Вчені знайшли в мозку бджіл "перемикач", який визначає їхню роботу в колонії

Міжнародна група біологів виявила нервові механізми, які допомагають визначати, яку роботу виконуватиме робоча бджола протягом життя. Дослідження провели науковці з Університету Генріха Гейне в Дюссельдорфі спільно з колегами з університетів Кельна та Франкфурта-на-Майні. Результати опубліковані в авторитетному науковому журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Про це пише sciencedaily.

Дивіться також Стародавні породи переписують те, що ми знали про тектоніку Землі та її надра 

Як мозок бджоли визначає її роль у вулику?

Дослідники встановили, що, змінюючи активність певного гена та пов'язаних із ним нервових ланцюгів, можна фактично "перепризначити" обов'язки бджоли. Старші робочі особини, які зазвичай займаються зовсім іншими справами, знову починали доглядати за маткою, як це роблять лише молоді бджоли.

На відміну від людей, бджоли не мають керівника, який призначає завдання. Попри це, колонія медоносних бджіл (Apis mellifera) працює надзвичайно злагоджено.

З віком обов'язки робочих бджіл поступово змінюються. Молоді особини доглядають за маткою та личинками, забезпечуючи їх кормом і турботою. Пізніше вони переходять до будівництва та ремонту стільників, підтримують порядок у вулику й захищають його від небезпеки. Лише наприкінці життя бджоли залишають колонію, щоб збирати нектар і пилок.

До цього часу вчені не розуміли, яким чином нервова система координує таку чітку зміну поведінки.

Один ген допоміг знайти відповідь

Важливу підказку дав ген під назвою doublesex, який раніше вивчала команда професора Мартіна Бейє з Інституту еволюційної генетики Університету Генріха Гейне.

Під час попередніх експериментів учені вимкнули цей ген у старших робочих бджіл. Результат виявився несподіваним – комахи знову почали доглядати за маткою, хоча в нормальних умовах цей етап вони вже давно проходять.

Оскільки ген doublesex працює лише в окремих нервових ланцюгах мозку, це дозволило дослідникам детальніше вивчити, як саме ці структури впливають на соціальну поведінку комах.

Під час нового дослідження біологи вибірково пригнічували активність нейронів, пов'язаних із геном doublesex. Для цього вони використали сам ген, щоб змусити клітини виробляти спеціальний білок, який пригнічує активність нервових клітин. Потім бджолам давали речовину, яка активувала цей білок лише в потрібних ділянках мозку.

Після пригнічення цих нервових ланцюгів старші робочі бджоли переставали виконувати свої звичайні обов'язки й поверталися до догляду за маткою.

"Старші робочі бджоли знову починали доглядати за маткою, що зазвичай роблять лише молоді особини. Коли ж ми не пригнічували ці нервові ланцюги, бджоли демонстрували звичайну вікову поведінку. Таким чином ми змогли контролювати, які саме завдання виконували робочі бджоли", – пояснила провідна авторка дослідження докторка Яна Зайлер.

Що це відкриття означає для науки?

Результати дослідження свідчать, що розподіл праці всередині бджолиної колонії має чітку нейронну основу. Коли активність одних нервових ланцюгів знижується, інші можуть активуватися й запускати зовсім іншу модель поведінки.

На думку авторів роботи, саме взаємодія між різними нейронними мережами визначає, чи доглядатиме бджола матку, будуватиме стільники, охоронятиме вулик або вирушить шукати їжу.

Професор Мартін Бейє зазначає: "Можливість керувати соціальною поведінкою бджіл відкриває нові можливості для дослідження фундаментальних механізмів вродженої поведінкової різноманітності та соціальної співпраці. Відповідь на питання, як бджоли та інші тварини настільки ефективно взаємодіють без жодного плану чи керівника, найімовірніше прихована саме в нервових ланцюгах мозку".

Науковці вважають, що відкриття допоможе краще зрозуміти не лише організацію життя бджіл, а й фундаментальні принципи колективної поведінки інших соціальних тварин.