Bienenstudie gibt neue einblicke in die genetik des neuartigen suchverhaltens bei menschen


Bienenstudie gibt neue einblicke in die genetik des neuartigen suchverhaltens bei menschen

US-Wissenschaftler, die Verbindungen zwischen Genen und Scouting-Verhalten in Bienen studieren, haben einige faszinierende Ähnlichkeiten im menschlichen und insektenneuheitssuchenden Verhalten entdeckt, die darauf hindeuten, dass das Merkmal, das sich in diesen Abständen getrennt entwickelt hat, einige genetische Komponenten teilen kann. Gene Robinson, ein Entomologe und Genetiker an der University of Illinois, Urbana-Champaign, und Kollegen berichten ihre Ergebnisse in der 9. März Online-Ausgabe von Wissenschaft .

Sie beginnen ihren Bericht, indem sie sagen, wir wissen wenig über die molekulare Basis der Unterschiede im Verhalten unter den Individuen.

Ein Verhalten, das viele Wissenschaftler interessiert, die Insekten studieren, ist die von Honigbienen-Pfadfindern. Anders als viele Förster, warten sie nicht, um zu sagen, wohin sie gehen sollen, sie sind die unerschrockenen Pioniere der Honigbienengesellschaften.

"Pfadfinder gehen aus und suchen nach Nahrung auf eigene Faust", sagte Robinson Wissenschaft JETZT. Sie suchen auch nach neuen Nestplätzen.

In Bienengesellschaften sind Pfadfinder Frauen, die ständig nach neuen Nahrungsmittelquellen suchen. Wenn sie einen finden, fliegen sie zurück in die Kolonie und vermitteln ihre Nachrichten, indem sie den berühmten "Waggle Dance" durchführen. Sie zeigen dann kein Interesse mehr an der neuen Entdeckung und fliegen wieder auf einer neuen Mission.

Für diese Studie verglichen Robinson und Kollegen Unterschiede zwischen Scout Bienen und Futtern, die nicht scout.

Sie identifizierten Scout-Bienen in einer Kolonie, indem sie einen Bienenstock in einen großen Outdoor-Käfig legten, der mit Mesh eingeschlossen war, den die Bienen nicht durchdringen konnten. Sie platzierten eine Nahrungsquelle außerhalb der Nesselsucht und ließen die Bienen daran gewöhnt werden.

Dann eines Tages haben sie eine alternative Nahrungsquelle in einem anderen Teil des Geheges eingeführt und beobachtet, während Bienen "entdeckt" es. Sie markierten diese Bienen, indem sie einen Hauch von Farbe auf ihren Körper tupfen. Die Farbe der Farbe identifizierte die neue Nahrungsquelle.

Die Forscher wiederholten dies am nächsten Tag mit einer zweiten alternativen Nahrungsquelle. Wieder warteten sie auf die Bienen, um sie zu finden, und markierten sie mit einer anderen Farbe.

Am dritten Tag stellten sie eine dritte alternative Nahrungsquelle vor und markierten erneut die Bienen, die sie mit einer dritten einzigartigen Farbe fanden.

So war es möglich, dass eine Pfadfinderbiene mit drei verschiedenen farbigen Flecken an ihrem Körper endete. Die Forscher definierten eine Scout-Biene als eine, die mindestens zwei so farbige Flecken hatte, was darauf hinweist, dass sie mindestens zwei neue Nahrungsmittelquellen besucht hatte.

Am Ende des Experiments eroberten die Forscher die Bienen, die die Nahrungsquellen besuchten. Einige von ihnen waren Pfadfinder (mit zwei oder mehr verschiedenen farbigen Punkten), und die anderen waren Nicht-Scouts oder Förster.

Sie entfernten die Gehirne von den gefangenen Bienen und verglichen die Muster des Genexpressions zwischen Scouts und Non-Scouts.

Sie fanden signifikante Unterschiede in der Genexpression in etwa 16% der 7.500 Gene in beiden Arten von Bienen.

Sie verglichen diese Ergebnisse mit dem, was bereits aus der umfangreichen Forschung in Verterbraten bekannt ist, einschließlich Menschen, und entdeckte, dass einige der Gene, deren Ausdruck in den Pfadfinderbienen einzigartig war, auch diejenigen waren, die mit der Neuheitssuche bei Wirbeltieren verbunden waren. Dazu gehörten einige für Rezeptoren der Neurotransmitter Dopamin und Glutamat, die beide auch beim Menschen vorhanden sind.

In einer abschließenden Phase ihres Studiums haben Robinson und Kollegen getestet, was passiert ist, als sie den Nicht-Scouting-Bienen die "fehlenden Zutaten" gaben.

Als die Forscher den nicht-scouting Futterbienen Glutamat gaben, waren sie eher auf Nahrung zu suchen, als ihr Bienenstock in ein neues Gehäuse verlegt wurde. Gib ihnen einen Glutamat-Inhibitor zugleich gestoppt ihr Suchverhalten.

Als die Forscher ihnen Octopamin, eine Chemikalie, die den Dopamin-Rezeptor aktiviert, gab es die gleiche Wirkung: Die Nicht-Scouting Bienen begannen Scouting Verhaltensweisen.

Die Forscher schlossen daraus, dass das Neuheitssuchverhalten bei Wirbeltieren wie Menschen und Insekten wie Bienen dieselben oder ähnliche genetische Komponenten haben.

Das ist faszinierend, weil Menschen und Bienen keineswegs nahe am Stammbaum der Lebewesen sind. Wenn du weit genug an den Ästen zurückkommst, ist der gemeinsame Vorfahr wohl eine Art marine Flatworm, sagt Robinson, und die Chancen dieser Art mit Scouts sind praktisch null.

Robinson sagt, dass ihre Ergebnisse die Möglichkeit aufwerfen, dass die gleiche Gruppe von genetischen molekularen Komponenten ähnliche Verhaltensweisen an verschiedenen Punkten der Evolution hervorgebracht hat.

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