Ғалымдар fruitless (fru) генінің ерекше нұсқасы бал арасының аталықтарының әлеуметтік мінез-құлқын қалыптастыруда маңызды рөл атқаратынын анықтады. Бұл ген трутеньдердің ұжымдық азық алмасуына белсенді қатысуына және ұядағы орнын дұрыс таңдауға ықпал етеді.

Араларда кооперацияның генетикалық негіздері

Биологтар бал араларында (Apis mellifera) гендердің кооперацияға қалай әсер ететінін зерттеді. Nature Communications журналында жарияланған зерттеу барысында fruitless гені, әдетте жәндіктерде жұптасу мінез-құлқына жауап беретін бұл ген, әлеуметтік түрлердің эволюциясында жаңа функцияға ие болғаны анықталды. Енді ол ара ұясын біртұтас суперорганизм ретінде өміршеңдігін қамтамасыз етеді.

Трутеньдердің мінез-құлық ерекшеліктері

Ұяда трутеньдер айқын кооперативті мінез-құлық көрсетеді: олар бір-бірімен азық немесе орын үшін бәсекелеспейді, керісінше жұмысшы аралардан қоректік заттарды трофаллаксис арқылы алады — яғни сұйық азықты ауыздан ауызға береді. Бұл процесс күрделі үйлесімділікті талап етеді: аталық жұмысшы араға жақындап, антеннасымен оның басына тиіп, азық сұрайды және қоректену барысында байланысын үзбейді.

FruM ақуызының рөлі

Зерттеушілер бұл жүйенің реттелуіне FruM ақуызы — Fruitless ақуызының еркекке тән нұсқасы жауапты екенін анықтады. CRISPR/Cas9 геномды редакциялау технологиясының көмегімен ғалымдар аталықтарында fru гені "өшірілген" аралар желісін жасады. Әрбір дараның қозғалысын QR-код арқылы бақылайтын BBAS (Bee Behavioral Annotation System) автоматтандырылған трекинг жүйесін пайдалана отырып жүргізілген бақылаулар мутант трутеньдердің мінез-құлқында айтарлықтай өзгерістер болғанын көрсетті.

Мутанттардың мінез-құлқындағы өзгерістер

fru гені өшірілген трутеньдерде әлеуметтік белсенділік деңгейі айтарлықтай төмендеді: азық сұрау әрекеттерінің жиілігі екі есе азайды, ал қоректену уақыты қысқарды. Сонымен қатар, мутанттар ұя ішінде бағыт-бағдардан жиі жаңылды. Қалыпты трутеньдер уақытын бал аймағында немесе ұя шетінде өткізіп, өздері қорыта алмайтын тозаң салынған ұяшықтардан аулақ жүрсе, мутанттар керісінше тозаң ұяшықтарына жаппай кіріп кетті — бұл қалыпты араларға тән емес. Дегенмен, олардың жалпы қозғалыс қабілеті, жарық пен аналықтың иісіне реакциясы өзгерген жоқ, яғни ген дәл "әлеуметтік баптауға" әсер етеді, ал жәндіктің физикалық мүмкіндіктеріне әсер етпейді.

Нейрондық желілер және кооперация эволюциясы

Ми талдауы FruM ақуызы шамамен 1800 нейронда экспрессияланатынын көрсетті, бұл сезім мүшелерін (көру, иіс сезу) шешім қабылдауға қатысатын жоғары орталықтар — саңырауқұлақ тәрізді денелермен байланыстыратын желіні құрайды. Трутеньдерде бұл желі антенналық бөліктер мен көру жолдарының құрылымында ерекше "еркектік" сипаттарға ие.

Ашылудың маңызы

Зерттеу авторлары мұндай қатаң генетикалық бағдарламаның пайда болуы араларға ұя ішінде ресурстарды тиімді бөлуге мүмкіндік бергенін айтады. Трутеньдер енді ретсіз әрекет етудің орнына, әлеуметтік байланыстардың белгілі бір жиілігі мен ұзақтығына "бағдарланған", бұл жұмысшы араларға түсетін жүктемені азайтып, бүкіл ұяның өміршеңдігін арттырады. Осылайша, араларда кооперация эволюциясы бұрын көбейюге жауап берген ескі гендердің күрделі әлеуметтік құрылым қажеттіліктеріне бейімделуі арқылы жүзеге асты.