Πώς οι μέλισσες επιλέγουν το επάγγελμα που τους ταιριάζει

Οι μέλισσες είναι από τ’ ασπόνδυλα που μ’ ενδιαφέρουν περισσότερο εξαιτίας της τέλειας κοινωνικής δομής τους. Σ’ αυτό το σχήμα, κάθε κοινωνία τέτοιων εντόμων λειτουργεί ως ένας οργανισμός (υπεροργανισμός), του οποίου τα μέλη βρίσκονται σε πλήρη συνεργασία όπως και τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού. Αυτό έχει επιτευχθεί επειδή τα ομόφυλα μέλη είναι γενετικά όμοια, κι εκτός της βασίλισσας όλα τα θηλυκά είναι στείρα, επομένως δεν υπάρχει ανταγωνισμός μεταξύ τους για την αναπαραγωγή.

bees

Μία τέτοια ιδιότητα που αρχικά εξυπηρετούσε την επιβίωση του είδους, η αυτοσυντήρηση δηλαδή για την εξασφάλιση της διαιώνισης, αφαιρέθηκε απ’ τη φυσική επιλογή εφόσον η κοινότητα έγινε ομοιογενής για την καλύτερη εσωτερική λειτουργία της, όπως θά’ γινε κάποτε και με τους πολυκύτταρους οργανισμούς – οπότε τα κύτταρα έχασαν την «αυτοσυνειδησία» τους και συνεργάστηκαν πλήρως, στο βαθμό κάποτε αυτοθυσίας -, οι οποίοι αρχικά ξεκίνησαν ως αποικίες μονοκύτταρων.

Αυτή η τέλεια κοινωνική δομή δεν παρατηρείται μόνο στις μέλισσες ως γνωστόν, αλλά και σε πολλά άλλα είδη εντόμων της ίδιας τάξης των υμενόπτερων όπως τα μυρμήγκια, αλλά και στους τερμίτες της τάξης των δικτυόπτερων, εκεί όπου ανήκουν και οι κατσαρίδες, όπου εξελίχθηκε εντελώς ανεξάρτητα, οι μέλισσες είναι όμως οι πλέον μελετημένες, το μοντέλο ας πούμε. Εξαιτίας αυτού του χαρακτηριστικού, τα συγκεκριμένα έντομα λέγονται ευκοινωνικά, δηλαδή τέλεια κοινωνικά. Ο άνθρωπος και τα λοιπά είδη με ατομικό συμφέρον δε μπορούν να χαρακτηριστούν ευκοινωνικά, όσο καλή συνεργασία κι αν έχουν.

Ο λόγος για τον οποίον μου κινούν τόσο πολύ το ενδιαφέρον αυτά τα έντομα είναι η εκτέλεση σύνθετων λειτουργιών απ’ αυτά παρά το μικροσκοπικό εγκέφαλό τους. Πώς για παράδειγμα οι μέλισσες μπορούν να δείχνουν σ’ άλλα μέλη της κυψέλης τους την απόσταση της τροφής, ή πώς μπορούν νά’ χουν καταμερισμό εργασίας, αφού όλες τους είναι ίδιες; Για το πρώτο ερώτημα καθώς και για διάφορα παρόμοια, έχω κάνει ένα θέμα στο πρόσφατο παρελθόν για την εξειδικευμένη νοημοσύνη των μελισσών.

Το παρόν άρθρο πραγματεύεται το δεύτερο ερώτημα. Εντελώς κατά τύχη, ψάχνοντας τα νέα της επιστήμης και τεχνολογίας στο in.gr, έπεσα στο άρθρο με τίτλο «Πώς οι μέλισσες επιλέγουν το επάγγελμα που τους ταιριάζει». Λίγο αδόκιμος ο τίτλος, γιατί όπως φαίνεται παρακάτω δεν υπάρχει κάποιο επάγγελμα που ταιριάζει σε καθεμία, αφού γεννιούνται όλες όμοιες, και ούτε το επιλέγουν συνειδητά, αλλ’ είναι αποτέλεσμα ηλικίας ή ανάγκης. Παρακάτω το άρθρο:

Λονδίνο
Όλες οι μέλισσες σε μια κυψέλη γεννιούνται ίδιες, σύντομα όμως η καθεμία αναλαμβάνει ένα συγκεκριμένο επάγγελμα για τη συντήρηση της αποικίας: βρεφοκόμος, τροφοσυλλέκτρια ή βασίλισσα. Η εξειδίκευση αυτή οφείλεται σε «επιγενετικές αλλαγές», δηλαδή σε χημική τροποποίηση του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις, αποκαλύπτει το τελευταίο πείραμα στο Πανεπιστήμιο Τζον Χόπκινς. Δεδομένου ότι επιγενετικές τροποποιήσεις απαντώνται και στο ανθρώπινο DNA, η μελέτη των μελισσών ίσως προσφέρει τελικά νέα στοιχεία για την αντιμετώπιση ασθενειών.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η βασίλισσα της κυψέλης διαφέρει από τις εργάτριες λόγω επιγενετικών αλλαγών, οι οποίες έχουν τη μορφή μεθυλομάδων (-CH3) που συνδέονται σε συγκεκριμένες θέσεις πάνω στο μόριο του DNA.

Στην περίπτωση της βασίλισσας, η μεθυλίωση του DNA είναι μόνιμη και το έντομο δεν μπορεί να αλλάξει ρόλο στην κυψέλη.

beed-build

Τώρα, όμως, οι ερευνητές του Τζον Χόπκινς αναφέρουν ότι οι επιγενετικές αλλαγές που διαχωρίζουν τις τροφούς από τις τροφοσυλλέκτριες μιας κυψέλης αναστρέφονται όταν το απαιτούν οι συνθήκες.

Όλες οι εργάτριες μέλισσες μιας κυψέλης είναι γενετικά πανομοιότυπες και συνήθως ξεκινούν την καριέρα τους ως τροφοί, ταΐζοντας τη βασίλισσα και τις προνύμφες της αποικίας. Όταν όμως αρχίζουν να γερνούν, οι περισσότερες τροφοί αλλάζουν ρόλο και βγαίνουν από την κυψέλη για να γίνουν τροφοσυλλέκτριες.

Αυτή η αλλαγή καριέρας προκαλείται από αναστροφή των επιγενετικών αλλαγών, διαπιστώνει η ομάδα του Δρ Άντριου Φάινμπεργκ.

Οι ερευνητές ξεκίνησαν το πείραμα αφήνοντας θηλυκές μέλισσες της ίδιας ηλικίας να εγκατασταθούν σε μια άδεια κυψέλη. «Όταν οι νεαρές μέλισσες μπαίνουν για πρώτη φορά στην κυψέλη, μοιράζουν αυτόματα τις δουλειές έτσι ώστε να υπάρχει μια σωστή αναλογία τροφών και τροφοσυλλεκτριών» εξηγεί ο Δρ Φάινμπεργκ.

Εξετάζοντας το μοτίβο μεθυλίωσης στους εγκεφάλους 21 τροφών και 21 τροφοσυλλεκτριών, οι ερευνητές εντόπισαν 155 σημεία του γονιδιώματος που παρουσίαζαν διαφορές ανάμεσα στις δύο ομάδες.

Στην επόμενη φάση, οι ερευνητές εξέτασαν το κατά πόσο αυτές οι επιγενετικές αλλαγές ήταν μόνιμες. Για το λόγο αυτό απομάκρυναν τις περισσότερες τροφούς από την αποικία, και παρατήρησαν τότε ότι αρκετές από τις τροφοσυλλέκτριες μετατράπησαν μυστηριωδώς σε τροφούς, προκειμένου να αποκαταστήσουν την ισορροπία της κυψέλης.

Η αλλαγή επαγγέλματος διαπιστώθηκε ότι συνδέεται με αλλαγή των μοτίβων μεθυλίωσης σε 107 από τις 155 θέσεις του γονιδιώματος που είχαν εντοπιστεί στην πρώτη φάση της μελέτης.

Περαιτέρω αναλύσεις αποκάλυψαν ότι οι περισσότερες θέσεις μεθυλίωσης επηρεάζουν την έκφραση (λειτουργία) των λεγόμενων ρυθμιστικών γονιδίων, τα οποία ρυθμίζουν τη δραστηριότητα άλλων γονιδίων.

Όπως τονίζει ο Δρ Φάινμπεργκ, η μεθυλίωση του DNA παίζει καθοριστικό ρόλο για τη λειτουργία της αποικίας: «Οι γενετικές αλληλουχίες χωρίς αυτές τις χημικές ετικέτες είναι σαν δρόμοι χωρίς φανάρια» σχολιάζει.

Επισημαίνει μάλιστα ότι η έρευνά του είναι η πρώτη που αναγνωρίζει το ρόλο της αναστρέψιμης μεθυλίωσης στη συμπεριφορά και τον τρόπο ζωής ενός ζώου.

Δεδομένου ότι τα τελευταία χρόνια ανακαλύπτεται ότι οι επιγενετικές αλλαγές παίζουν ρόλο στη λειτουργία και του ανθρώπινου γονιδιώματος, οι μέλισσες ίσως προσφέρουν στοιχεία για την αντιμετώπιση ασθενειών μέσω της παρέμβασης στα μοτίβα μεθυλίωσης.

Η μελέτη δημοσιεύεται
στην επιθεώρηση Nature Neuroscience.

Newsroom ΔΟΛ

Βλέπουμε εδώ εξελικτική διαδικασία παρόμοια με την εξειδίκευση των κυττάρων στους πολυκύτταρους οργανισμούς, το ίδιο γονιδίωμα δηλαδή να ενεργοποιείται σε κάθε άτομο αλλιώς ώστε να του δώσει τα χαρακτηριστικά και μόνο αυτά που χρειάζεται, για τον τέλειο καταμερισμό της εργασίας. Η επιγενετική  είναι μεγάλος κλάδος της γενετικής που μόλις τις τελευταίες δεκαετίες γνωρίζει σπουδαία ανάπτυξη. Μελετά τις κληρονομήσιμες ιδιότητες των οργανισμών μη προερχόμενες από μετάλλαξη του γενετικού υλικού.

Η μεθυλίωση του dna παρατηρείται συχνά στους ζωντανούς οργανισμούς. Έχει βρεθεί ότι οι μεθυλιωμένες περιοχές αντιγράφονται δυσκολότερα. Άραγε πόσα αποτελέσματα θα μπορούσε να έχει στον άνθρωπο αυτή η γενικευμένη διαδικασία; Το άρθρο αναφέρει πως η γνώση της λειτουργίας αυτής στις μέλισσες ίσως βοηθήσει την έρευνα σε διάφορες γενετικές παθήσεις. Μήπως όμως παρόμοιοι μηχανισμοί επηρεάζουν και φυσιολογικές λειτουργίες, όπως τις αλλαγές της συμπεριφοράς μας σε διάφορες καταστάσεις; Μερικοί επιστήμονες, όπως ο γνωστός ψυχολόγος για τις κάποτε αμφιλεγόμενες έρευνές του Ιάπωνας-Αμερικανός Shatoshi Kanazawa, έχει παρατηρήσει βασικές και σταθερές αλλαγές της ανθρώπινης συμπεριφοράς σε διάφορες καταστάσεις. Θα μπορούσαν τα ευρήματά του ν’ αποτελέσουν στόχο ερευνών για πιθανές επιγενετικές επιρροές για παράδειγμα.

πηγή: Το περιπλανώμενο τουατάρα

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s