24.12.2018

Впервые обнаружена пчела без матери, но сразу с двумя отцами

Австралийские биологи обнаружили самку медоносной пчелы, не имеющую матери, но имеющую сразу двух отцов. Учёные констатируют: это первый задокументированный случай у перепончатокрылых.

Известно, что пчёлы являются гаплодиплоидами. Речь идёт о системе определения пола. Суть гаплоидиплоидности заключается в том, что генотипы самцов и самок различаются на геномном, а не хромосомном, уровне: гаплоидный организм развивается в самца, а диплоидный — в самку. Если говорить точнее, то неоплодотворённые яйца развиваются в гаплоидных самцов, а диплоидные особи, развивающиеся из оплодотворённых яиц, как правило, становятся самками.

Как и в любом правиле здесь бывают исключения: в 1-2 процентах случаев возникает так называемый гинандроморфизм. Особи-гинандроморфы развиваются из нескольких клеточных линий различного происхождения и пола. Такая аномалия развития организма выражается в том, что в одной особи крупные участки тела имеют генотип и признаки разных полов (словно бы он "сшит" как лоскутное одеяло из разных частей разных организмов).

Все эти процессы обусловлены тем, что в пчелином улье с королевой спариваются несколько самцов, в результате яйцеклетку оплодотворяет сразу несколько сперматозоидов.

Сара Амидор (Sarah Aamidor) и её коллеги из Университета Сиднея изучали пчёл-гинандроморфов, чтобы лучше понять механизмы размножения этих насекомых.

Специалисты уже знали, что гинандроморфы возникают в результаты генетической мутации, но почему и как это происходит, остаётся неясным.

В случае млекопитающих, когда сперматозоид попадает в яйцеклетку и оплодотворяет её, происходит химическая реакция, препятствующая внедрению другого сперматозоида.

Но у пчёл в яйцеклетку может попасть более одного сперматозоида. Это явление известно под названием полиспермия.

Обычно именно полиспермия определяет появление гинандроморфов: более одного сперматозоида попадает в яйцеклетку и сливается в первоначальный кластер клеток. "Затем они начинают делиться и, таким образом, становятся частью развивающегося эмбриона", — объясняет Амидор изданию Newsweek.

В своём недавнем исследовании, опубликованном в издании Royal Society Biology Letters, Амидор и её коллеги провели генетическое исследование 11 пчёл-гинандроморфов из одной колонии.

Они препарировали каждую особь, а затем собрали ткани различных частей тела. Специалисты извлекли ДНК из каждого образца ткани и проанализировали каждую из них.

Большинство пчёл имели трёх или четырёх родителей: 2-3 отца и одну мать. Результаты также показали, что одна пчела произошла от двух отцов, и, что самое странное, у неё не было матери.

У особи отсутствовал генетический материал матери, поэтому учёные предположили, что она появилась на свет после слияния материала от двух сперматозоидов.

"Это самое первое сообщение о феномене пчелы с двумя отцами и ни одной матерью, зафиксированных у перепончатокрылых", — говорит учёный.

Обнаружение самки, фактически рождённой от двух сперматозоидов, и живых пчёл с четырьмя родителями позволяет по-новому взглянуть на размножение этих насекомых.

В заключение исследователи говорят, что подобная "гибкость" может быть также выявлена у других гаплодиплоидных насекомых: муравьёв и ос. Помимо уже известных примеров, вероятно, существуют такие же экстраординарные социальные системы, которые ещё не идентифицированы, пишут учёные.

Исследователи отмечают, что гинандроморфизм не является эволюционным преимуществом для вида. Так как развитие таких организмов должно быть связано с "ошибками", к которым приводят неизвестные мутации. Возможно, что большое количество гинандроморфов в одном улье говорит о том, что королева несёт некую мутацию.

Элизабет Дункан (Elizabeth Duncan) из Лидского университета, которая не участвовала в исследованиях, отмечает, что учёные ещё очень мало знают о размножении насекомых. И результаты недавней работы это лишний раз доказывают.

"У других животных, как у некоторых видов муравьёв, один сперматозоид может проникать в яйцеклетку без ядра и сформировать потомство мужского пола. Это явление под названием андрогенез считается невероятно редким и связно со способностью некоторых видов муравьёв вторгаться в новые среды", — отмечает она.

Новое же исследование, продолжает Дункан, подчёркивает, что учёным ещё многое предстоит узнать не только о медоносных пчёлах, но и о том, как возникают альтернативные способы размножения и какое влияние они могут оказать на способность видов осваивать новые среды и выживать в них.

Добавим, что пчёлы не впервые удивляют биологов. Так, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали, что среди пчёл нашлись "правши" и "левши", и они, как ни странно, вполне понимают, что такое ноль.

Кроме того, выяснилось, что пчёлы становятся королевами ульев благодаря растениям, весьма необычным способом спасаются от жары и предупреждают друг друга об опасности сложными сигналами.

Евгения Ефимова

Источники:

1. Вести.ru