Undersøgelse afslører det underliggende genetiske grundlag for halictidbi-kommunikation og social adfærd

Hvis du spørger de fleste, hvad de ved om bier, du vil sandsynligvis få svar lige fra deres foretrukne type honning til historier om deres værste stikkende oplevelser.

Det viser sig, ikke alle bier producerer honning, har stikkene, eller endda leve i bistader - langt de fleste af de omkring 20, 000 arter af bier verden over er solitære væsner, lever typisk i små huler i jorden eller i kviste af planter.

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ), videnskabsmænd fra Harvard University, University of Melbourne, Tel Aviv Universitet, og Princeton University undersøgte, hvordan forskelle mellem solitære versus sociale livshistorier kan drive fysiologiske og kemiske forskelle mellem hver type biers kommunikationssystem.

"Der har været en langvarig teori om, at insekter, der lever i sociale grupper, burde have mere komplicerede krav til deres sociale eller kommunikationsnetværk, fra de kemikalier de producerer til deres morfologi, mens solitære insekter har mere forenklede systemer, "siger Sarah Kocher, en tidligere Harvard postdoc, der er forfatter på undersøgelsen. "Det viser sig, at den forudsigelse faktisk er sand."

At identificere en passende testperson var afgørende for eksperimentets succes. Mens honningbier og myrer er blandt de mest avancerede og velstuderede "eusociale" insekter, eller insekter med en reproduktiv arbejdsdeling, typisk inklusive en dronning og sterile kaster af arbejdere, der hjælper til i reden, deres faste koloniadfærd gjorde dem til usandsynlige kandidater til at forstå de evolutionære forskelle mellem kommunikationssystemer i solitære og sociale insekter - der er ingen ensomme eksempler på disse arter.

I modsætning til deres fætre, imidlertid, social adfærd i halictid, eller svedebier, er fleksibel.

"I denne særlige art af halictidbi, der er nogle befolkninger, der er ensomme og nogle, der er sociale. Dette gjorde dem til et ideelt testemne for at hjælpe os med at forstå sociale og ensomme kommunikationsmønstre, " siger Naomi Pierce, Hessel professor i biologi ved Institut for Organismisk og Evolutionær Biologi ved Harvard University og en af ​​undersøgelsens forfattere. Andre forfattere inkluderer Bernadette Wittwer, Abraham Hefetz, Tovit Simon, Li E.K. Murphy '16, og Mark A. Elgar.

Efter at have indsamlet og undersøgt prøver fra de fokale arter, Lasioglossum albipes, hvis befolkninger enten er sociale eller ensomme, samt repræsentanter fra 36 andre arter af halictidbier, der adskiller sig med hensyn til, om de er sociale eller solitære, forskerne opdagede, at sociale halictider havde signifikant højere mængder af sensoriske receptorer på deres antenner sammenlignet med deres ensomme fætre. Ligeledes, de kemikalier, de producerede for at kommunikere, var forskellige.

"Hvis du er [en social bi], du skal reagere på både miljømæssige og sociale signaler, "forklarer Kocher, "såsom 'Er dette min rede? Er jeg dominerende?' Solitære bier står simpelthen ikke over for de samme forskellige kommunikationsbehov, og denne analyse er virkelig kernen i det. "

Næste trin spænder fra at studere det genetiske grundlag for forskellene mellem sociale og solitære former for disse bier, og hvordan de er blevet påvirket af deres miljø, at sammenligne de forskellige typer bakterier, der interagerer i deres fordøjelsessystem, og hvordan sammensætningen af ​​disse mikrobiota kan påvirke deres værter.

For Pierce, denne type omhyggeligt videnskabeligt arbejde forstærker værdien af ​​naturhistorie.

"Naturhistorie betyder virkelig noget, " siger Pierce. "Det var på udkig efter en klasse af insekter, der ville vise variation i social adfærd, og ved at erkende, at vi ikke ville finde det hos myrer, fordi myrer allerede var alle fikserede med hensyn til den adfærd, og vi ville ikke finde det i almindelige honningbier, som også var faste i deres sociale adfærd, det førte os til halictidbien. Den unikke naturhistorie for denne gruppe bier betød virkelig noget, og ved at tage det i betragtning, vi var i stand til at stille meget mere indtrængende spørgsmål."

Denne historie er offentliggjort med tilladelse fra Harvard Gazette, Harvard Universitets officielle avis. For yderligere universitetsnyheder, besøg Harvard.edu.