На территории Южно-Африканской республики расположен Капский полуостров, на котором обитает необычный подвид медоносных пчел Apis mellifera capensis, размножающихся без помощи трутней и откладывающих яйца в семьях других подвидов медоносных пчел. Свое потомство они могут воспитывать сами, но способны также откладывать яйца в семьях других пчел, чьи колонии постепенно гибнут по мере роста числа паразитов в виде личинок и молодых особей капских пчел. В 1992 году началось так называемое «Капское бедствие», когда более ста тысяч пчелосемей Apis mellifera scutellata были уничтожены псевдоматками Apis mellifera capensis .

В пчелиных колониях размножение, как правило, жестко контролируется. Матки способны спариваться до четвертой недели жизни, а затем несколько лет тратят накопленную сперму, чтобы оплодотворять яйца и производить рабочих пчел, размножение которых подавлено. Несмотря на то, что правило о стерильности рабочих особей является нормой, рабочие пчелы могут активировать свои яичники. Обычно это происходит, когда матка теряется и не может быть заменена. В этой ситуации рабочие особи производят мужское потомство путем арренотокного (гаплоидного) партеногенеза (рождаются только самцы). Но капские рабочие пчелы могут производить потомство путем телетокного (диплоидного) партеногенеза (самооплодотворение, в ходе которого две яйцеклетки сливаются и образуют зародыш; рождаются только самки). Кроме того, капские рабочие особи заметно отличаются от рабочих пчел всех других подвидов медоносных пчел по признакам, связанным с плодовитостью: они характеризуются большим количеством яичников, наличием хорошо развитой сперматеки, способностью к быстрой активации яичников и секрецией маточного вещества.

Пчелы, полученные от яйцекладущих рабочих особей, существенно отличаются от пчел, матерями которых были настоящие матки. Они крупнее, имеют коническое блестящее брюшко, большее количество яйцевых трубочек, большую по размерам сперматеку, иной характер зазубрин на челюстях, устройства пыльцевых щеточек и т.д. Еще одна важная отличительная особенность таких пчел в том, что продолжительность эмбрионального и постэмбрионального периодов развития в сумме составляет всего лишь 18 суток, а не 21, как у рабочих пчел, выведенных из яиц настоящей матки.

Авторы статьи сравнили развитие паразитических псевдоматок с развитием социальных стерильных рабочих пчел в разные моменты времени, используя полные транскриптомы клеток, полученных из жирового тела. Был выявлен 471 ген, экспрессия которых в псевдоматках отличалась от экспрессии в стерильных пчелах. Из этого количества 23% составляла линкерная некодирующая РНК. Остальные гены кодировали такие белки, как трансферрин и вителлогенин (гены, связанные с активацией яичников), оксидоредуктазы и гены иммунной системы (повышают устойчивость пчел к эндо- и экзогенным вредным веществам), nAChRa5 (увеличение экспрессии субъединицы альфа-10 рецептора нейронального ацетилхолина позволяет псевдоматкам прятаться от настоящей матки), OBP14 (подавление экспрессии одорантного белка дает способность псевдоматкам не воспринимать маточное вещество настоящей матки, ингибирующее развитие яичников у рабочих особей). Через 7-8 дней после вторжения в чужую семью у псевдоматок активируются экспрессия одорантного белка и дипептидилпептидазы IV (является токсичным компонентом яда пчел). Это необходимо паразитам для поиска и убийства настоящей матки.

Данный пример социального паразитизма подтверждает правило Эмери, гласящее, что социальные паразиты и их главные хозяева имеют близкое родство. В 1909 году итальянский энтомолог Карло Эмери (Carlo Emery) заметил, что социальные паразиты среди насекомых паразитируют на особях близкого им вида или рода. Впоследствии это правило было распространено и на другие таксоны. Эмери предполагал, что паразиты могли изначально быть факультативными паразитами среди представителей самого вида-хозяина (пример подобного внутривидового паразитизма описан выше), однако затем отделились от родительского вида и образовали свой собственный обособленный вид (один из примеров симпатрии – способа видообразования, при котором возникновение новых видов происходит в популяциях с перекрывающимися либо совпадающими ареалами).

Новость подготовил © Богуславский Д.B.

19.04.2018