蜜蜂社会分工精细的根源

　　

生物通报道：蜜蜂是一种典型的社会性昆虫。而弄清楚这种高级组织状态是如何由单一生活方式进化而来的一直是生物学家关注的问题。在新一期的PLoSBiology上，来自加州大学戴维斯分校昆虫学系MindyNelson、亚利桑那州立大学生命科学系KateIhle、RobertPageJr.和GroAmdam等人在蜜蜂社会行为研究上取得了重大进展，确定了一种与蜜蜂社会性紧密相关的基因“计时器”。

蜜蜂家族中的不同社会分工是由年龄、性别和地位决定的。繁殖主要由蜂王和雄蜂完成，而没有生殖能力的雌蜂成为工蜂，履行其他所有维持群体所必需的工作。工蜂在刚成年时的任务是照顾幼虫和在蜂巢中完成多种多样的工作，而3周之后，他们将从做“家务事”转变为外出觅食，而这种觅食事实上也分工为花粉和花蜜采集。

该研究组利用2006年10月发布最新的蜜蜂基因组序列，揭示出一种可控制蜜蜂多种社会性特征的单个基因——卵黄蛋白原。这种最初被认为在昆虫繁殖中起作用的基因是许多昆虫卵细胞发育所必需的。

研究人员逐渐发现卵黄蛋白原支持着与繁殖无关的一系列功能，因此开始怀疑由该基因合成的蛋白质可能影响着蜜蜂的社会功能的逐渐发育。比如，工蜂负责合成卵黄蛋白原，用于制造喂养幼虫的蜂王浆。此外，卵黄蛋白原还能通过减少氧化应激（OxidativeStress）延长工蜂和蜂王的寿命。

为了检验卵黄蛋白原基因对蜜蜂的多重作用，研究人员利用RNA干扰技术阻碍卵黄蛋白原基因表达。通过将注射了卵黄蛋白原双链短RNA（dsRNA）产物的蜜蜂与控制组进行比较发现，实验组工蜂的卵黄蛋白原保持在很低的水平，而且在更“年轻”时就开始外出觅食。此外，这些工蜂表现出对花蜜的偏爱，表明了先天遗传倾向花蜜的工蜂具有较低的卵黄蛋白原水平，而倾向于花粉的则相反。同时，缺乏卵黄蛋白原的工蜂寿命比控制组更短。

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研究人员的研究证实，卵黄蛋白原通过影响工蜂的劳动分工和觅食倾向控制着蜜蜂社会的组织结构，它控制着蜜蜂开始外出觅食的时间、寿命和觅食的种类。由于目前的研究方法无法区分出卵黄蛋白原和保幼激素的独立影响，研究人员认为这两种影响因素应该是一种协调合作关系，共同起着调节作用。(生物通雪花)

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