Międzypokoleniowy spisek
Pszczeli ul uchodzi za wzór gniazda idealnego, w którym każdy zna swoją rolę i dba o dobro ogółu. Rzeczywistość jest jednak bardziej skomplikowana - siedziba tych szlachetnych owadów jest bowiem pełna spiskowców, którzy tylko czekają na okazję, by nieco poleniuchować i przy okazji zwiększyć udział swojego materiału genetycznego w genomie populacji.
Populacja pszczół skupiona jest wokół królowej, zwanej także matką. To ona odpowiada za składanie jaj, otrzymując w zamian pełną opiekę ze strony robotnic oraz nasienie od samców, czyli trutni. Wszystko wydaje się więc doskonale funkcjonować, lecz... to tylko pozory. Wewnątrz ula pszczoły wciąż trwa bowiem walka o możliwość rozmnażania "na własną rękę".
Część robotnic składa własne, niezapłodnione jaja. Wykluwają się z nich w pełni sprawne, lecz niezdolne do płodzenia własnego potomstwa samce. Królowa i jej służba pilnują co prawda, by robotnice nie rozmnażały się zbyt intensywnie, lecz dla tych ostatnich gra jest warta świeczki. Jeżeli bowiem jaja zostaną zaakceptowane, przyszła matka zostaje otoczona opieką i nie musi brać udziału w ryzykownych zajęciach, takich jak poszukiwanie pożywienia. Efektem jest trzykrotne wydłużenie czasu życia.
Aby sprawdzić, jak intensywna walka o rozmnażanie się zachodzi wewnątrz ula, zespół Denise Alves z Uniwersytetu w Sao Paolo postanowił zbadać 45 populacji pszczół Melipona scutellaris, znanych z niezwykle rozbudowanego życia społecznego. Do badania pobrano łącznie materiał genetyczny od niemal 600 samców.
Wyniki studium zaskoczył nawet samych autorów. Jak się bowiem okazało, aż 11% osobników pochodziło nie od królowej, a od robotnic - to odsetek znacznie wyższy od spodziewanego. Jakby tego było mało, aż 77% robotnic-matek należało do potomstwa... poprzedniej królowej, a nie tej dominującej w ulu w momencie wykonania testów.
Jak twierdzi pani Alves, badania przeprowadzone przez jej zespół są pierwszymi, w których udało się ustalić rodzicielstwo trutni z tak wysoką precyzją. Dzięki najnowszemu studium odkryto także, że walka o rozsiewanie własnego materiału genetycznego zachodzi nie tylko pomiędzy królową-matką i robotnicami, lecz także pomiędzy potomstwem dawnej, obalonej już królowej.
Komentarze (12)
inhet, 15 września 2009, 15:31
I tak być powinno, inaczej należałoby zwątpić w ewolucję.
Groteskowy, 16 września 2009, 11:27
Albo ja czegoś tutaj nie rozumiem, albo ten artykuł jest niewyraźny: w jaki sposób zrodzenie bezpłodnego potomstwa miałoby wpływać na przedłużenie własnego kodu genetycznego?
k0mandos, 16 września 2009, 13:14
Tu raczej nie chodzi o przedłużenie, lecz
zwiększenie. Innymi słowy nie jest ważne aby materiał genetyczny przetrwał, tylko, żeby dzieci odwalały za nie robotę. Tak to widzę
Groteskowy, 16 września 2009, 19:18
No dobrze, zwiększenie udziału w genomie populacji - rzecz ewolucyjnie bez znaczenia jeśli nie przekłada się to na dalsze rozpowszechnienie danego genu, a tutaj się nie przekłada (bo potomstwo jest bezpłciowe).
Więc teraz pytanie: jak niby ta właściwość miała zaistnieć ewolucyjnie? Przecież musiała dawać korzyść która może być przekazana dalej. Na tym polega rozpowszechnienie się danego genu w populacji. Osobniki odnoszą korzyści z danego genu i dzięki temu mają większą szansę na potomstwo ergo: stają się powszechniejsze, niż osobniki bez tej korzyści. Wygoda (korzyść) osobnika który i tak nie przekaże genów dalej nie znaczy tutaj absolutnie nic, bo ginie wraz z nim.
Więc jeśli już to trzeba szukać odpowiedzi np. w ewolucji królowych. Mamy np. grupę królowych z jednego miotu; jedna z nich ginie i zostaje zastąpiona obcą królową, ale wtedy robotnice jakie przejmuje, zaczynają olewać pracę. To jedna z możliwych odpowiedzi. Ale dlaczego królowe dopuszczają w ogóle ten rozród? Bo może był jakość korzystny dla gniazda, a dopiero później wykorzystany jako spisek
mikroos, 16 września 2009, 19:24
Korzyść jest bardzo prosta: im więcej osobników się rozmnaża, tym większa jest różnorodność genetyczna populacji. A to oznacza mniejszą podatność na patogeny i większą szansę przetrwania całej kolonii.
Groteskowy, 16 września 2009, 19:30
Powiedz mi mikroos jakim cudem:
zakładając, że bez "x" (czyli osobników powstających w opisanym trybie) populacja jest jakość tam podatna na patogeny, co to daje, że owo "x" nie jest na nie podatne jeśli "x" nie może zapewnić przetrwania kolonii (jest bezpłciowe), ani dostarczyć w żaden sposób swoich genów do płodnej populacji. Owo "x" wręcz przynosi tutaj negatywy, gdyż samo może być podatne na inne choroby - na które odporny jest ogół - i, poprzez mutację patogenu, wprowadzić go do populacji.
mikroos, 16 września 2009, 19:39
Szansa na taką mutację, która akurat spowoduje rozprzestrzenienie się patogenu na nowe osobniki, jest mniejsza niż prawdopodobieństwo tego, że jeśli wszystkie osobniki będą bardzo zbliżone, to jeden z nich przywlecze ten patogen do ula.
Zwróc uwagę, że sam fakt istnienia "x" oznacza, że robotnice z poprzedniego pokolenia (tzn. potomstwo poprzedniej matki) żyją dłużej. To z kolei oznacza, że jeżeli "n" robotnic udaje się na zbieranie nektaru, to szansa na zawleczenie do ula patogenu zdolnego do wybicia całej populacji jest mniejsza, niż gdyby liczebność grupy wynosiła "n", ale wszystkie osobniki były identyczne. Bo korzyścią tak naprawdę nie jest fakt istnienia "x" (chociaż częściowo też, bo są inne od ogółu i jest to korzystne dla całej populacji), ale fakt, że robotnice z poprzedniego pokolenia żyją dłużej.
Groteskowy, 16 września 2009, 19:55
Ale te robotnice - zgodnie z artykułem - właśnie zyskują możliwość siedzenia w ulu; nie latają po nektar. Trutnie zaś - które owe robotnice rodzą - nie latają po nektar z definicji.
Mamy więc dodatkową populację siedzącą w ulu, która nie może wnieść swojej odporności do ogółu populacji, ale może być żerem dla patogenów na które reszta jest odporna.
mikroos, 16 września 2009, 19:58
Ale nie sądzę, by ta opieka była dożywotnia. Niemal na pewno trwa ona tylko przez pewien czas, ale korzyść w postaci wydłużenia czasu życia (a więc czasu, przez który populacja jest bardziej różnorodna) jest długofalowa.
Groteskowy, 16 września 2009, 20:23
Zwiększa długość życia trzykrotnie, ale nie jest dożywotnia? No nie wiem - możliwe. W każdym razie za dużo gdybania jak dla mnie.
W każdym razie- piszesz o dobru populacji, tym czasem od dłuższego czasu (popularnie: od Dawkinsa), lepiej mówić o dobru genu. Wprost nie istnieje ono dla starej królowej; istnieć może dla nowej królowej: jej geny coś na tym zjawisku zyskują (i dlatego nowa królowa dopuszcza większe mnożenie robotnic starej; dlaczego one się nie przestają mnożyć?). Jeśli zaś myśleć nie-wprost, to może istnieje korzyść dla genów starej królowej: szkodzi nowej (robotnice starej królowej po zmianie władzy częściej składają jaja; dlaczego nowa królowa tego nie blokuje?) i zapewnia większą szansę sukcesu dla innych królów z jej miotu. W tych rozważaniach można szacować zarówno pozytywny czy negatywny sens działania patogenów, jak i np. marnowanie zasobów ula przez leniuchów.
To nie jest jednoznaczne. I dlatego - artykuł jest niewyraźny.
mikroos, 16 września 2009, 21:24
Ale zobacz, że dobro genu w tym wypadku pokrywa się z dobrem ogółu. Populacja pszczela charakteryzuje się tak silnymi więziami, że żaden osobnik nie jest w stanie przetrwać sam, więc dobór naturalny przybiera u pszczół dość nietypową formę - jednostką jest nie osobnik, ale raczej stado. Praktycznie nie ma też czegoś takiego, jak dobór partnera - jest jedna królowa i trutnie, które są de facto potomkami jej samej. Jedynym "urozmaiceniem" jest właśnie materiał genetyczny dawnej królowej. Chyba zgodzisz się ze mną, że różnorodnosć jest dla populacji korzystna, więc przy tak małej liczbie dostępnych alternatyw materiał genetyczny dawnej królowej jest na wagę złota. Być może właśnie dlatego powstał system ochrony robotnic decydujących się na rozród (nawet jeśli powstające w ten sposób trutnie są bezpłodne, to jednak wnoszą one różnorodnosć do genomu populacji) - pszczoły odnalazły złoty środek pomiędzy ochroną materiału genetycznego królowej (stąd niszczenie jaj) i jednoczesną ochroną róznorodności.
Swoją drogą, oznacza to też, że - jak na ironię - populacja staje się całkowicie zdana na kaprysy ewolucji. Jeżeli matka ma defekt, cierpi cała populacja, a nie tylko pojedyncze osobniki, jak u większości zwierząt.
Ogólnie mówiąc zgadzam się, że nie wszystko jest jasne - powiedziałbym jednak, że to nie artykuł jest dostatecznie informatywny, tylko raczej poziom naszej wiedzy na ten temat jest wciąż niedostateczny.
waldi888231200, 23 września 2009, 23:39
Matka to porządnie odżywiona pszczoła, robotnice są niedożywione , duży współczynnik lewych jaj to wynik dobrego (obfitego) zbioru miodu (nie nalatały się) .
Oznacza też że w ulu jest za ciasno i potrzebna nowa matka która z częścią wiernej populacji wyruszy na skolonizowanie kolejnego ''ula''. 8)