Пчелиные матки без жала сталкиваются с повышенным риском быть казненными рабочими пчелами, если они спариваются с двумя самцами, а не с одним, согласно новому исследованию Университета Сассекса и Университета Сан-Паулу.
Колония может убить свою королеву из-за качества потомства, согласно статье профессора Фрэнсиса Ратниекса из Университета Сассекса, а также его коллег Айртона Воллет-Нето и Веры Императрис-Фонсека из Университета Сан. Пауло, опубликованные в ведущем эволюционном журнале American Naturalist.
Профессор пчеловодства Фрэнсис Ратниекс сказал: «Изучая тестовые колонии, мы обнаружили, что пчелиные матки без жала имеют повышенный шанс быть казненными рабочими в своей колонии, если они спариваются с двумя самцами вместо одного самца. обычно спариваются с."
"Причины этого довольно сложны, но, вкратце, это связано с генетикой определения пола у пчел и риском так называемого "парного спаривания"".
Пчелиные матки без жала тесно связаны с медоносными пчелами и шмелями, но встречаются только в тропических странах, таких как Бразилия.
В то время как пчелиная матка может спариваться с десятью-двадцатью самцами, пчелиные матки без жала обычно спариваются только с одним самцом. Согласно этой новой статье, это может уменьшить вероятность казни.
У пчел, становится ли отдельное яйцо самцом или самкой, зависит от одного генетического локуса, известного как локус определения пола. Нормальные самцы возникают из неоплодотворенной яйцеклетки и имеют только один набор хромосом, от матери, а значит, только один половой аллель.
Если яйцеклетка оплодотворена, она будет иметь два набора хромосом, один от матери и один от отца. Два половых аллеля могут быть разными, и в этом случае это самка, или одинаковыми, и в этом случае это будет диплоидный самец - самцы, которые являются генетическим тупиком, поскольку они не могут воспроизводиться и не выполняют никакой полезной функции для колонии. То, что должно было стать работницей, приносящей пользу колонии, вместо этого превратилось в бесполезного диплоидного самца.
Когда производятся диплоидные самцы, рабочие пчелы в колонии могут сказать, что что-то не так, и они обычно казнят матку вскоре после того, как взрослые диплоидные самцы выходят из своих ячеек.
Диплоидные самцы получаются в результате «согласованного спаривания», когда половой аллель самца, с которым спаривается матка, совпадает с одним из двух разных аллелей матки. При согласованном спаривании 50% оплодотворенных яйцеклеток из сперматозоидов этого самца будут диплоидными самцами.
Если пчелиная матка спаривается с двумя самцами, хотя ее шансы на создание подходящего спаривания удваиваются, количество диплоидных самцов, которые могут быть произведены, уменьшается с 50% до 25%.
Однако оказывается, что рабочие пчелы с такой же вероятностью казнят матку, которая производит 25% диплоидных самцов, как и ту, которая производит 50%.
Профессор Ратниекс сказал: «Если матка спаривается с двумя самцами вместо одного, ее шанс быть казненным удваивается. В результате естественный отбор благоприятствует спариванию маток с одним самцом у безжалых пчел».
Интересно, что исследователи обнаружили, что если бы королева спарилась с четырьмя самцами, это на самом деле уменьшило бы ее шанс быть казненной.
Если бы королева спарилась с четырьмя самцами и было бы соответствующее спаривание, только 12,5% потомства были бы диплоидными самцами. Этой низкой доли недостаточно, чтобы рабочие казнили королеву.
Исследователи отмечают, что для того, чтобы пчелы без жала эволюционировали от одиночного спаривания к множественному спариванию с 4 или более самцами, должна быть промежуточная стадия двойного спаривания. Поскольку двойное спаривание приводит к более высокой казни матки, естественный отбор не позволяет произойти этой первой стадии. Пчелиные матки без жала, кажется, застряли на одиночном спаривании.