Bien que de nombreux animaux ne présentent pas de tendances altruistes par nature, une étude récente menée par l’Université d’État de Pennsylvanie a révélé que les abeilles domestiques constituent une exception importante.
De plus, les experts ont révélé un fascinant concours évolutif de génétique qui détermine de quel parent ils héritent de ce trait.
Gènes hérités
Dans leur recherche, publiée dans la revue Écologie moléculairel’équipe a approfondi les origines génétiques du comportement de « suite » observé chez les abeilles ouvrières.
« Les gens pensent souvent que différents phénotypes sont le résultat de différences dans les séquences génétiques ou dans l’environnement », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Sean Bresnahan, doctorant en biosciences moléculaires, cellulaires et intégratives à Penn State.
« Mais ce que montre cette étude, c’est qu’il ne s’agit pas seulement de différences dans le gène lui-même : il s’agit également du parent dont le gène est hérité. De par la nature même de l’insecte qui reçoit le gène de sa mère, quelle que soit la séquence du gène, il se comportera probablement différemment de la copie du gène du père.
Comportement altruiste
Lorsqu’elles rencontrent la phéromone de la reine des abeilles, ces ouvrières éteignent leurs propres capacités de reproduction. Ils propagent également la phéromone parmi leurs collègues et prennent ardemment soin de la reine et de sa couvée ultérieure.
Ce comportement, de nature altruiste, assure le succès reproducteur optimal de la reine, tandis que l’abeille ouvrière reste sans progéniture. Compte tenu de la structure de la ruche, la reine est généralement la matriarche de la plupart, sinon de la totalité, des abeilles.
Les chercheurs ont découvert que les ouvrières héritent de gènes qui augmentent leur sensibilité à cette phéromone des deux lignées parentales. Cependant, ce n’est que lorsque ces gènes proviennent de la mère qu’ils conduisent à un comportement altruiste.
Contrôle génétique
« Les abeilles domestiques sont l’une des rares espèces animales à afficher un comportement altruiste, dans lequel certains individus abandonnent leur propre reproduction pour aider les autres », a déclaré l’auteur principal Christina Grozinger, professeur d’entomologie à Penn State.
« Cette étude révèle une forme très subtile et inattendue de contrôle génétique de ces comportements. Avec notre système, nous constatons que les gènes de la mère – la reine – soutiennent un comportement altruiste chez sa progéniture, ce qui conduit à davantage de copies de ses gènes dans la population.
« Au lieu de produire leurs propres œufs, les abeilles ouvrières assurent la reproduction de la reine. Cela complète nos études précédentes, qui ont montré que les gènes des pères soutiennent un comportement égoïste chez les abeilles ouvrières, où les abeilles cesseront d’aider leur reine mère et se concentreront sur leur propre reproduction.
Stratégie de reproduction
Fait intéressant, la reine s’accouple avec de nombreux mâles. Il en résulte que les abeilles ouvrières ont la même mère mais des pères différents.
Breshnahan a mis en lumière les implications de cette stratégie de reproduction unique : « C’est pourquoi la théorie de la parenté des conflits intragénomiques prédit que les gènes hérités de la mère soutiendront un comportement altruiste chez les abeilles. »
« Une abeille ouvrière gagne plus à aider, plutôt qu’à rivaliser, sa mère et ses sœurs – qui portent plus de copies des gènes de l’ouvrière qu’elle ne pourrait jamais en reproduire seule. En revanche, chez les espèces où la femelle ne s’accouple qu’une seule fois, ce sont plutôt les gènes du père qui sont censés soutenir un comportement altruiste.
Croisement
L’étude a nécessité le croisement de six lignées distinctes d’abeilles mellifères. Selon Bresnahan, cela est plus facile avec les mammifères ou les plantes, mais particulièrement difficile avec les insectes.
Après s’être assurés du succès du croisement et avoir surveillé la maturité de la progéniture, les scientifiques ont évalué la réaction de ces abeilles ouvrières à la phéromone de la reine.
Séquençage de l’ARN
« Enfin, nous avons utilisé le séquençage de l’ARN pour examiner l’expression des gènes à l’échelle du génome chez les travailleurs, mais surtout, nous avons également séquencé les génomes des parents de ces croisements », a déclaré Bresnahan.
« Ainsi, nous pourrions développer des génomes personnalisés pour les parents, puis cartographier l’expression génétique des travailleurs sur chaque parent et découvrir quelle copie parentale de ce gène est exprimée. »
Implications de l’étude
Leur analyse, qui combinait des techniques traditionnelles et un apprentissage automatique de pointe, a fourni une perspective unique sur les batailles génomiques en cours, en les aidant à identifier et à cartographier les gènes affectés par ce conflit intragénomique.
« Observer les conflits intragénomiques est très difficile, et il existe donc très peu d’études examinant le rôle qu’ils jouent dans la création de variations de comportement et d’autres traits », a déclaré Grozinger, soulignant les recherches antérieures des experts qui ont révélé l’activation et l’agressivité des ovaires chez les ouvrières. qui signifient tous deux un comportement égoïste.
« Le fait qu’il s’agisse du troisième comportement pour lequel nous avons trouvé des preuves que les conflits intragénomiques contribuent à la variation chez les abeilles mellifères suggère que les conflits intragénomiques pourraient façonner de nombreux types de traits chez les abeilles et d’autres espèces. Espérons que nos recherches fourniront un cadre et une inspiration à d’autres scientifiques pour examiner les conflits intragénomiques chez leurs espèces végétales et animales », a-t-elle conclu.
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