин как важную сигнальную молекулу у других насекомых, живущих в условиях низкой температуры и низкого содержания кислорода.
Мартин Хассельманн добавляет: «Наши результаты дополняют несколько других знаковых исследований (например, на бабочках Heliconius и муравьях Solenopsis), в которых адаптации были аналогичным образом связаны со структурными вариантами или супергенами. Однако это явление никогда не было задокументировано у медоносных пчел. до. Таким образом, наши результаты должны стимулировать дальнейшие исследования роли супергенов в адаптации к окружающей среде. Теперь мы планируем измерить распределение этих дивергирующихся сегментов в других географических точках и выяснить функциональную связь этих генов с поведением».