Komentář k článku Denise Aumer, Fiona N. Mumoki, Christian WW Pirk, Robin FA Moritz Transkriptomické změny spojené s rozvojem sociálního parazitismu u včely medonosné Apis mellifera capensis Naturwissenschaften. 2018 Mar 20;105(3-4):22. doi: 10.1007/s00114-018-1552-2.
© Boguslavskij Dmitrij Viktorovič, Vedoucí výzkumný pracovník, Laboratoř vývojové neurobiologie, Ústav biologického vývoje, Ruská akademie věd, PhD v oboru biologie. Výzkumné zájmy: molekulární neurobiologie, etologie, apiologie, sociobiologie.
Kapský poloostrov, který se nachází v Jihoafrické republice, je domovem neobvyklého poddruhu včel medonosných. Apis mellifera capensis, rozmnožují se bez pomoci trubců a kladou vajíčka do rodin jiných poddruhů včel medonosných. Své potomstvo si dokáží vychovat samy, ale jsou také schopné klást vajíčka do rodin jiných včel, jejichž kolonie postupně vymírají s tím, jak se zvyšuje počet parazitů v podobě larev a mladých jedinců kapských včel. V roce 1992 začala tzv. „kapská katastrofa“, kdy zahynulo více než sto tisíc včelstev Apis mellifera scutellata byly zničeny pseudokrálovnami Apis mellifera capensis .
V koloniích včel medonosných je reprodukce obecně přísně kontrolována. Matky se mohou pářit až do čtvrtého týdne života a poté několik let vynakládají své uložené spermie na oplodnění vajíček a produkci dělnic, jejichž reprodukce je potlačena. Přestože je sterilita dělnic normou, dělnice mohou aktivovat své vaječníky. K tomu obvykle dochází, když je královna ztracena a nelze ji nahradit. V této situaci dělnice produkují samčí potomstvo arrhenotokovou (haploidní) partenogenezí (rodí se pouze samci). Dělnice kapské však mohou produkovat potomstvo teletokovou (diploidní) partenogenezí (samoopylení, při kterém se dvě vajíčka splynou a vytvoří embryo; rodí se pouze samice). Dělnice kapské se navíc výrazně liší od dělnic všech ostatních poddruhů včel medonosných ve vlastnostech souvisejících s plodností: vyznačují se velkým počtem vaječníků, přítomností dobře vyvinuté spermatéky, schopností rychle aktivovat vaječníky a vylučovat mateřskou substanci.
Včely získané z vejcorodých dělnic se výrazně liší od včel, jejichž matky byly pravé královny. Jsou větší, mají kuželovité lesklé břicho, větší počet vaječných láček, větší spermatéku, odlišný charakter zoubkování na čelistech, strukturu pylových kartáčků atd. Dalším důležitým rozlišovacím znakem těchto včel je, že celková délka embryonálního a postembryonálního období vývoje je pouze 18 dní, a nikoli 21, jako u dělnic vylíhnutých z vajec pravé královny.
Autoři porovnávali vývoj parazitických pseudokarnev s vývojem sociálně sterilních dělnic v různých časových bodech za použití kompletních transkriptomů buněk získaných z tukového těla. Celkem bylo identifikováno 471 genů, jejichž exprese u pseudokarnev se lišila od exprese u sterilních včel. Z tohoto počtu 23 % tvořily linkerové nekódující RNA. Zbývající geny kódovaly proteiny, jako je transferin a vitelogenin (geny spojené s aktivací vaječníků), oxidoreduktázy a geny imunitního systému (zvyšují odolnost včel vůči endo- a exogenním škodlivým látkám), nAChRa5 (zvýšená exprese alfa-10 podjednotky neuronálního acetylcholinového receptoru umožňuje pseudokarnevám skrývat se před skutečnou královnou), OBP14 (potlačení exprese odorantního proteinu umožňuje pseudokarnevám ignorovat mateřskou substanci skutečné královny, což inhibuje vývoj vaječníků u dělnic). 7–8 dní po invazi cizí kolonie aktivují pseudokarnevky expresi odorantního proteinu a dipeptidylpeptidázy IV (toxické složky včelího jedu). To je nezbytné k tomu, aby paraziti našli a zabili skutečnou královnu.
Tento příklad sociálního parazitismu potvrzuje Emeryho pravidlo, které říká, že sociální paraziti a jejich primární hostitelé jsou si blízce příbuzní. V roce 1909 italský entomolog Carlo Emery poznamenal, že sociální paraziti mezi hmyzem parazitují na jedincích blízce příbuzného druhu nebo rodu. Toto pravidlo bylo později rozšířeno i na další taxony. Emery navrhl, že paraziti mohou být zpočátku fakultativními parazity mezi členy samotného hostitelského druhu (příklad takového vnitrodruhového parazitismu je popsán výše), ale poté se oddělí od mateřského druhu a vytvoří si vlastní odlišný druh (příklad sympatrie – metody speciace, při které vznikají nové druhy v populacích s překrývajícími se nebo shodujícími se areály).
Zprávu připravil © Boguslavsky D.V.
