Ученые нашли ген, управляющий коллективным поведением

Международная группа молекулярных биологов из Германии и Великобритании обнаружила, что ген dsx играет решающую роль в развитии нейронов, отвечающих за коллективное поведение у рабочих пчел. Это открытие, о котором сообщила пресс-служа Дюссельдорфского университета им. Генриха Гейне (HHU), проливает свет на эволюцию социального поведения у насекомых. Примечательно, что у других насекомых этот ген отвечает за определение пола.

В отличие от позвоночных, пчелы наследуют, а не приобретают в процессе обучения, свой репертуар поведенческих реакций и социальные роли в улье. До сих пор оставалось неясным, как кодируется эта сложная поведенческая программа. Исследования показали, что ген dsx - известный ген, имеющий особую значимость в генетическом коде пчел - является ключевым регулятором этого процесса.

Учёные сосредоточились на изучении грибовидных тел - аналогов больших полушарий головного мозга у насекомых. У общественных перепончатокрылых эти структуры значительно увеличены, что связывают со сложностью их социального поведения. Исследователи проанализировали активность генов, связанных с развитием нервной системы, в различных областях мозга пчел.

Для этого они использовали генетические методы, включая модификацию ДНК для визуализации активности генов и введение мутаций с помощью технологии CRISPR/Cas9. Затем наблюдали за изменениями в поведении пчел.

Эксперименты показали, что ген dsx, обычно отвечающий за определение пола у дрозофил и других одиночных насекомых, критически важен для коллективного поведения пчел. Мутации в этом гене приводили к значительному снижению активности пчел по уходу за расплодом. При этом индивидуальные поведенческие характеристики оставались неизменными.

Эти нарушения в коллективном поведении сопровождались изменениями в структуре области грибовидных тел, ответственной за обработку сенсорной информации. Дальнейшие исследования этих структурных изменений, как надеются учёные, помогут выявить другие гены, участвующие в формировании программы коллективного поведения, и проследить эволюционную историю этого сложного социального феномена.

Фото: Wikimedia Commons/Own work,Филип Наланган , (Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International. )