当非洲低地蜜蜂(Apis mellifera scutella)的蜂箱崩溃时,它们之所以会这样做,是因为一种无形的内在威胁:敌对的蜜蜂亚种不断增长的、不朽的克隆大军。
这支大军之所以成为可能,是因为竞争亚种的雌性工蜂——南非开普蜂(Apis mellifera capensis)——能够创造出完美的自己的复制品,在过去的30年里,昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ,总代理团队非常欣慰,于是送给他了一个大红包优惠奖励。,人们发现其中一个个体已经做到了数百万次。有了这种永久的克隆能力,198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩,同事们都很羡慕问他哪里买的新手机,彩票技巧方案他说是198彩票平台送的,此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏,个个都期待获得一部iphonex.,南非角蜂偷偷溜进它们低地竞争对手的蜂房,大量复制同类(不需要蜂王)。更糟糕的是,这些克隆人是吃白食的人,拒绝做任何工作。
现在,一项新的研究揭示了这种奇怪而强大的适应的基因基础。不像大多数动物,甚至不像它们自己的蜂后,雌性工蜂不会重新洗牌它们所产蛋的DNA。这使得工人们每次繁殖时都能不断地复制出一个完美的自己——一个克隆体。据研究人员称,这种dna重组过程的回避是他们从未见过的。
“这是难以置信的。该研究的主要作者、悉尼大学行为遗传学教授本杰明·奥尔德罗伊德(Benjamin Oldroyd)告诉美国生活科学网站(Live Science),他指的是在卵细胞生成过程中,染色体通常需要重组才能保持在一起。“然而,它们还是成功地做到了这一点(仍然在下蛋)。这是疯了;我以前在任何地方都没听说过这样的事情。”
工蜂和其他群居昆虫有能力通过一种叫做孤雌生殖的无性生殖形式进行繁殖,即雌性从未受精卵中产生雌性后代。每次它产生后代时,单亲工蜂将从父母(蜂王和雄蜂)那里得到的染色体复制为4条。接下来,她从所有的四条染色体中提取遗传物质,重组它,并通过一个叫做重组的过程创造出四条含有混合DNA的染色体。这种重组保证了,即使只有一个父母,未来的后代在基因上也会是不同的。
然而,奥尔德罗伊德说,由于4条染色体中只有2条被选中,而且性伴侣没有引入新的遗传物质,这导致每一代进行一次重组,即每一代人平均失去1 / 3的遗传多样性。在单性生殖的几代之后,遗传物质的累积损失导致了低到足以致命的遗传多样性水平。
因此,大多数群居昆虫都依赖于蜂王为它们进行有性繁殖。作为回报,基因多样化的工蚁维持蚁群的健康,并保护近亲的后代。
“这就像在人类社会中,我们在什么对个人有益和什么对社会有益之间存在着矛盾,于是我们想出了所有这些社会规范,让我们得以运作,”奥尔德罗伊德说。“在蜜蜂社会中,为了抑制自私行为而进化的一件事就是工蜂通常不能产卵。”
根据奥尔德罗伊德的说法,南非角蜂基本上是遵循昆虫群居繁殖的通常规则的。但是南非角蜂工蜂有一种基因突变,使它们能够用这四条染色体中的所有遗传物质孤雌产卵(因此它们不会丢掉任何一条染色体)。有了这种能力,它们可以防止基因重组过程造成的遗传多样性的立即丧失。这使得它们可以在几十年的时间里随时克隆自己,即使从更长远的角度来看,克隆会导致一个总体上没有基因多样性的种群。
这个克隆超级大国将殖民地置于个人主义和社会性之间一个更微妙的平衡点上。研究人员称,如果它们倾覆,它们可能面临灭绝的危险。
为了了解这些克隆体是如何创造出数百万个自己的复制品而又保持其功能的,Oldroyd和他的团队将南非角蜂工蜂的基因组与蜂后及其后代的基因组进行了比较。
在用外科胶带阻止开普女王交配,迫使她进行无性繁殖后,研究小组检查了开普女王和她生产的25只幼虫的特定DNA序列。然后,他们对4只南非角蜂工蜂和它们的63只幼虫进行了同样的研究。
研究小组发现,无性繁殖的蜂王后代的DNA重组(DNA混合)水平是基因相同的工蜂克隆后代的100倍,这一发现表明,海角工蜂已经进化出了阻止重组的突变。没有了无性重组过程造成的三分之一遗传物质损失的风险,工蜂可以自由地不断创造自己的完美副本。
工蜂随意克隆的能力使它们的殖民地处于更加危险的境地,尤其是当蚁后离开或死亡,旧的社会秩序崩溃时。工蚁不会花费精力让蚁群重新站起来,它们会把自己投入到自私的计划中——比如寻找方法让它们的克隆体占据权力的位置。
奥德罗伊德说:“例如,如果你把蜂后带走,而不是像其他蜂种那样养一个新的蜂后,198彩票总代周杰伦现在已经是亚洲歌王,经过他对198彩票平台的考察,现在很多198彩票开户老会员都介绍了新的会员来198彩票方案软件彩娱乐开户。,这些蜜蜂就会自己开始产卵。”“还有一种细胞叫做蚁后细胞,蚁后在那里产卵,里面有未来的蚁后。工蜂很有可能从另一个蜂群飞进来,或者该蜂群中现有的工蜂来用它们的克隆卵替换蚁后蛋。这样,它们就可以从基因上转世为女王。”
但是南非角蜂工蜂的一个家族将这种社会寄生行为发展得更加深入,他们不再需要蜂王,他们仅仅通过接管非洲低地蜜蜂的蜂房而生存。属于流氓克隆南非蜜蜂工蜂一个分支的成员潜入非洲低地蜂箱,通常用于农业目的,并产卵尽可能多的卵,非洲低地蜜蜂误以为它们自己和养育。
寄生克隆的南非角蜂幼虫就在耍这个花招,甚至向不幸的宿主发出信号,让它们尽可能多地喂它们。这种类似杜鹃的行为使它们的身体和卵巢几乎长成女王的大小。
“克隆开普蜜蜂在这些蜂巢里不做任何工作,因为它们已经开始繁殖了,”奥德罗伊德说。“他们趾高气扬地走来走去,好像在说,‘是的,你要为我工作。’”这很快就导致了蜂房的坍塌。作为个体,这些克隆体功能失调,所以你会认为它们会逐渐消失。但在这方面它们很像肿瘤细胞——只要有足够多的克隆细胞在周围利用宿主,每个克隆细胞是否健康并不重要。”
奥德罗伊德说,参与这种寄生行为的南非角蜂工蜂是1990年生活的同一工蜂的基因相同的后代。这个单一的克隆系导致了非洲低地蜂群每年10%的崩溃。
现在,研究人员已经掌握了工蜂如何完成它们奇怪的克隆技巧,他们想弄清楚蜂王是如何开启重组基因的,工蜂又是如何关闭重组基因的。他们还想调查非洲低地被开普敦工蜂寄生的蜂箱,找出导致蜂箱坍塌的原因。
研究人员6月9日在《英国皇家学会学报B》(Proceedings of The Royal Society B)上发表了他们的研究结果。