Антисоциальные пчелы имеют генетический профиль, схожий с людьми c аутизмом

Результаты показывают поразительную консервативность генов, связанных с поведением разных видов.

• 31 июля 2017
• Автор: Элизабет Пенниси

Большинство медоносных пчел всегда заняты работой – уходом за маткой и ее потомством, охраной улья и т.п. Как правило, они жужжат и порхают вокруг в почти постоянном движении. Но некоторые пчелы просто сидят без дела и редко общаются со своими товарищами. Новое исследование показало, что эти асоциальные насекомые имеют общий генетический профиль с людьми, страдающими расстройствами аутистического спектра, что может влиять на их реакцию в социальных ситуациях.

"Эта работа говорит о том, что эволюция может задействовать одни и те же молекулярные пути у самых разных животных. Даже для таких сложных признаков, как социальное поведение", - говорит Ханс Хофманн, независимый нейробиолог-эволюционист из Техасского университета в Остине. Нейронные цепи, лежащие в основе социального поведения, "должно быть, сильно отличаются у людей и медоносных пчел, но на молекулярном уровне гены задействованы сходным образом", - говорит он. "Это поразительно".

Чтобы выявить различия в социальном поведении медоносных пчел, Хагай Шпиглер, из Иллинойского университета в Урбане, разработал две методики. Согласно им, он и его коллеги снимали на видео группу пчел и анализировали реакцию каждой особи на социальную ситуацию. В первом из экспериментов Шпиглер посадил в группу незнакомую пчелу. Пчелы инстинктивно находятся "на стороже" и, как правило, агрессивно реагируют на незнакомку, нападая и иногда нанося ей вред. Во втором эксперименте Шпиглер посадил в группу незрелую личинку матки. Личинки маток проявляют материнские инстинкты, а рабочие пчелы, как правило, кормят личинку. Ученый многократно подвергал этим испытаниям 245 групп пчел из семи разных семей, по 10 пчел в каждой. Затем проводилась оценка, насколько охотно пчелы реагировали на эти ситуации.

Большинство пчел реагировали по крайней мере на одну ситуацию, но около 14% не реагировали на обе, сообщают исследователи в Трудах Национальной академии наук. Команда ученых пожертвовала несколькими пчелами и выделила гены, активные в грибовидных телах насекомых. Грибовидное тело – часть мозга, ответственная за сложные действия, такие как социальное поведение. Они обнаружили, что у пчел, не реагирующих на воздействие, была активна особая группа генов. Затем они сравнили этот набор генов с наборами генов, связанных с расстройствами аутистического спектра, шизофренией и депрессией. Несмотря на то, что пчелы и люди эволюционно сильно отличаются друг от друга, у них много общих генов.

Как сообщает команда, заметное соответствие было обнаружено только между активностью генов у не реагирующих пчел и генами, связанными с аутизмом. Некоторые из задействованных генов помогают регулировать двустороннюю проницаемость клеток (особенно нервных) для ионов. Другие кодируют так называемые белки теплового шока, которые обычно индуцируются во время стресса.

Исследователи пока не знают, как именно эти гены влияют на социальное поведение пчел или людей. Однако по мнению Алана Пэкера, генетика из Фонда Саймонса в Нью-Йорке, манипулирование генами медоносных пчел может пролить свет на то, за что эти гены отвечают у людей. Данный фонд финансирует исследования аутизма, в том числе и эту работу с пчелами. Пэкер не участвовал в этом проекте, но составлял список генов, связанных с расстройствами аутистического спектра.

Клэр Ритшоф, независимый энтомолог из Университета Кентукки в Лексингтоне, предупреждает, что невосприимчивые пчелы могут оказаться отзывчивыми в другой социальной ситуации. "Трудно отделить социальную отзывчивость от вариативности поведения в целом", — отмечает она. Но ее восхищает идея о том, что сходные гены формируют социальное поведение у разных видов.

Никто не проводит точных параллелей между поведением медоносных пчел и человека, отмечает Пэкер. "Мы не хотим создавать впечатление, будто пчелы - это маленькие человечки, а люди - большие пчелы", —  говорит руководитель группы Джин Робинсон. Джин — специалист по поведенческой геномике и директор Института геномной биологии Карла Р. Везе. Однако "если вы хотите понять, как взаимодействуют эти гены, медоносная пчела может стать полезной моделью", — говорит Пэкер. Ему не терпится узнать, участвует ли этот же набор генов в социальной реакции других животных. "Чем больше моделей для изучения того, как эти гены обуславливают такое поведение, будет доступно, тем лучше".

Неясно, почему остальные пчелы терпимо относятся к этим асоциальным пчелам в улье. Ритшоф считает, что эти особи считаются частью группы, несмотря на их необычное поведение. Как человеческое, так и пчелиное сообщества "содержат и приспосабливают целый ряд различных типов личности, сильных и слабых сторон", —  предполагает она.