Secretul din spatele cooperării albinelor. De ce stupul funcționează ca un „superorganism”

Dar cum este acest comportament complex moștenit de-a lungul a generații de albine? Răspunsul constă într-o genă specială, dezvăluită de o echipă de oameni de știință.

Cercetarea a fost condusă de experți de la Universitatea Heinrich Heine Düsseldorf (HHU), împreună cu colegii din Frankfurt/Main, Oxford și Würzburg. Studiul a descoperit bazele genetice ale cooperării dintre albinele.

Genele din spatele comportamentului cooperant al albinelor

Coordonatorul principal al studiului și șeful Institutului de Genetică Evoluționară de la Universitatea Heinrich-Heine, dr. Martin Beye, și echipa sa au făcut această descoperire revoluționară. Cercetarea s-a concentrat pe o genă numită „doublesex” sau „dsx”.

„Repertoriul comportamental al albinelor individuale și funcția lor în colonie nu sunt învățate, mai degrabă moștenite. Până acum nu se știa cum au fost codificate genetic astfel de comportamente complexe”, a spus dr. Beye.

Descoperirea cheie este că gena dsx influențează comportamentul specific albinelor lucrătoare, a remarcat primul autor al studiului, dr. Vivien Sommer.

„Gena programează dacă o albină lucrătoare preia o sarcină în colonie și pentru cât timp. Aceasta include sarcini colective, cum ar fi îngrijirea larvelor sau căutarea hranei și schimburi între ele pe surse de hrană, de exemplu”, a afirmat dr. Sommer.

Editarea genelor la albine

Echipa a folosit tehnica de editare a genelor CRISPR/Cas9 pentru a modifica gena dsx la albinele selectate, atașând un cod QR la albinele manipulate.

Citește pe Antena3.ro

Imagini fără precedent cu suprafața Soarelui, la cea mai înaltă rezoluție de până acum: „Arată în detaliu frumusețea câmpului magnetic”

Camerele din interiorul stupului au monitorizat comportamentul albinelor și, cu ajutorul inteligenței artificiale, secvențele video au fost analizate pentru a determina modelele comportamentale individuale.

„Întrebarea noastră centrală a fost dacă și cum s-au schimbat modelele comportamentale moștenite ca urmare a modificării genelor. Astfel de schimbări trebuie să se reflecte în sistemul nervos al albinelor lucrătoare, unde comportamentul specific este controlat”, a explicat dr. Sommer.

Cercetătorii au introdus o proteină verde fluorescentă (GFP) în secvența dsx pentru a vizualiza circuitele neuronale.

Ei au descoperit că gena dsx joacă un rol crucial în crearea unor căi neuronale specifice în creierul albinei, potrivit cercetătorului doctorat Jana Seiler, care este și co-autor al studiului.

Nou capitol în comportamentul albinelor

„Descoperirile noastre indică un program genetic fundamental care determină circuitele neuronale și comportamentul albinelor lucrătoare”, a precizat dr. Wolfgang Rössler, expert în Departamentul de Fiziologie Comportamentală și Sociobiologie de la Universitatea din Würzburg.

Următoarea provocare este să trecem de la albina individuală la întreaga colonie de albine și să înțelegem modul în care gena influențează „superorganismul”.

„Sperăm să găsim legătura între programarea individuală și comportamentul coordonat al multor indivizi”, a spus Alina Sturm, cercetător doctor la HHU.

Dezvăluirea secretului genetic din spatele comportamentului colectiv al albinelor este mai mult decât o descoperire științifică. Este un tribut adus complexității remarcabile a naturii și capacității sale infinite de surpriză.

Implicații mai largi ale comportamentului albinelor

Descoperirea unei gene care influențează comportamentul albinelor are implicații dincolo de studiul albinelor.

Înțelegerea modului în care o singură genă poate modela dinamica socială complexă ar putea inspira inovații în domenii precum robotica și inteligența artificială.

De exemplu, experții în robotică se uită adesea la natură pentru a obține informații despre construirea unor sisteme mai eficiente și cooperante. Structura de „superorganism” a stupului ar putea servi drept model pentru dezvoltarea roboților autonomi, proiectați să lucreze împreună pentru un obiectiv comun.

În plus, studiul cooperării albinelor oferă perspective valoroase pentru ecologie și conservare.

Albinele joaca un rol esential în polenizare. Identificarea bazelor genetice ale comportamentului lor social ar putea duce la strategii mai bune de susținere a populațiilor de albine pe fondul amenințărilor de mediu.

Prin evidențierea funcționării interioare a stupului, această cercetare adaugă o nouă dimensiune conservării biodiversității și menținerii stabilității ecosistemelor care se bazează în mare măsură pe polenizatori.

Studiul a fost publicat în revista Science Advances, citat de earth.com.