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汗蜂幫助研究人員了解社會行為的遺傳基礎。圖檔來源:布萊恩·瓦倫丁
生物學的一個永恒的謎團是,從人類到蜜蜂,一些動物如何變得社會化。現在,一項研究表明,在一隻不起眼的汗蜂中,單個基因表達的變化可能決定了哪些汗蜂是孤獨的,哪些是善于社交的。該基因以前與人類自閉症有關,也與小鼠和蝗蟲等動物的社會行為有關。最新的發現使科學家更接近展示社會行為的共同進化基石。
在20世紀50年代,法國生物學家塞西爾·高原-魁北克記錄了汗蜂的兩種不同行為,即隧道蜂。生活在法國較冷地區的雌性蜜蜂通常沒有"助手",而生活在較溫暖地區的雌性蜜蜂則有"助手"。同時,在較溫暖的地區,雌性蜜蜂産下兩組卵 - 第一組孵化,第二組照顧第二組。Plateaux-Quénu研究也證明,這種差異将是遺傳的。
二十年後,現在美國普林斯頓大學工作的進化遺傳學家莎拉·科赫(Sarah Kocher)決定跟進Upeaux-Quénu的開創性研究。她從法國三個寒冷和溫暖的地區收集了150隻蜜蜂。當時是哈佛大學博士後研究員的Kocher及其同僚分析了蜜蜂的DNA,以尋找可能解釋這兩種行為的遺傳差異。
在對六組蜜蜂的基因組進行測序和比較後,研究人員發現了200個以62個基因為中心的差異。其中一個基因,稱為文法蛋白1a,引起了人們的注意。它負責産生突觸融合蛋白,這種蛋白在神經細胞之間傳遞信号中起重要作用。Kocher說,這種與許多動物的社會行為相關的基因最好地将群體與單家族汗蜂區分開來。
然後, Kocher 測量了該基因在牛群和單假汗蜂中的活性。該基因在群居的汗蜂中的活躍度大約是單一汗蜂的15倍。研究人員在《自然通訊》雜志上報告了這些發現。(徐旭)
相關論文資訊: DOI: 10.1126/science.aav7683
中國科學雜志(2018-10-24,國際版第二版)