کشف ژن بکرزایی در زنبور عسل

منتشر شده در شنبه, 27 ارديبهشت 1399 07:46

محققان دانشگاه سیدنی موفق به یافتن ژن بکرزایی در گونه‌ای از زنبور عسل شدند. ژن GB45239 روی کروموزوم شماره 11 مسئول این اتفاق است. این کشف نه تنها معمایی قدیمی را حل کرده، بلکه راه را برای یافتن روشی نوین به منظور کنترل آفاتی که از این طریق تکثیر می‌شوند، باز کرده است.

پروفسور بنجامین اُلدروید در این زمینه گفته است: “دانشمندان در طول 30 سال گذشته در جست‌وجوی این ژن بوده‌اند. حالا ما مکان این ژن را می‌دانیم و این معما را حل کرده‌ایم. تکثیر جنسی یک راه عجیب و در عین حال مرسوم میان حیوانات و گیاهان روی کره زمین است. این مسئله یک سوال بزرگ است که چرا موجودات برای تکثیر از روش جنسی استفاده می‌کنند، در حالی‌که این اتفاق با تکامل جور در نمی‌آید. تکثیر غیرجنسی راهی بسیار کارآمدتر برای تولید مثل است و هر از گاهی مشاهده می‌کنیم که یک گونه از طریق غیرجنسی به تکثیر خود روی می‌آورد.

در زیرگونه‌ای از زنبور عسل به نام Cape honey bee که بومی آفریقای جنوبی است، یک ژن به زنبورهای کارگر این امکان را می‌دهد تا تخم‌هایی بگذارند که به جای تولید زنبورهای نر معمولی، تنها زنبورهای ماده به دنیا بیاورند. پروفسور الدروید اذعان می‌کند: “زنبورهای نر عمدتاً به دردنخور هستند، اما زنبورهای کارگر Cape می‌توانند به لحاظ ژنتیکی به عنوان یک ملکه ماده رفتار کنند و این اتفاق همه چیز را دگرگون می‌کند.”

در عین حال، این مسئله می‌تواند مشکلاتی را به دنبال داشته باشد. کلونی‌های زنبور عسل Cape به جای اینکه یک جامعه همیار را تشکیل دهند، به علت ناسازگاری و کشمکش از هم می‌پاشند. زیرا هر یک از زنبورهای کارگر می‌تواند از نظر ژنتیکی به ملکه بعدی تبدیل شود. هنگامی‌که یک کلونی ملکه‌اش را از دست می‌دهد، زنبورهای کارگر برای تبدیل شدن به مادر ملکه بعدی با یکدیگر به رقابت می‌پردازند.

توانایی تولید زنبور دختر به صورت غیرجنسی، مشهور به Thelytokous parthenogenesis، تنها به یک زیرگونه از زنبور عسل به نام Cape honey bee یا  نام علمی Apis mellifera capensis که در منطقه Cape در آفریقای جنوبی زندگی می‌کند، محدود می‌شود.

این زیرگونه از زنبور عسل توسط چندین صفت دیگر از سایر گونه‌های زنبور عسل قابل شناسایی است. به طور خاص، تخمدان زنبورهای کارگر بزرگ‌تر بوده و راحت‌تر فعال می‌شوند. همچنین این زنبورها توانایی تولید فرمون‌های ملکه را دارند که به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا از برتری تولید مثلی خود در یک کلونی دفاع کنند.

این صفات همچنین گرایشی به رفتار پارازیتیِ اجتماعی را ایجاد می‌کنند. در این رفتار، زنبورهای کارگر Cape سایر کلونی‌ها را مورد هجوم قرار داده، تولید مثل کرده و کارگرهای کلونی میزبان را مجبور به تغذیه لاروهای خود می‌کنند. هر ساله در آفریقای جنوبی، 10000 کلونی از کندوهای اقتصادی به دلیل رفتار پارازیتی اجتماعی زنبور عسل Cape از بین می‌روند.

زنبورهای Cape با این مشخصات بیش از 100 سال است که شناخته شده‌اند، اما به تازگی با استفاده از ابزارهای ژنومی مدرن قادر به شناسایی ژنی که باعث بکرزایی می‌شود شده‌ایم. به نظر پروفسور الدروید، تحقیق‌های بعدی روی زنبورهای Cape می‌تواند در روشن شدن دو تحول تکاملی بزرگ برای ما موثر باشد: منشأ تکثیر جنسی و منشأ جوامع حیوانی.

شاید مهیج‌ترین چشم‌انداز ایجاد شده توسط این پژوهش، امکان درک چگونگی عملکرد این ژن است. به گفته پروفسور الدروید، اگر بتوانیم سوییچی را کنترل کنیم که حیوانات را قادر به تولید مثل غیرجنسی کند، کاربردهای مهمی در کشاورزی، بیوتکنولوژی و بسیاری از حوزه‌های دیگر خواهد داشت. به عنوان مثال، بسیاری از گونه‌های آفت مورچه مانند مورچه‌های آتشین، تلیتوکوس (بکرزا) هستند. اگرچه به نظر می‌رسد ژنی متفاوت از آن‌چه در Capensis عامل بکرزایی است، باعث بکرزایی در این گونه از مورچه‌ها می‌شود.

• متاژنومیکس