تعیین رفتار زنبور‌های کارگر با برنامه ژنتیکی بنیادی

به گزارش مجله خبری نگار،هزاران زنبور کارگر به صورت گروهی عمل می‌کنند تا از کلنی محافظت کنند، به آن غذا برسانند و از نسل بعدی مراقبت کنند. این رفتار اجتماعی پیچیده، اقدامات فردی آنها را به یک تلاش هماهنگ تبدیل می‌کند.

اما چگونه این رفتار پیچیده در میان نسل‌های زنبور عسل کدگذاری و به ارث می‌رسد؟ پاسخ در یک ژن خاص نهفته است که توسط تیمی از دانشمندان کشف شده است.

این تحقیق توسط کارشناسان دانشگاه هاینریش هاینه دوسلدورف (HHU) به همراه همکارانی از فرانکفورت، آکسفورد و وورتسبورگ انجام شد. این مطالعه، بنیان‌های ژنتیکی همکاری زنبور عسل را کشف کرده است.

ژن‌های مرتبط با رفتار همکاری زنبور عسل

سرپرست تحقیق و رئیس مؤسسه ژنتیک تکاملی دانشگاه هاینریش هاینه، دکتر مارتین بای، و تیم او این کشف بزرگ را انجام داده‌اند. تمرکز تحقیق بر روی ژنی به نام “دوبل‌سکس” یا “dsx” بوده است.

دکتر بای می‌گوید: «مجموعه رفتار‌های فردی زنبور‌ها و نقش آنها در کلنی، یاد گرفته نمی‌شود، بلکه به ارث می‌رسد. تاکنون مشخص نبود که چنین رفتار‌های پیچیده‌ای چگونه از نظر ژنتیکی کدگذاری می‌شوند.»

کشف کلیدی این است که ژن dsx رفتار خاص زنبور‌های کارگر را تحت تأثیر قرار می‌دهد، به گفته دکتر ویویان سومر، نویسنده اصلی مطالعه.

دکتر سومر توضیح می‌دهد: «این ژن برنامه‌ریزی می‌کند که آیا زنبور کارگر وظیفه‌ای را در کلنی به عهده بگیرد و برای چه مدت. این شامل وظایف جمعی مانند مراقبت از لاروها، جمع‌آوری غذا و تبادل اجتماعی در مورد منابع غذایی است.»

ویرایش ژنتیکی در زنبور‌ها

تیم تحقیقاتی از تکنیک ویرایش ژن CRISPR/Cas۹ برای تغییر ژن dsx در برخی زنبور‌ها استفاده کرده و کد QR به زنبور‌های اصلاح‌شده متصل کردند.

دوربین‌ها در داخل کندو رفتار زنبور‌ها را رصد کردند و با کمک هوش مصنوعی، توالی‌های ویدئویی برای تعیین الگو‌های رفتاری فردی تجزیه و تحلیل شدند.

دکتر سومر بیان کرد: «سوال اصلی ما این بود که آیا و چگونه الگو‌های رفتاری به ارث رسیده با تغییر ژن تغییر می‌کنند. چنین تغییراتی باید در سیستم عصبی زنبور‌های کارگر که رفتار خاص را کنترل می‌کند، منعکس شود.»

برای ایجاد یک چرخش در تحقیق، پژوهشگران یک پروتئین فلورسنت سبز (GFP) را به توالی dsx اضافه کردند تا مدار‌های عصبی را قابل مشاهده کنند.
بر اساس گفته‌ی جنا سیلر، محقق دکترا و هم‌نویسنده مطالعه، آنها دریافتند که ژن dsx نقش حیاتی در ایجاد مسیر‌های عصبی خاص در مغز زنبور دارد.

فصل جدیدی در رفتار زنبور‌ها

دکتر ولفگانگ رسلر، متخصص در دپارتمان فیزیولوژی رفتاری و زیست‌شناسی اجتماعی دانشگاه وورتسبورگ، اظهار داشت: «یافته‌های ما نشان‌دهنده‌ی یک برنامه ژنتیکی بنیادی است که مدار عصبی و رفتار زنبور‌های کارگر را تعیین می‌کند.»

چالش بعدی، انتقال از زنبور عسل فردی به کل کلنی و درک چگونگی تأثیر این ژن بر “ابرسازمان” است.

آلینا استورم، محقق دکترا در HHU، گفت: «ما امیدواریم که بتوانیم پیوندی بین برنامه‌ریزی فردی و رفتار هماهنگ بسیاری از افراد پیدا کنیم.»

آشکارسازی راز ژنتیکی پشت رفتار جمعی زنبور عسل، چیزی فراتر از یک دستاورد علمی است؛ این ادای احترامی به پیچیدگی شگفت‌انگیز طبیعت و ظرفیت بی‌پایان آن برای شگفتی است.

پیامد‌های گسترده رفتار زنبور‌ها

کشف ژنی که رفتار زنبور عسل را تحت تأثیر قرار می‌دهد، پیامد‌هایی فراتر از مطالعه زنبور‌ها دارد.

درک چگونگی شکل‌دهی یک ژن به پویایی‌های اجتماعی پیچیده، می‌تواند الهام‌بخش نوآوری‌هایی در زمینه‌هایی مانند رباتیک و هوش مصنوعی باشد.

به عنوان مثال، سازندگان ربات‌ها اغلب به طبیعت نگاه می‌کنند تا راه‌حل‌هایی برای ساخت سیستم‌های کارآمدتر و همکاری‌کننده بیابند. ساختار “ابرسازمان” کندو می‌تواند الگویی برای توسعه ربات‌های گروهی خودکار باشد که برای رسیدن به یک هدف مشترک با هم کار می‌کنند.

علاوه بر این، مطالعه همکاری زنبورها، بینش‌های ارزشمندی برای بوم‌شناسی و حفاظت ارائه می‌دهد.

زنبور‌های عسل نقش حیاتی در گرده‌افشانی دارند. شناسایی مبانی ژنتیکی رفتار اجتماعی آنها می‌تواند به تدوین استراتژی‌های بهتر برای حمایت از جمعیت‌های زنبور در برابر تهدیدات محیطی منجر شود.

با روشن‌سازی کارکرد‌های داخلی کندو، این تحقیق بُعد جدیدی به حفظ تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم‌هایی که به گرده‌افشان‌ها وابسته هستند، می‌افزاید. 

منبع:فوت وفن