Beacha meala le beirt aithreacha agus gan aon mháthair

Thángthas ar bheacha meala baineann le beirt aithreacha - agus gan aon mháthair -; an chéad cheann dá leithéid a breathnaíodh riamh sa nádúr

le GrrlScientist for Forbes | @GrrlScientist

Beacha meala oibrí mná (Apis mellifera). (Creidmheas: Cumnor Hill, Sharp Photography / CC BY-SA 3.0)

D’aimsigh foireann eolaithe beacha meala baineann a bhfuil beirt aithreacha uirthi - agus gan aon mháthair - an chéad cheann dá leithéid a breathnaíodh sa nádúr. Eascraíonn beacha, seangáin agus foichí mná (Hymenoptera) as uibheacha toirchithe a bhfuil tacar amháin crómasóim acu ó gach tuismitheoir, cé go dtagann uibheacha neamhthorthúil ar fhir. I mbeacha meala, tá 32 crómasóim san iomlán ag baineannaigh - banríonacha agus oibrithe - ach níl ach leath an oiread ag fireannaigh (drones).

“De réir sainmhínithe i ngach haplodiploids (beacha, seangáin agus foichí) tá an fear haploid - cruthaíodh as ubh neamhthorthúilithe, rud a chiallaíonn nach bhfuil aige ach tacar amháin crómasóim óna mháthair,” a dúirt an bitheolaí móilíneach, Sarah Aamidor, príomhúdar an staidéir agus mac léinn iarchéime sa bhitheolaíocht in Ollscoil Sydney, i ríomhphost.

Ligeann an córas cinnteoireachta gnéis haplodiploid éagsúlacht shuntasach feiniméin bhitheolaíocha a fhorbairt, lena n-áirítear clónáil baineann, clónáil fireann - agus gynandromorphy. Tá tréithe fireann agus baineann ag gynandromorph agus meascán fíocháin ón dá inscne (tag). Tá gynandromorphs difriúil ó hermaphrodites, a bhfuil orgáin atáirgthe fireann agus baineann acu.

I mbeacha meala, is gnách go bhforbraíonn gynandromorphs ón teaglaim de zygote diploid agus fíochán fireann haploid a thagann ón dara sperm (tag & tag). Is féidir é seo a dhéanamh toisc go bhfuil beacha meala polyspermic, cás ina dtéann níos mó ná sperm amháin isteach san ubh agus a chomhleáíonn leis an mbraisle cille tosaigh. Ansin tosaíonn na cealla seo ag deighilt agus ag cruthú fíochán a thagann chun bheith ina gcuid den suth atá ag forbairt.

Ach cad is cúis le beacha meala gynandromorph? Bhí sé seo ar cheann de na ceisteanna a spreag Ms Aamidor agus a comhghleacaithe tabhairt faoin staidéar (tag) seo ag úsáid roinnt “beacha neamhghnácha” a bhailigh taighdeoir eile agus é ag déanamh staidéir roimhe seo.

Beacha meala Eorpacha (Apis mellifera) san Astráil. (Creidmheas: CSIRO / CC 3.0)

“Bhí na beacha seo aisteach mar gur gynandromorphs iad (mósáicí gnéis): tá giotáin acu a bhfuil cuma fireann agus giotán orthu a bhfuil cuma baineann orthu,” a rinne comhúdar staidéir, Isobel Ronai, a bhí ina mac léinn iarchéime in Ollscoil Sydney ag an am, tweetáil ar Twitter (snáithe). “Mar shampla, tá súile beacha meala fireann i bhfad níos mó ná súile baineann agus tá súil fireann ag an gynandromorph seo ar chorp baineann.”

Tá súile beacha meala fireann i bhfad níos mó ná súile baineann agus tá súil fireann ag an gynandromorph seo ar chorp baineann. (Creidmheas: Aamidor & Ronai, 2018, trí Twitter.)

Cé go bhféadfadh sóchán géiniteach annamh a bheith mar thoradh ar gynandromorphs, níl sé soiléir conas agus cén fáth a mbíonn siad le feiceáil. An bhfuil sé ag brath ar theocht? Timpiste forbartha? Nó…?

Chun a fháil amach cad is cúis le gynandromorphs i mbeacha meala agus chun tuiscint níos fearr a fháil ar sholúbthacht atáirgeadh beacha meala, dhíscaoil Aamidor Uasal agus a comhoibritheoirí 11 bheacha meala gynandromorph nua-nochtaithe ó choilíneacht amháin agus rinne siad scrúdú ar mhoirfeolaíocht na bhfíochán éagsúil laistigh de gach beacha chun a gnéas a aithint.

“Chaith Sarah agus mé roinnt laethanta spraoi le chéile ag scaradh na mbeach aisteach seo,” a tweetáil an Dr. Ronai. “Dhéanfadh Sarah anailís níos déanaí ar na fíocháin le teicníc ghéiniteach ag baint úsáide as micrea-aicéatáití chun máthair agus athair (í) na mbeach seo a chinneadh - úsáidtear an teicníc chéanna le haghaidh tástálacha atharthachta daonna."

Fuair ​​Aamidor Uasal agus a comhoibritheoirí “meascán randamach” d’orgáin fireann agus baineann sna beacha aisteach seo. Fuair ​​siad amach freisin go raibh gnáth-ubhagáin ag cúig cinn de na gynandromorph.

“Chomh maith leis sin, bhí ubhagáin mhóra cosúil le banríon ag trí bheacha seachas ubhagáin oibrithe beaga,” tweeted an Dr. Ronai.

Ní raibh ach gnáth-orgáin atáirgthe fireann ag gynadromorph amháin agus bhí orgáin atáirgthe páirteach ag beirt eile.

“Bhí mé féin agus Sarah tar éis na beacha go léir a raibh cuma aisteach orthu a dhíbirt agus dúirt mé léi gur cheart dúinn an bheach dheiridh a scriosadh, bean a bhfuil gnáthchuma uirthi ón gcoilíneacht chéanna ionas go bhféadfaimis comparáid a dhéanamh idir an anatamaíocht,” tweeted an Dr. Ronai. "Nuair a bhí sí scartha, cuireadh an bheach le hanailís ghéiniteach Sarah mar rialú."

Léirigh anailís ghéiniteach go raibh beirt nó triúr aithreacha ag naoi gcinn de na 11 gynandromorph. Rud ionadh é, go raibh beirt aithreacha agus gan aon mháthair ag gynandromorph amháin - an gnáth-rialú mná is cosúil - imeacht nach bhféadfadh a bheith mar thoradh ar chomhleá sperm amháin.

“Fuair ​​anailís ghéiniteach Sarah ar na gynandromorphs amach freisin go raibh 4 thuismitheoir (triúr aithreacha agus máthair) ag beach amháin!” Chuir an Dr Ronai tweet.

“Chun a shoiléiriú, taispeánann léaráid Sarah comhdhéanamh moirfeolaíoch & géiniteach na 11 bheacha. Fíochán baineann (dearg) & fíochán fireann (gorm). Cuirtear scamaill de dhathanna difriúla in iúl do gonads gach beacha. Tá sperm de dhath difriúil ag gach athair (14x). Máthair le coróin, ”a dúirt an Dr. Ronai i tweet eile.

Achoimre ar thuismíocht na 11 beacha meala aisteach. (Creidmheas: Sarah Aamidor, le caoinchead Isobel Ronai trí Twitter.)

“Is é seo an chéad tuarascáil ar fheiniméan beacha le beirt aithreacha agus gan aon mháthair i hymenoptera,” a dúirt Aamidor Uas.

“Is í an bheach baineann a raibh dhá aithreacha aici a cruthaíodh trí chomhleá dhá speirm an chéad cheann a tuairiscíodh i haplodiploids agus is feiniméan spéisiúil í ag cur san áireamh nár aimsíodh [iarracht] dhá sperm a chomhleá i mamaigh,” mhínigh Aamidor Uas. i ríomhphost.

Cuireann an toradh seo béim ar an tsolúbthacht atáirgeadh feithidí sóisialta agus struchtúir shóisialta a d’fhéadfadh a bheith núíosach ar leibhéal an choilíneachta.

“Taispeánann muid anseo go bhfuil daoine aonair comhdhéanta de thriúr agus fiú ceithre bhunús tuismitheoirí (máthair amháin agus 2-3 athair) a chruthaíonn beacha beo fós,” a dúirt Ms Aamidor i ríomhphost.

Tosaíonn an staidéar seo ag leathnú ár dtuisceana teoranta ar na bealaí fíor-neamhghnácha is féidir le hainmhithe gnéis a gcuid géanóm a chomhleá.

An soláthraíonn gynandromorphs sochar éabhlóideach de chineál éigin do bheacha meala?

“Níl aon bhuntáiste éabhlóideach ag gynandromorphs,” a d’fhreagair Ms Aamidor. "Glacaimid leis gur botúin ghéiniteacha iad gynandromorphs." Dar le Ms Aamidor, nuair a aimsítear líon mór gynandromorphs i gcoirceog amháin, toimhdeofar go n-iompraíonn an bhanríon an sóchán.

Féadfaidh grúpa eile de hymenopterans, na seangáin, sochar éabhlóideach a fháil ó gynandromorphs.

“I seangáin tugadh le tuiscint go mb’fhéidir gur spreag gynandromorphs éabhlóid na gcastaí oibrithe dimorfach,” a dúirt Ms Aamidor i ríomhphost. “Ach ní dócha go mbeidh sé seo amhlaidh i mbeacha meala toisc nach bhfuil ann ach cineál oibrí amháin."

Tugadh gynandromorphs faoi deara i speicis eile freisin, lena n-áirítear feithidí eile (scríobh mé faoi gynandromorphs féileacán anseo), roinnt crústaigh agus cúpla speiceas éan (scríobh mé faoi gynandromorphy in éin agus in ainmhithe eile anseo, anseo, agus anseo) . Mar sin féin, níor sainaithníodh sóchán géiniteach riamh in aon chás a spreagann forbairt gynandromorph.

“Taobh amuigh de na samplaí seo atá ar eolas cheana, is dóigh go mbeidh córais shóisialta chomh neamhghnách nár aithníodh nó nár samhlaigh go fóill,” a scríobh Ms Aamidor agus a comhoibritheoirí.

Foinse:

Sarah E. Aamidor, Boris Yagound, Isobel Ronai, agus Benjamin P. Oldroyd (2018). Mósáicí gnéis sa bheacha meala: conas is féidir le haplodiploidy éabhlóid na bhfoirmeacha nua atáirgthe i Hymenoptera sóisialta, Litreacha Bitheolaíochta, a foilsíodh ar líne an 28 Samhain 2018 roimh chló | doi: 10.1098 / rsbl.2018.0670

NÓTA: Cuireadh an píosa seo in eagar an 29 Samhain 2018 chun tráchtanna agus íomhánna tweetáilte Isobel Ronai a chur san áireamh.

Foilsíodh ar dtús ag Forbes an 28 Samhain 2018.