Статьи по психологии

Коллективные насекомые показывают особенности конфликта между отцовскими и материнскими генами на уровне отдельно взятого индивидуума

Два биолога из Rice University считают, что коллективные насекомые, подобно муравьям и пчелам могут дать нам ключ к пониманию того, почему некоторые животные, включая людей, - развили любопытное качество, в котором гены их родителей соперничают между собой, ведя своего рода биохимическую войну.

Коллективные насекомые хорошо известны как исключения из правил, которые гласят, что отношения между особями одного вида являются конкурентоспособными. Социальные организации коллективных насекомых настолько гармоничны, что сама колония часто рассматривается как одиночный индивидуум или "сверхорганизм".

В статье, опубликованной 12 апреля в Science, Дэвид К. Квеллер и Джоан Е. Страссманн высказывают предположение, что социальные насекомые могут также обеспечивать экстраординарные исключения к другому общему правилу: отношения материнских и отцовских генов у отдельно взятой особи полностью гармоничны.

Для материнских и отцовских генов обычно нет ни средств, ни повода для конфликта. До недавнего времени, эти средства, как думали, отсутствовали потому, что гены не могли интерпретировать, от которого из родителей они происходят. Однако, этот стереотип был нарушен, когда выяснилось, что при формировании яйцеклетки у матери и сперматозоида у отца, происходит маркировка некоторых из их генов, причем еще на стадии их формирования.

"Повод" к конфликту возникает, как всегда на этапе развития, от того, как гены лучше всего воспроизводят себя. В классическом случае на примере млекопитающего, отцовские гены стремятся создавать большую плаценту, которая наибольшим образом стремиться оградить плод ребенка от каких-либо повреждений, игнорируя при этом негативные последствия, которые могут возникнуть от такой толстой плаценты в организме матери. Материнские же гены, наоборот, стимулируют образование менее плотной плаценты, чтобы с одной стороны защитить здоровье матери и ее способность к дальнейшему воспроизводству будущего потомства, которое продолжит ее генетическую линию.

Но в большинстве случаев, конечно, комбинация материнских и отцовских генов находится в согласии. Квеллер и Страссманн, - оба профессора экологии и эволюционной биологии, полагают, что некоторые коллективные насекомые - муравьи, пчелы и осы - являются исключением потому, что они имеют специфическую гаплоидо-диплоидную генетическую систему, в которой все мужские особи образуются из неоплодотворенных яиц. Это приводит к необычным генетическим проявлениям, где различные группы особей, находящихся в прямом родстве на уровне братьев и сестер, используют генетический набор либо целиком со стороны отца (образуются в основном женские особи), либо целиком со стороны матери (образуются в основном мужские особи). Например, гаплоидо-диплоидные сестры практически всегда используют только отцовские гены, и имеют только 50% шанса на совместное использование отцовских и материнских генов. Этот образец асимметричных связей обеспечивает повод для конфликта между материнскими и отцовскими генами. Многие виды социальных взаимодействий у коллективных насекомых обеспечивают такую возможность. Эволюционная теория предсказывает появление у таких социальных групп особей с глубоко выраженным разделением: материнские и отцовские гены должны бороться за численное соотношение полов, распознавание родичей, кто должен быть королевой и кто должен класть яйца.

Но эти же асимметричные связи и обеспечивают баланс численного соотношения полов.

Если, например, в пчелином улье уменьшается численность трутней, то самка (королева) больше отложит неоплодотворенных яиц, из которых родятся трутни. Если же, наоборот, численность трутней резко возрастает, то самка больше отложит оплодотворенных яиц, из которых родятся рабочие пчелы (недоразвитые самки). Могут возникнуть и другие ситуации. Например, если численность рабочих пчел уменьшается, то королева получает меньше пищи и ухода со стороны рабочих пчел, но зато ее буквально облепляют трутни. И уже через небольшой промежуток времени, она откладывает оплодотворенные яйца, в основном с личинками рабочих пчел. В обычном же состоянии деятельности улья с нормальным числом рабочих пчел, последние просто отгоняют от матки трутней, когда ухаживают за ней или когда ее кормят, не давая образоваться излишнему числу рабочих пчел. Иными словами, этот процесс строго сбалансирован и нарушается довольно редко, когда в результате сытной и нормированной жизни улья, из яиц формируются полноценные матки. Если матка появится одна, то она вступит в смертельную битву с королевой, где вход иногда задействуется и жало, и обычно всегда побеждает последняя. Но когда маток появляется много, они могут уцелеть и успеть покинуть гнездо, где в сопровождении рабочих пчел (роя) устремляются на новое место и образуют новую колонию.

Пчелы роятся редко, а вот муравьи довольно часто, когда выдается жаркое лето и бывает вдоволь пищи. Тогда наружу и муравейника выбираются сотни и тысячи крылатых самок и самцов, которые, спариваясь, дают начало жизни новым колониям.

Изучение коллективных насекомых может дать нам ключи к более полному пониманию того, как подобного рода отношения воздействуют на более развитые разновидности, типа млекопитающих. У людей, подобного рода следы борьбы, как известно, лежат в основе некоторых генетических болезней, которые передаются либо чисто по мужской, либо чисто по женской линии, и как полагают, являются возможным барьером к трансформации видов и их переходу к обычному клонированию.


Источник: SciTecLibrary.ru