ศึกษาเกี่ยวกับผึ้ง

อะไรเป็นตัวกำหนดว่าผึ้งแก่จะกลายเป็นผู้หาอาหารหรือทหารนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ผลการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในNature Ecology and Evolutionสำรวจกลไกทางพันธุกรรมที่เป็นรากฐานของพฤติกรรมโดยรวมของการป้องกันอาณานิคม และกลไกเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการรุกรานโดยรวมของฝูงอย่างไร "ผึ้งไม่มีการแบ่งงานตามขนาดเหมือนที่คุณอาจเห็นในปลวกหรือมด" เอียน ทราเนียลโล อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เออร์บานา-แชมเพน ซึ่งปัจจุบันเป็นรองนักวิชาการวิจัยที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและผู้เขียนคนแรกกล่าว เกี่ยวกับการศึกษา "ถ้าคุณขอให้ใครก็ตามที่อยู่ตามท้องถนนเดาว่ามดตัวไหนเป็นทหารและคนหาอาหาร พวกเขาน่าจะเดาถูก 100% เพราะทหารมีขนาดใหญ่มาก ผึ้งจึงมีการแบ่งงานตามอายุ ผึ้งอายุมากมักจะหาอาหารหรือเป็นทหาร ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีบทบาทที่อันตรายและอาจถึงแก่ชีวิตได้" การศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนมที่ดำเนินการก่อนหน้านี้กับสายพันธุ์ย่อยของผึ้งในเปอร์โตริโกซึ่งพัฒนาให้มีความก้าวร้าวน้อยลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เผยให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการเปลี่ยนแปลงในลำดับของยีนบางตัวและระดับการรุกรานของอาณานิคมโดยรวม นักวิจัยเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "ยีนรุกรานอาณานิคม" ในการศึกษาปัจจุบัน นักวิจัยได้เปรียบเทียบการแสดงออกและการควบคุมของยีนในสมองของทหารและสัตว์หาอาหาร และข้ามอาณานิคมที่มีความก้าวร้าวแตกต่างกันไป นักวิจัยวัดความก้าวร้าวของอาณานิคมโดยการนับจำนวนเหล็กไนบนแผ่นหนังกลับที่วางอยู่นอกลมพิษหลังการรบกวน พวกเขาระบุว่าทหารเป็นผึ้งที่โจมตีแพทช์และสัตว์หาอาหารเหมือนกับผึ้งที่กลับรังพร้อมเกสรดอกไม้ จากนั้นนักวิจัยใช้ทรานสคริปโตมิกส์เซลล์เดียวและการวิเคราะห์เครือข่ายการควบคุมยีนเพื่อเปรียบเทียบสมองของผึ้งตัวผู้หาอาหารและ ผึ้ง ทหารจากอาณานิคมที่มีความก้าวร้าวต่ำและสูง นักวิจัยพบว่า แม้ว่าจะมียีนนับพันในสมองที่แตกต่างกันในการแสดงออกระหว่างทหารกับสัตว์หาอาหาร แต่ก็ไม่มียีนใดอยู่ในรายการยีนรุกรานของโคโลนี อย่างไรก็ตาม เมื่อพวกเขาสร้างแบบจำลองของเครือข่ายการกำกับดูแลของยีนในสมอง ซึ่งควบคุมเวลาและตำแหน่งที่ยีนเฉพาะจะแสดงออกมา นักวิจัยพบว่าโครงสร้างของเครือข่ายเหล่านี้แตกต่างกันระหว่างทหารและสัตว์หาอาหาร และความแตกต่างจะยิ่งใหญ่ขึ้นเมื่อทหารและสัตว์อาหารมาจาก อาณานิคมที่ก้าวร้าวมากขึ้น Traniello อธิบาย "สิ่งที่เราคิดว่ากำลังเกิดขึ้นคือการควบคุมยีนที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมส่วนรวมส่งผลต่อกลไกที่สนับสนุนการแบ่งงาน" "ดังนั้น อาณานิคมสามารถก้าวร้าวมากขึ้นหรือน้อยลงโดยมีอิทธิพลต่อระดับความก้าวร้าวของบุคคลภายในอาณานิคมนั้น โดยพื้นฐานแล้ว คนหาอาหารอาจมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนไปเป็นสถานะคล้ายทหารไม่มากก็น้อย หากสภาพแวดล้อมเรียกร้อง" การค้นพบนี้เน้นถึงความสำคัญของการควบคุมยีนเพื่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างยีนและพฤติกรรม Gene Robinson (GNDP) ผู้อำนวยการ IGB และผู้เขียนรายงานกล่าวว่า "ในขณะที่มีงานวิจัยไม่กี่ชิ้นที่ค้นพบความแตกต่างระหว่างทหารและคนหาอาหาร แต่การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าผึ้งที่มีอายุมากอาจมีศักยภาพที่จะรับบทบาทนี้ได้" "ในอาณานิคมที่มีความก้าวร้าวมากขึ้น อาจเนื่องมาจากอันตรายที่เพิ่มขึ้นในสิ่งแวดล้อม ผึ้งที่มีอายุมากอาจมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นทหารเพื่อช่วยปกป้องอาณานิคม" แผนสำหรับทิศทางในอนาคตรวมถึงการพัฒนาการทดสอบการทำงานเพื่อสำรวจบทบาทของเครือข่ายยีนที่ระบุในการศึกษา และเพื่อระบุตำแหน่งที่แสดงออกในสมอง Traniello กล่าวว่าเขาตั้งตารอที่จะสำรวจคำถามใหม่ๆ เหล่านี้ Traniello กล่าวว่า "เรามีเทคโนโลยีพิเศษในการตรวจสอบยีนและพฤติกรรมในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน ทั้งแบบเซลล์เดียวและในปัจจุบัน "สิ่งเหล่านี้ทำให้เราเข้าใจคำถามเก่า ๆ เช่นความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลกับกลุ่มหรือความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์กับฟีโนไทป์ มันน่าตื่นเต้นที่สามารถนำเครื่องมือเหล่านี้ไปใช้ในบริบทที่เป็นธรรมชาติ และฉันหวังว่างานนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้ผู้อื่น ที่จะทำเช่นเดียวกัน"