будущее есть!
  • После
  • Конспект
  • Документ недели
  • Бутовский полигон
  • Колонки
  • Pro Science
  • Все рубрики
    После Конспект Документ недели Бутовский полигон Колонки Pro Science Публичные лекции Медленное чтение Кино Афиша
После Конспект Документ недели Бутовский полигон Колонки Pro Science Публичные лекции Медленное чтение Кино Афиша

Конспекты Полит.ру

Смотреть все
Алексей Макаркин — о выборах 1996 года
Апрель 26, 2024
Николай Эппле — о речи Пашиняна по случаю годовщины геноцида армян
Апрель 26, 2024
«Демография упала» — о демографической политике в России
Апрель 26, 2024
Артем Соколов — о технологическом будущем в военных действиях
Апрель 26, 2024
Анатолий Несмиян — о технологическом будущем в военных действиях
Апрель 26, 2024

После

Смотреть все
«После» для майских
Май 7, 2024

Публичные лекции

Смотреть все
Всеволод Емелин в «Клубе»: мои первые книжки
Апрель 29, 2024
Вернуться к публикациям
насекомые этология биология
Март 9, 2017
Pro Science
Руссо Максим

Клоны-налетчики и обоняние

Клоны-налетчики и обоняние
ps_Communication_in_bulldog_ants_Myrmecia_nigriscapa_Sydney_Australia.jpeg.jpeg
Муравьи. Источник: Wikimedia Commons

Новое исследование, проведенное на первых в истории генетически модифицированных муравьях, показало, что социальность муравьев зависит от обоняния. Этот вывод дает ключ к тому, как развилось социальное поведение у этих насекомых.

Получить генетически модифицированных общественных насекомых весьма непросто. Даже если ученые вносят изменения в геном одной особи, яйца таких насекомых, как муравьи, очень чувствительны и невозможно добиться развития потомства без участия рабочих особей, поэтому весьма трудно сделать так, чтобы генетически модифицированное яйцо выжило и достигло стадии взрослого насекомого.

Эволюционный биолог из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке Даниэль Кронауэр (Daniel Kronauer) использовал в своем исследовании муравьев вида Ooceraea biroi. Это небольшие муравьи длиной около двух миллиметров. Родина данного вида Южная и Юго-Восточная Азия, как инвазивный вид он широко распространился в тропической и субтропической зонах мира. Пищу он добывает, нападая на колонии других видов муравьев.

Способ размножения Ooceraea biroi отличается от большинства других муравьев. Обычно у муравьев имеются рабочие особи (бесплодные самки), самцы и самки («царицы»), которые заняты откладкой яиц. У Ooceraea biroi яйца откладывают неоплодотворенные самки. Яйцеклетка проходит стадию мейоза, образуя две гаплоидных клетки. А затем они сливаются, вновь давая полный набор хромосом. В результате появляется потомство генетически почти идентичное своей родительнице. Это отражает английское название насекомого, clonal raider ant, «муравьи клоны-налетчки».

Ooceraea biroi. Фото: April Nobile/AntWeb.org

Поэтому, изменив геном одного такого муравья, гораздо легче получить в достаточном количестве модифицированных особей. К тому же поскольку потомство дают все муравьи колонии, для появления муравьев нового поколения достаточно двух месяцев (время индивидуального развития особи), а не нескольких лет, как у других муравьев.

Но задача ученых все равно была не так уже проста. Чтобы получить нужное число яиц, они должны были обнаружить, что уже отложенные яйца выделяют определенные вещества, которые тормозят развитие следующих яиц. Поэтому, чтобы повысить “яйценоскость” муравьев, их изолировали от отложенных яиц.

Сотрудники лаборатории Кронауэра Уоринг Трайбл (Waring Trible) и Леонора Оливос-Сиснерос (Leonora Olivos-Cisneros) изменили гены подопытных муравьев при помощи технологии CRISPR. Добиться, чтобы из подвергшихся модификации яиц развились взрослые муравьи, тоже было непросто. Понадобилось более десяти тысяч попыток, пока ученые научились извлекать яйца, не повреждая их хрупкую оболочку, модифицировать их ДНК, сохранять и обеспечивать нормальное развитие до вылупления личинки.

Отдельной задачей было добиться, чтобы муравьи начали заботиться о модифицированных личинках, которых подложили в их колонию. После долгих попыток исследователи узнали, что муравьи принимают личинок, если их размещать не поодиночке, а группами по десять штук. Все это было лишь необходимым предварительным этапом для проведения главного исследования.

У модифицированных муравьев был отключен ген orca, который отвечает за синтез белка необходимого для работы обонятельных рецепторов в антеннах муравья. Муравьи известны очень большим числом таких рецепторов (их по меньшей мере 350, тогда как у мухи дрозофилы всего 46), тогда как необонятельных рецепторов у муравьев примерно столько же, сколько у прочих насекомых. Кронауэр и его коллеги предположили, что усиленное развитие обоняние связано с возникновением социальности у муравьев.

Поведение и анатомия нервной системы трансгенных муравьев свидетельствуют в пользу этой гипотезы. Как правило, молодые муравьи проводят первый месяц жизни не покидая гнезда. Муравьи, чьи обонятельные рецепторы частично не функционировали, сразу же начинали выходить из гнезда и бродить вокруг, причем они не следовали по тропам, которые использовали их обычные сородичи. То есть теряли одну из важных для поддержания единства колонии способностей.

К тому же, если обычные муравьи откладывали по шесть яиц каждые две недели, то трансгенные муравьи за это время приносили только одно яйцо. Продолжительность жизнь у них тоже была ниже – всего два – три месяца вместо обычных шести – восьми.

Обычно нервные окончания от каждого типа обонятельных рецепторов соединяются в так называемые обонятельные клубочки (гломерулы). Когда исследователи отключали ген orca у дрозофил, анатомически правильные гломерулы у этих мух все равно возникали. А вот у муравьев с отключенным геном обонятельные клубочки отсутствовали. Подобная картина наблюдается, например, у лабораторных мышей с отключенным геном orca.

Работа ученых опубликована на сайте биологических препринтов bioRxiv.org.

Руссо Максим
читайте также
Pro Science
Эксперименты империи. Адат, шариат и производство знаний в Казахской степи
Май 15, 2024
Pro Science
Раскопки в Телль Ваджеф
Май 15, 2024
ЗАГРУЗИТЬ ЕЩЕ

Бутовский полигон

Смотреть все
Начальник жандармов
Май 6, 2024

Человек дня

Смотреть все
Человек дня: Александр Белявский
Май 6, 2024
Публичные лекции

Лев Рубинштейн в «Клубе»

Pro Science

Мальчики поют для девочек

Колонки

«Год рождения»: обыкновенное чудо

Публичные лекции

Игорь Шумов в «Клубе»: миграция и литература

Pro Science

Инфракрасные полярные сияния на Уране

Страна

«Россия – административно-территориальный монстр» — лекция географа Бориса Родомана

Страна

Сколько субъектов нужно Федерации? Статья Бориса Родомана

Pro Science

Эксперименты империи. Адат, шариат и производство знаний в Казахской степи

О проекте Авторы Биографии
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и средств массовой информации.

© Полит.ру, 1998–2024.

Политика конфиденциальности
Политика в отношении обработки персональных данных ООО «ПОЛИТ.РУ»

В соответствии с подпунктом 2 статьи 3 Федерального закона от 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» ООО «ПОЛИТ.РУ» является оператором, т.е. юридическим лицом, самостоятельно организующим и (или) осуществляющим обработку персональных данных, а также определяющим цели обработки персональных данных, состав персональных данных, подлежащих обработке, действия (операции), совершаемые с персональными данными.

ООО «ПОЛИТ.РУ» осуществляет обработку персональных данных и использование cookie-файлов посетителей сайта https://polit.ru/

Мы обеспечиваем конфиденциальность персональных данных и применяем все необходимые организационные и технические меры по их защите.

Мы осуществляем обработку персональных данных с использованием средств автоматизации и без их использования, выполняя требования к автоматизированной и неавтоматизированной обработке персональных данных, предусмотренные Федеральным законом от 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» и принятыми в соответствии с ним нормативными правовыми актами.

ООО «ПОЛИТ.РУ» не раскрывает третьим лицам и не распространяет персональные данные без согласия субъекта персональных данных (если иное не предусмотрено федеральным законом РФ).