Медоносные пчелы, обитающие в горных лесах Восточной Африки, выглядят и ведут себя иначе, чем пчелы, населяющие окружающие низменные саванны. Горные пчелы крупнее, темнее и менее агрессивны, чем пчелы саванны, и могут летать при более низких температурах и сохранять мед, когда цветы не цветут. Чтобы понять генетическую основу этих высотных приспособлений, исследователи секвенировали геномы 39 пчел из двух высокогорных и двух низинных популяций в Кении. Геномы всех популяций очень похожи, но две области, расположенные на хромосомах 7 и 9, демонстрируют постоянные различия между пчелами, живущими в высокогорной и низкогорной среде.
Сегмент хромосомы 7 содержит e.грамм. гены рецепторов нейромедиатора октопамина, который играет роль в обучении и поиске пищи. Явное расхождение этих двух генетических вариаций предполагает, что они имеют древнее происхождение и, вероятно, существовали в популяциях пчел до того, как группы распространили свои среды обитания в горах и саваннах.
Это всестороннее исследование геномов высокогорных медоносных пчел в Кении позволяет по-новому взглянуть на их эволюционную историю и генетические основы местной адаптации. Ученые думали, что популяции гор и саванн являются отдельными подвидами. Высокая степень сходства их геномов, выявленная в текущем исследовании, показывает, что они постоянно скрещиваются.
Сильно расходящиеся сегменты, вероятно, представляют собой структурные перестройки, такие как инверсии, при которых обмен генетическим материалом подавляется. Предыдущие исследования определили октопамин как важную сигнальную молекулу у других насекомых, живущих в условиях низких температур и кислорода.
Мартин Хассельманн добавляет: «Наши результаты дополняют несколько других важных исследований (например, у бабочек Heliconius и муравьев Solenopsis), в которых адаптации аналогичным образом связаны со структурными вариантами или супергенами. Однако это явление никогда не было зарегистрировано у медоносных пчел.
Таким образом, наши результаты должны стимулировать дальнейшие исследования роли супергенов в адаптации к окружающей среде. Сейчас мы планируем измерить распределение этих расходящихся сегментов в других географических точках и выяснить функциональную связь этих генов с поведением."