Австралийские ученые Университета Сиднея обнаружили, что одна из пород африканских медоносных пчел способна к производству практически идентичных клонов рабочих самок. Это позволяет насекомым избежать вредных последствий девственного размножения. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Способность клонировать себя несет очевидные преимущества, поскольку нет необходимости искать сексуального партнера, а в потомстве не происходит генетического разбавления, то есть из поколения в поколение сохраняется первоначальный геном. Некоторые популяции насекомых развили телитокозный партеногенез, когда самки способны воспроизводить без оплодотворения новых самок. Феномен встречается у некоторых гаплодиплоидных насекомых, у которых самцы развиваются из неоплодотворенных яиц и являются гаплоидными, то есть имеют один набор хромосом, а диплоидные самки появляются с двойным набором хромосом — из оплодотворенных яиц.
При гаплодиплоидии обычно только матка способна нести яйца, из которых появляются женские особи. Рабочие пчелы, также являющиеся самками, в редких случаях (например, в случае гибели матки) могут нести только неоплодотворенные яйца, из которых всегда выходят самцы. Однако у капской медоносной пчелы Apis mellifera capensis благодаря одной единственной мутации рабочие самки могут давать диплоидное потомство, то есть новых рабочих самок, не прибегая к оплодотворению.
Телитокозный партеногенез иногда приводит к потере гетерозиготности (когда в разных копиях одной и той же хромосомы находятся разные варианты одного и того же гена) из-за генетической рекомбинации, приводящей к новой комбинации генов. Гетерозиготность по определенным генам важна для определения пола у пчел. У Apis mellifera capensis рабочие размножаются только телитокально, а матки всегда спариваются и размножаются половым путем. Однако это означает, что рабочие самки должны были снизить частоту рекомбинации, чтобы не производить гомозиготное потомство.
Ученые провели эксперимент, в ходе которого к репродуктивным органам матки приклеивали ленту, не дающую ей спариваться с самцами, поэтому она переходила к партеногенетическому способу размножения. Результаты полногеномного секвенирования ДНК насекомых и микросателлитного генотипирования показали, что у потомства матки произошло примерно в сто раз больше рекомбинаций, чем у потомства рабочих пчел. Кроме того, новые рабочие пчелы оказались почти идентичными клонами своих родителей. Иными словами, некий механизм блокирования рекомбинации присутствовал только у рабочих самок, но не у матки.
Исследователи также обнаружили, что одна из линий рабочих пчел в улье успешно клонировала себя в течение приблизительно 30 лет, и это служит явным признаком того, что рабочие самки у капских пчел не страдают от врожденных дефектов или бесплодия.