Пчелиная дипломатия выживания: самцам приходится буквально выпрашивать еду
Самцы пчёл зависят от колонии куда сильнее, чем может показаться на первый взгляд. Не имея возможности самостоятельно усваивать основной источник белка, они буквально вынуждены договариваться о выживании. За этим, на первый взгляд простым, процессом скрывается сложный биологический механизм. Об этом сообщает Наука Mail.
Почему трутни не могут питаться сами
Трутни не способны переваривать пыльцу — ключевой белковый ресурс пчелиной семьи. Без помощи рабочих пчёл они быстро погибают от истощения. Единственный выход для них — получить специальную питательную пасту, которую "няньки" готовят из предварительно обработанной пыльцы, как и в других аспектах жизни пчелиных сообществ. Чтобы добиться корма, самцу приходится выполнять чёткую последовательность движений и сигналов, привлекая внимание и буквально убеждая поделиться пищей.
Такое взаимодействие нельзя назвать случайным. Оно требует точной координации, правильного "прочтения" сигналов и своевременной реакции со стороны обеих сторон.
Генетическая основа социального поведения
Как подчёркивает Мартин Байе, руководивший исследованием, подобное кооперативное поведение относится к числу наиболее сложных форм взаимодействия в животном мире. Учёные поставили цель понять, какие механизмы лежат в основе этой согласованности.
В работе приняли участие исследователи из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Рурского университета в Германии, а также их коллеги из французского университета Пари-Сакле. Они установили, что ключевую роль играет транскрипционный фактор Fru (fruitless), активный исключительно у самцов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Как работает "переключатель" поведения
С помощью технологии CRISPR-Cas9 учёные пометили нейроны, в которых активен белок Fru. Выяснилось, что он влияет на обширную сеть примерно из 1800 нейронов. Эти клетки отвечают за обработку сенсорной информации и принятие решений, необходимых для правильного социального взаимодействия, что перекликается с исследованиями коллективного поведения насекомых.
Чтобы проверить роль Fru на практике, исследователи создали мутантных трутней с отключённым геном. Наблюдения с использованием автоматизированных камер и QR-кодов, закреплённых на теле насекомых, показали: такие самцы хуже взаимодействуют с сородичами. Они реже и менее успешно выпрашивали корм, хотя их обоняние и индивидуальный запах оставались нормальными.
Ген как сценарист поведения
Эксперимент наглядно показал, что сложные социальные действия могут быть жёстко заданы на генетическом уровне. Fru выступает своеобразным "контроллером", который настраивает нейронные цепи под выполнение конкретного поведенческого сценария, жизненно важного для выживания в группе.
"Наше исследование показывает, что кооперативное поведение определяется генетической программой, сформировавшейся в ходе эволюции. Эта программа задает нейронные механизмы, которые определяют, будет ли и как долго выполняться поведенческий сценарий на основе воспринимаемой сенсорной информации", — говорит руководитель исследования, профессор Мартин Байе.
Полученные данные не только углубляют понимание социальной организации пчёл, но и предлагают универсальную модель для изучения генетических основ сложного поведения у других животных. В перспективе такие исследования могут помочь лучше понять, как эволюция формирует социальные стратегии, включая те, что лежат в основе человеческого взаимодействия.
