С 1950-х годов «африканизированные» медоносные пчелы распространились на север и юг по Америке, пока, по-видимому, не остановились в Калифорнии и северной Аргентине. Теперь секвенирование генома сотен пчел из северных и южных пределов показывает постепенное сокращение африканского происхождения на сотнях миль, а не резкий сдвиг.
«На одной и той же широте в Северной и Южной Америке происходит постепенный переход», - говорит Эрин Калфи, аспирант кафедры эволюции и экологии Калифорнийского университета в Дэвисе и первый автор статьи, опубликованной окт.19 место в PLOS Genetics. «Существует естественный барьер, который, вероятно, поддерживается множеством различных генетических локусов».
Этот барьер, скорее всего, климат. Пчелы преимущественно африканского происхождения не могут пережить более холодные зимы.
Европейские колонисты привезли с собой европейские виды медоносных пчел (Apis mellifera) в Америку еще в 1600-х годах. Помимо пасек, эти пчелы живут в дикой природе вместе с местными пчелами.
В 1957 году завезенные африканские медоносные пчелы подвида Apis mellifera scutellata вылетели из экспериментальных ульев в Бразилии и начали быстро распространяться, скрещиваясь с местными европейскими пчелами. Родом из южной и восточной Африки, пчелы scutellata известны своим защитным поведением. Они также обладают некоторыми полезными свойствами для пчеловодов, например, устойчивостью к клещам варроа..
Калфи, работая с профессором Грэмом Купом и доцентом Сантьяго Рамиресом из Департамента эволюции и экологии, а также сотрудниками из Аргентины, секвенировали геномы пчел, собранных на северном и южном краях экспансии щитков.
Они обнаружили, что пчелы на северных и южных окраинах ареала имеют очень изменчивую смесь предков scutellata и европейских пчел. Чем выше широта, тем меньше в смеси предков scutellata.
«Весь геном отслеживает широту и климат», - сказал Калфи. По ее словам, вероятно, есть много генов, участвующих в чувствительности к климату и выживании зимой. Но Калфи также обнаруживает, что в некоторых частях генома предки scutellata распространились далеко за эти климатические пределы как в Северной, так и в Южной Америке, что свидетельствует о том, что некоторые гены scutellata выгодны и не связаны с чувствительностью к климату. Напротив, исследователи не нашли никаких доказательств отбора по европейскому происхождению при распространении scutellata пчел.
Выводы бросают вызов идее бинарной разницы между «африканизированными» и «европейскими» медоносными пчелами, сказал Рамирес. На самом деле, все эти интродуцированные пчелы в той или иной степени являются гибридами.
Разнообразие - ресурс для разведения пчел
Результаты исследования могут представлять интерес для селекции пчел по желаемым признакам, таким как устойчивость к патогенам. Хотя исследователи смотрели только на последовательности генов, а не на результирующие фенотипы (за исключением одного, длины крыла), результаты действительно показывают, какие генетические локусы важны, потому что они проходят селекцию в гибридных зонах..
Пчелы Scutellata и их гибриды обладают гораздо большим генетическим разнообразием, чем европейские пчелы, и исследователи обнаружили, что они потеряли очень мало этого разнообразия во время своей экспансии из Бразилии в Калифорнию.
«Пчеловоды потенциально могут использовать эту генетическую вариацию для разведения желаемых признаков», - сказал Рамирес. То, что началось как вторжение, может стать частью решения проблемы ухудшения здоровья пчел.
«Это имеет смысл, но это несколько удивительно, потому что каждую весну в Калифорнию привозят 1,5 миллиона колоний (медоносных пчел) для опыления сельскохозяйственных культур», - сказал Рамирес. Затем этих одомашненных пчел развозят по всей стране, но они, похоже, не оказывают большого влияния на распространение африканского происхождения среди диких популяций медоносных пчел.