Насіннєва рідина засліпила бджолиних цариць

Вчені виявили, що у бджолиних цариць після спарювання з трутнями змінюється робота генів, пов'язаних із зором. Виявилося, що під дією насіннєвої рідини цариці починають гірше реагувати на світло і, як наслідок, насилу потрапляють додому у вулик. Дослідники вважають, що так проявляється конфлікт підлог - самці намагаються перешкодити царицям спаритися з іншими трутнями. Роботу опубліковано в журналі.

Як і багато соціальних комах, бджолині цариці полігамні. Вони спарюються відразу з кількома самцями, щоб створити всередині вулика максимальне генетичне розмаїття. Але на відміну від усіх інших, бджолині цариці проводять кілька раундів спарювання, тобто вилітають з вулика кілька днів поспіль. Раніше вчені вже звертали увагу на те, що після спарювання в мозку цариць змінюється експресія генів, зокрема, пов'язаних з імунною відповіддю і зором. Однак було незрозуміло, що саме викликає ці зміни і як вони впливають на подальше життя цариці.

Хоаніто Ліберті (Joanito Liberti) з Копенгагенського університету та його колеги з Австралії, Данії та США вивчили, як саме спарювання впливає на експресію генів. Вони вводили чотирьом групам цариць повноцінну сперму, насіннєву рідину без сперматозоїдів, фізіологічний розчин або просто імітували спарювання без рідини. Виявилося, що імітація спарювання і солоний розчин сильно відрізняються за дією від сперми і насіннєвої рідини - при цьому починають працювати різні групи генів. А ось повноцінна сперма і насіннєва рідина діяли приблизно однаково: судячи з усього, присутність сперматозоїдів тільки посилювала ефект від білків насіннєвої рідини. При цьому змінювався рівень експресії 1327 генів (це 8,6 відсотків від усіх працюючих генів бджоли), що відповідають за передачу сигналу між клітинами та обмін речовин. Але найсильніше на присутність насіннєвої рідини реагував ген, який пов'язаний з патологіями сітківки у різних тварин, від дрозофіли до людини.

Щоб перевірити, чи дійсно зір цариць погіршується після спарювання, дослідники провели електроретинограму, тобто виміряли активність нейронів сітківки. На другий день після введення сперми або насіннєвої рідини амплітуда нервових імпульсів у відповідь на світловий сигнал впала - бджоли частково осліпли.

Потім вчені забезпечили цариць радіомаячками і випустили їх з вулика, щоб подивитися, як спарювання впливає на їх подальше пересування. Біля входу у вулик встановили датчики, що реагують на дотик. Серед самок, які отримали ін'єкцію фізрозчину, назад у вулик повернулися практично всі. Ті ж, кому ввели сперму або насіннєву рідину, набагато частіше губилися - близько половини з них заблукали і не змогли потрапити додому. Крім того, вони частіше зачіпали датчики на вході у вулик: всередині набагато темніше, ніж зовні, і бджолам було непросто знайти отвір і потрапити в нього.

Феномену засліплення бджолиних цариць після спарювання можна придумати кілька пояснень. Наприклад, автори роботи припустили, що зір може падати в цілях економії ресурсів: нервова система споживає багато енергії, але самці після спарювання потрібно кинути всі ресурси на розмноження. Втім, якби це було правдою, то засліплення траплялося б пізніше: адже для того, щоб організм самки переконався в тому, що запліднення неминуче, сперма повинна дістатися до місця зберігання - сперматеки. Але на це йде більше доби, тому так швидко перерозподілити ресурси організм би не зміг.

Дослідники дотримуються іншої версії розвитку подій - вони вважають, що тут розгортається конфлікт підлог. Самки намагаються максимально урізноманітнити своє потомство, а самці зацікавлені в зворотному. І оскільки цариці вилітають на спарювання кілька днів поспіль, то насіннєва рідина не позбавляє їх репродуктивного успіху в перший же день, але в наступні сильно ускладнює пересування і заважає розгледіти не тільки потенційних статевих партнерів, але і власний вулик.

Але іноді вплив насіннєвої рідини на організм цариці буває і благотворним - наприклад, у ній можуть міститися протигрибкові речовини.