نحلة واحدة تخلق جيشًا من الحيوانات المستنسخة عازمة على القضاء على أنواع أخرى من النحل

(نجوين دوك كوانج / إستوك / جيتي إيماجيس)

عندما خلايا من الأراضي المنخفضة الأفريقية عسل النحل ( Apis mellifera scutella ) ينهارون بسبب تهديد داخلي غير مرئي: المتنامي ، الخالد استنساخ جيش من سلالات نحل منافسة.

هذا الجيش ممكن لأن العاملات من السلالات المنافسة - نحل عسل الرأس الجنوب أفريقي ( Apis mellifera capensis ) - يمكنهم إنشاء نسخ كاملة من أنفسهم ، حيث وجد فرد واحد قد فعل ذلك ملايين المرات في العقود الثلاثة الماضية.

مع هذه القدرة على الاستنساخ الدائم ، يتسلل نحل عسل الرأس إلى خلايا نحل العسل في الأراضي المنخفضة وينتج نسخة تلو الأخرى (لا حاجة لملكة). والأسوأ من ذلك ، أن هذه الحيوانات المستنسخة تعمل بشكل حر ، وترفض القيام بأي عمل.

الآن ، كشفت دراسة جديدة عن الأسس الجينية للتكيف الغريب والهائل.

على عكس معظم الحيوانات ، وحتى الملكة الخاصة بهم ، لا تقوم العاملات بتغيير وزاري الحمض النووي من البيض الذي يضعونه. يتيح ذلك للعمال إعادة إنشاء نسخة كاملة من أنفسهم باستمرار - نسخة - في كل مرة يتكاثرون فيها.

وفقًا للباحثين ، فإن تجنب عملية إعادة خلط الحمض النووي هذه لا يشبه أي شيء رأوه من قبل.

متعلق ب: ستذهلك الصور الرائعة لنحل 'قوس قزح' في أستراليا

'إنه أمر لا يصدق. كما قال المؤلف الرئيسي بنجامين أولدرويد ، أستاذ علم الوراثة السلوكية في جامعة سيدني ، لـ Live Science ، في إشارة إلى حقيقة أن إعادة الخلط مطلوبة عادةً لتثبيت الكروموسومات معًا أثناء عملية صنع البيض ، إنه أيضًا خلل وظيفي بشكل لا يصدق.

ومع ذلك ، فقد تمكنوا بطريقة ما من القيام بذلك [ما زالوا يبيضون]. انه جنون؛ لم أسمع بشيء مثل هذا من قبل ، في أي مكان.

لدى عمال نحل العسل والحشرات الاجتماعية الأخرى القدرة على التكاثر عن طريق شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي يسمى التوالد العذري ، حيث تنتج الإناث ذرية إناث من بيض غير مخصب.

في كل مرة تلد فيها نسلًا ، ستقوم النحلة العاملة ذات الوالد الواحد بتكرار الكروموسومات التي تلقتها من والديها (ملكة وذكور) إلى أربعة.

بعد ذلك ، تأخذ المادة الوراثية من جميع الكروموسومات الأربعة ، وتعيد تشكيلها ، وتخلق أربعة كروموسومات بهذا الحمض النووي المختلط من خلال عملية تسمى إعادة التركيب.

يضمن هذا التعديل الوزاري أنه ، حتى مع وجود والد واحد فقط ، فإن النسل المستقبلي سيكون مختلفًا وراثيًا.

ومع ذلك ، نظرًا لأنه يتم اختيار اثنين فقط من الكروموسومات من أصل الأربعة ولم يتم إدخال أي مادة وراثية جديدة من قبل الشريك الجنسي ، فإن هذا يؤدي إلى فقدان متوسط ​​ثلث التنوع الجيني في كل مرة يتم فيها الخلط ، أو كل جيل ، كما قال أولدرويد. .

بعد بضعة أجيال فقط من التكاثر التوالدي ، يؤدي الفقد المتراكم للمادة الوراثية إلى مستويات من التنوع الجيني منخفضة بما يكفي لتكون قاتلة.

لذلك ، تعتمد معظم الحشرات الاجتماعية على ملكة تتكاثر جنسيًا نيابة عنها. في المقابل ، يحافظ العمال المتنوعون وراثيًا على صحة المستعمرة ويحمون حضنة أشقائهم وأبناء عمومتهم.

قال أولدرويد: 'إنه مثل المجتمع البشري ، لدينا هذا التوتر بين ما هو جيد للفرد وما هو جيد للمجتمع ، ونحن نتوصل إلى كل هذه المعايير الاجتماعية التي تسمح لنا بالعمل'. 'في مجتمعات نحل العسل ، أحد الأشياء التي تطورت لقمع السلوك الأناني هو [أن] العمال عمومًا لا يستطيعون وضع البيض.'

هذا ينطبق في الغالب على نحل عسل الرأس ، الذي يلتزم بشكل عام بالقواعد المعتادة للتكاثر الاجتماعي للحشرات ، وفقًا لأولدرويد.

لكن عمال نحل العسل لديهم طفرة جينية تمكنهم من وضع بيض التوالد التناسلي مع كل المواد الجينية من الكروموسومات الأربعة (حتى لا يتخلصوا من أي من هذه الكروموسومات بطريقة ما). بهذه القدرة ، يمكنهم منع الخسارة الفورية للتنوع الجيني الناجم عن عملية إعادة التوزيع.

وهذا يسمح لهم باستنساخ أنفسهم متى شاءوا لعقود من الزمان ، حتى لو أدى الاستنساخ على المدى الطويل إلى وجود مجموعة سكانية لا تنوع جيني بشكل عام.

تضع هذه القوة العظمى المستنسخة المستعمرات على نقطة توازن أدق بكثير بين الفردية والاجتماعية. وإذا انقلبوا ، فقد يكونوا معرضين لخطر الانقراض ، وفقًا للباحثين.

لفهم كيف يمكن للنسخ المستنسخة إنشاء ملايين النسخ من نفسها ومع ذلك تظل وظيفية ، قارن أولدرويد وفريقه جينومات عمال نحل العسل في كيب مع تلك الخاصة بملكاتهم ونسلها.

بعد إجبار ملكة الرأس على التكاثر اللاجنسي عن طريق تركيبها بشريط جراحي منعها من التزاوج ، فحص الفريق تسلسلات معينة للحمض النووي لكل من ملكة الرأس واليرقة الخمسة والعشرين التي أنتجتها. ثم فعلوا الشيء نفسه بالنسبة لأربعة عمال من نحل عسل الرأس و 63 يرقة.

اكتشف الفريق أن نسل الملكة المتكاثر لاجنسيًا لديه مستويات من إعادة التركيب (خلط الحمض النووي) أكبر 100 مرة من النسل المستنسخ المتماثل وراثيًا للعاملات - وهو اكتشاف يشير إلى أن النحل العامل في كيب قد طور طفرة تمنع إعادة التركيب.

دون التعرض لخطر فقدان ثلث المادة الوراثية بسبب عملية إعادة الخلط اللاجنسي ، يتمتع العمال بحرية إنشاء نسخ كاملة من أنفسهم باستمرار.

إن قدرة العمال على الاستنساخ حسب الرغبة تضع مستعمراتهم في وضع أكثر خطورة ، خاصة عندما تغادر الملكة أو تموت وينهار النظام الاجتماعي القديم. بدلاً من إنفاق الطاقة لإعادة المستعمرة إلى قدميها ، سيكرس العمال أنفسهم لمخططات أنانية - مثل إيجاد طرق لوضع مستنسخاتهم في مواقع السلطة.

قال أولدرويد: 'إذا أخذت الملكة بعيدًا ، على سبيل المثال ، بدلاً من تربية ملكة جديدة مثل أنواع النحل الأخرى ، فإن هؤلاء النحل سيبدأون في وضع البيض بأنفسهم'.

هناك أيضًا خلايا تسمى خلايا الملكة ، حيث تضع الملكة البيض الذي يحتوي على ملكات المستقبل. من الممكن تمامًا لعامل أن يطير من مستعمرة أخرى ، أو أن يأتي أحد العمال الموجودين في تلك المستعمرة ليحل محل بيضة الملكة تلك ببيض مستنسخ. بهذه الطريقة ، يمكن أن يتقمصوا جسدًا جديدًا كملكة.

لكن سلالة واحدة من عمال نحل كيب قد نقلت هذا السلوك الطفيلي الاجتماعي إلى أبعد من ذلك ، لدرجة أنهم لم يعودوا بحاجة إلى ملكة ، وهم موجودون فقط من خلال الاستيلاء على خلايا نحل العسل في الأراضي المنخفضة الأفريقية.

يتسلل الأعضاء الذين ينتمون إلى فرع واحد من عمال نحل كيب المستنسخ المارقة إلى خلايا نحل العسل في الأراضي المنخفضة الأفريقية ، والتي تُستخدم عادة للأغراض الزراعية ، ويضعون أكبر عدد ممكن من البيض ، وهو ما يخطئ نحل الأراضي المنخفضة الإفريقية في أنه يخصه وخلفيته.

تعمل يرقات نحل الرأس المستنسخة الطفيلية في هذه الحيلة ، حتى أنها ترسل إشارات إلى مضيفيها التعساء لإطعامهم قدر الإمكان. هذا السلوك الشبيه بالوقواق يسمح لهم بتنمية أجسادهم ومبايضهم إلى حجم الملكة تقريبًا.

قال أولدرويد: 'لا تقوم مستنسخات نحل الرأس بأي عمل داخل خلايا النحل هذه لأنها أصبحت تتكاثر'. 'لقد تبختروا بهذا الموقف مثل ،' نعم ، ستعمل من أجلي. ' يؤدي بسرعة كبيرة إلى انهيار الخلية. كأفراد ، هذه الحيوانات المستنسخة معطلة تمامًا ، لذلك تتوقع منهم أن يتلاشى. لكنها تشبه إلى حد كبير الخلايا الموجودة في الورم في هذا الصدد - لا يهم إذا كان كل استنساخ يتمتع بصحة جيدة ، طالما كان هناك عدد كافٍ منها لاستغلال المضيف.

عمال نحل كيب الذين يشاركون في هذا السلوك الطفيلي هم أحفاد متطابقون وراثيًا لعامل واحد عاش في عام 1990 ، وفقًا لأولدرويد.

هذه السلالة الوحيدة من الحيوانات المستنسخة مسؤولة عن انهيار 10 في المائة من مستعمرات نحل العسل في الأراضي المنخفضة الأفريقية كل عام.

الآن بعد أن أصبح الباحثون قادرين على التعامل مع كيفية إنجاز العمال لخدعة الاستنساخ الغريبة ، فإنهم يريدون معرفة كيف يمكن للملكات تشغيل الجين الذي يتيح إعادة التركيب وكيف يمكن للعمال إيقاف تشغيله.

إنهم يريدون أيضًا التحقيق في خلايا النحل الأفريقية المنخفضة التي تطفل عليها عمال نحل كيب ، لمعرفة ما الذي أدى إلى انهيار الخلية.

نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 9 يونيو في المجلة وقائع الجمعية الملكية ب .

محتوى ذو صلة:

معرض الصور: الأنواع الغازية

أكثر 10 طفيليات شيطانية ومثيرة للاشمئزاز

عيون Googly: صور لوجوه دبور تضرب

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة العلوم الحية . إقرأ ال المقال الأصلي هنا .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.