欧社会复杂性的分子基础:蜜蜂工人繁殖能力的案例

科学领域:

• 进化生物学是进化的生物学.
• 基因组学就是基因组学.
• 昆虫的行为昆虫的行为

背景情况:

• 对于欧社会昆虫的工人繁殖能力的了解很少,尤其是它如何随着社会复杂性而变化.
• 现有研究突出显示,蜜蜂 (Apis mellifera) 等高度社会化的物种中工人繁殖率下降.

研究的目的:

• 调查大黄蜂 (Bombus terrestris) 工人繁殖能力的分子基础,大黄蜂是一种中间的社会物种.
• 为了比较与工人生殖能力相关的基因表达差异,跨越不同程度的社会复杂性.
• 为了测试行为形态上的种姓同类假设,关于种姓进化中的基因选择.

主要方法:

• 利用mRNA测序 (mRNA-seq) 识别卵巢活跃和卵巢不活跃的熊蜂工人之间的差异表达基因.
• 与蜜蜂 (Apis mellifera) 和大熊蜂幼虫的基因表达数据进行比较,以评估保存的功能和种姓同质性.
• 过数据以排除在工人产卵中表达的基因,以防止结果混.

主要成果:

• 基因表达差异主要观察到熊蜂工人的脂肪体和卵巢,而不是大脑.
• 在大黄蜂和蜜蜂之间,以及大黄蜂幼虫之间,在差异表达的基因和丰富的基因本体学术语中发现了显著的重叠.
• 86%的基因在活跃工人的卵巢中表达更高的基因也在工人产卵中被发现,这表明了潜在的混因素.

结论:

• 保存的基因功能似乎调节了工人生殖能力,因为它随着蜜蜂社会复杂性的增加而下降.
• 基因选择在工人生殖能力和形态种姓的进化中起着重要作用.
• 这些发现支持行为形态学种姓同类假设,并突出了蜜蜂进化中保存基因的使用.