蜜蜂社會(huì)分工精細(xì)的神秘之源
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蜜蜂的社會(huì)是一種資源共享、精確分工和相互交流的高度結(jié)構(gòu)化群體。而弄清楚這種高級(jí)組織狀態(tài)是如何由單一生活方式進(jìn)化而來(lái)的一直是生物學(xué)家關(guān)注的問題。在新近出版的PLoSBiology（《科學(xué)公共圖書館-生物學(xué)專輯》）上，從事蜜蜂社會(huì)行為研究的科學(xué)家取得了重大進(jìn)展，確定了一種與蜜蜂社會(huì)性緊密相關(guān)的基因“計(jì)時(shí)器”。
加州大學(xué)戴維斯分校昆蟲學(xué)系MindyNelson、亞利桑那州立大學(xué)生命科學(xué)系 KateIhle、RobertPageJr.和GroAmdam等人，利用2006年10月發(fā)布最新的蜜蜂基因組序列，揭示出一種可控制蜜蜂多種社會(huì)性特征的單個(gè)基因——卵黃蛋白原。這種科學(xué)家最初認(rèn)為在昆蟲繁殖中起作用的基因是許多昆蟲卵細(xì)胞發(fā)育所必需的。 蜜蜂家族中的不同社會(huì)分工是由年齡、性別和地位決定的。繁殖主要由蜂王和雄蜂完成，而沒有生殖能力的雌蜂成為工蜂，履行其他所有維持群體所必需的工作。工蜂在剛成年時(shí)的任務(wù)是照顧幼蟲和在蜂巢中完成多種多樣的工作，而3周之后，他們將從做“家務(wù)事”轉(zhuǎn)變?yōu)橥獬鲆捠?，而這種覓食事實(shí)上也分工為花粉和花蜜采集。
科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)卵黃蛋白原支持著與繁殖無(wú)關(guān)的一系列功能，因此開始懷疑由該基因合成的蛋白質(zhì)可能影響著蜜蜂的社會(huì)功能的逐漸發(fā)育。比如，工蜂負(fù)責(zé)合成卵黃蛋白原，用于制造喂養(yǎng)幼蟲的蜂王漿。此外，卵黃蛋白原還能通過(guò)減少氧化應(yīng)激（OxidativeStress）延長(zhǎng)工蜂和蜂王的壽命。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，隨著工蜂的工種發(fā)生變化，不但它們的復(fù)雜行為同時(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，而且它們?cè)谏砩弦舶l(fā)生了變化：保幼激素水平升高，而卵黃蛋白原水平降低。他們推測(cè)，這兩種生理因素在相互制約，從而引起了蜜蜂行為的變化。在工蜂的生命早期，卵黃蛋白原壓制住了保幼激素，阻礙工蜂從巢內(nèi)工種向野外工種轉(zhuǎn)變，后來(lái)則剛好相反，保幼激素壓制住了卵黃蛋白原，以確保工蜂不會(huì)重新回到巢內(nèi)工作。此外，之前的一項(xiàng)研究還表明，早期卵黃蛋白原基因表達(dá)的改變將培育出工蜂專門采集花粉或者花蜜的選擇性行為。 為了檢驗(yàn)卵黃蛋白原基因?qū)γ鄯涞亩嘀刈饔?，研究人員利用RNA干擾技術(shù)阻礙卵黃蛋白原基因表達(dá)。通過(guò)將注射了卵黃蛋白原雙鏈短 RNA（dsRNA）產(chǎn)物的蜜蜂與控制組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組工蜂的卵黃蛋白原保持在很低的水平，而且在更“年輕”時(shí)就開始外出覓食。此外，這些工蜂表現(xiàn)出對(duì)花蜜的偏愛，表明了先天遺傳傾向花蜜的工蜂具有較低的卵黃蛋白原水平，而傾向于花粉的則相反。同時(shí)，缺乏卵黃蛋白原的工蜂壽命比控制組更短。 研究人員的結(jié)論就是：卵黃蛋白原通過(guò)影響工蜂的勞動(dòng)分工和覓食傾向控制著蜜蜂社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)，它控制著蜜蜂開始外出覓食的時(shí)間、壽命和覓食的種類。由于目前的研究方法無(wú)法區(qū)分出卵黃蛋白原和保幼激素的獨(dú)立影響，研究人員認(rèn)為這兩種影響因素應(yīng)該是一種協(xié)調(diào)合作關(guān)系，共同起著調(diào)節(jié)作用。由于蜜蜂的這種合作關(guān)系在昆蟲中并不常見，因此研究人員推測(cè)，蜜蜂的社會(huì)行為源于卵黃蛋白原和保幼激素關(guān)系的相互轉(zhuǎn)換。這也支持了這樣一種觀點(diǎn)，即通常用于控制雌性繁殖的因素有可能促進(jìn)由單一生活方式向復(fù)雜社會(huì)行為轉(zhuǎn)變。
來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)
加州大學(xué)戴維斯分校昆蟲學(xué)系MindyNelson、亞利桑那州立大學(xué)生命科學(xué)系 KateIhle、RobertPageJr.和GroAmdam等人，利用2006年10月發(fā)布最新的蜜蜂基因組序列，揭示出一種可控制蜜蜂多種社會(huì)性特征的單個(gè)基因——卵黃蛋白原。這種科學(xué)家最初認(rèn)為在昆蟲繁殖中起作用的基因是許多昆蟲卵細(xì)胞發(fā)育所必需的。 蜜蜂家族中的不同社會(huì)分工是由年齡、性別和地位決定的。繁殖主要由蜂王和雄蜂完成，而沒有生殖能力的雌蜂成為工蜂，履行其他所有維持群體所必需的工作。工蜂在剛成年時(shí)的任務(wù)是照顧幼蟲和在蜂巢中完成多種多樣的工作，而3周之后，他們將從做“家務(wù)事”轉(zhuǎn)變?yōu)橥獬鲆捠?，而這種覓食事實(shí)上也分工為花粉和花蜜采集。
科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)卵黃蛋白原支持著與繁殖無(wú)關(guān)的一系列功能，因此開始懷疑由該基因合成的蛋白質(zhì)可能影響著蜜蜂的社會(huì)功能的逐漸發(fā)育。比如，工蜂負(fù)責(zé)合成卵黃蛋白原，用于制造喂養(yǎng)幼蟲的蜂王漿。此外，卵黃蛋白原還能通過(guò)減少氧化應(yīng)激（OxidativeStress）延長(zhǎng)工蜂和蜂王的壽命。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，隨著工蜂的工種發(fā)生變化，不但它們的復(fù)雜行為同時(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，而且它們?cè)谏砩弦舶l(fā)生了變化：保幼激素水平升高，而卵黃蛋白原水平降低。他們推測(cè)，這兩種生理因素在相互制約，從而引起了蜜蜂行為的變化。在工蜂的生命早期，卵黃蛋白原壓制住了保幼激素，阻礙工蜂從巢內(nèi)工種向野外工種轉(zhuǎn)變，后來(lái)則剛好相反，保幼激素壓制住了卵黃蛋白原，以確保工蜂不會(huì)重新回到巢內(nèi)工作。此外，之前的一項(xiàng)研究還表明，早期卵黃蛋白原基因表達(dá)的改變將培育出工蜂專門采集花粉或者花蜜的選擇性行為。 為了檢驗(yàn)卵黃蛋白原基因?qū)γ鄯涞亩嘀刈饔?，研究人員利用RNA干擾技術(shù)阻礙卵黃蛋白原基因表達(dá)。通過(guò)將注射了卵黃蛋白原雙鏈短 RNA（dsRNA）產(chǎn)物的蜜蜂與控制組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組工蜂的卵黃蛋白原保持在很低的水平，而且在更“年輕”時(shí)就開始外出覓食。此外，這些工蜂表現(xiàn)出對(duì)花蜜的偏愛，表明了先天遺傳傾向花蜜的工蜂具有較低的卵黃蛋白原水平，而傾向于花粉的則相反。同時(shí)，缺乏卵黃蛋白原的工蜂壽命比控制組更短。 研究人員的結(jié)論就是：卵黃蛋白原通過(guò)影響工蜂的勞動(dòng)分工和覓食傾向控制著蜜蜂社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)，它控制著蜜蜂開始外出覓食的時(shí)間、壽命和覓食的種類。由于目前的研究方法無(wú)法區(qū)分出卵黃蛋白原和保幼激素的獨(dú)立影響，研究人員認(rèn)為這兩種影響因素應(yīng)該是一種協(xié)調(diào)合作關(guān)系，共同起著調(diào)節(jié)作用。由于蜜蜂的這種合作關(guān)系在昆蟲中并不常見，因此研究人員推測(cè)，蜜蜂的社會(huì)行為源于卵黃蛋白原和保幼激素關(guān)系的相互轉(zhuǎn)換。這也支持了這樣一種觀點(diǎn)，即通常用于控制雌性繁殖的因素有可能促進(jìn)由單一生活方式向復(fù)雜社會(huì)行為轉(zhuǎn)變。
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