探索蜜蜂基因组密码(下篇)

爱蜂网 2023年10月12日22:14:56探索蜜蜂基因组密码(下篇)已关闭评论419

社会的含义 在蜜蜂参加基因组测序沙龙之前,这个沙龙现已有了两位昆虫成员:果蝇和一种按蚊。很显然,科学家有很好的理由要求测出这两种昆虫的基因组序列。果蝇是遗传学试验室最常用的试验生物之一,科学家称之为形式生物。测出果蝇的基因组能够让科学家更好地操作这个“模型”。按蚊的基因组测序带有人道主义颜色,因为按蚊是疟疾的传播媒介。在非洲每年稀有千万人感染疟疾,其损害不亚于艾滋病。测出按蚊的基因组能够协助科学家找到抵挡疟疾的新方法。 可是蜜蜂有什么共同之处呢? 蜜蜂是最典型的社会性昆虫之一,高度安排、分工清晰的社会形态让其他昆虫相形见绌。相比之下,果蝇简直便是一群乌合之众。在一个典型的蜂群中,有一个占分配位置的蜂王,其下是很多为她作业的工蜂“臣民”(与其说是臣民,不如说她们都是蜂王的女儿),以及只担任交配的短寿雄蜂。即使看上去简直如出一辙的工蜂,也存在社会分工。一些工蜂担任照顾蜜蜂的幼虫,别的一些则担任建筑蜂巢、搜集花蜜和花粉。 工蜂的才智常常令人感到惊叹。一只工蜂能够飞到数公里外寻觅可供收集口粮的花朵,它不但能够区分并记住不同的花,还能飞回蜂巢告知伙伴蜜源在何处。这便是闻名的蜜蜂“舞蹈”。假如蜜源间隔蜂巢较远,工蜂会跳一种8字舞,告知伙伴蜜源的方位(以其时的太阳作为参照物)和间隔。假如蜜源就在邻近,工蜂就会跳圆形舞。奥地利生物学家卡尔.冯.弗里施(Karlvon Frisch)因为破解了蜜蜂舞蹈的隐秘而获得了1973年诺贝尔生理学或医学奖。可是,蜜蜂的脑只要不到芝麻粒那么大,其间只要100万个神经元(相当于人类大脑神经元数量的100万分之一)。 科学家挑选蜜蜂作为测序目标,正是因为它共同的社会特性。一些科学家以为,人类社会与蜜蜂王国有一些类似之处。研讨社会行为的生物学根底,这是社会生物学的作业。一些在动物身上进行的研讨现已表明晰基因、环境和行为之间是怎么相互影响的。 可是科学家无法直接对人类社会进行过于急进的试验。“科学家不能改造人类社会——比如割裂家庭或许树立同一年纪的人组成的社区。”《天然》杂志在同期宣布的一篇社论中指出,“可是科学家能够对蜜蜂这样做,然后观测这些干涉关于蜜蜂基因和生理的影响。蜜蜂的用途在这里:它和咱们相同既杂乱又了解,又和果蝇相同,很简单在对照条件下加以研讨。” 科学家现已找到了蜜蜂不同于其他非社会性昆虫的一些特征。在11月的《基因组研讨》杂志上,伊利诺依大学香槟分校的休.罗伯逊(Hugh Robertson)和凯文.沃纳(Kevin Wanner)陈述说,他们在蜜蜂基因组中找到了大约165个与气味感受器有关的基因。而在果蝇和按蚊的基因组中,这类基因的数量只要蜜蜂的一半。这种现象很简单了解,因为蜜蜂需求经过气味辨识敌我和寻觅适宜的花朵。 尽管蜜蜂的嗅觉活络,它们的味觉却相对愚钝。在蜜蜂的基因组中,科学家只找到了10个与嗅觉感受器有关的基因。相比之下,果蝇有68个这类基因,按蚊有76个。罗伯逊说,蜜蜂不需求太多的味觉感受器,因为蜜蜂幼虫生活在蜂房里,由成年工蜂喂食,而开花植物进化出了一些招引蜜蜂授粉的机制,蜜蜂就不需求发展出剩余的味觉感受器。此外,因为蜜蜂集体生活在蜂巢中,它们担任制作外壳(用于维护本身)的蛋白质的基因就较少。 科学家也在寻觅其他和蜜蜂行为有关的生物学特征。伊利诺依大学香槟分校的神经生物学家吉恩.鲁宾逊(Gene Robinson)和搭档勘探了数千个基因在蜜蜂的脑中是怎么表达的,以及保幼激素(阻挠昆虫成年的一类激素)对这些基因的影响。这些基因在蜜蜂的脑中是否被激活,影响着蜜蜂行为的改变。 可是这些研讨仅仅是一个初步。“蜜蜂基因组的破解者现已开端在分子遗传学的层次上研讨(蜜蜂的)这些明显的社会特征。”社会生物学的创始人E.O.威尔逊在同期《天然》上宣布评论说,“这个DNA测序是朝着答复一个社会进化基本问题迈出的重要一步,也便是在基因组的层次上,是什么造就了一种高档的群居昆虫?跟着这项研讨的拓宽,科学家将很快着手研讨第二个平等重要的问题:究竟是什么造就了一个社会性昆虫物种?”

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