Πώς οι μέλισσες αποφασίζουν τι πρέπει να είναι:Οι ερευνητές συνδέουν τα αναστρέψιμα «επιγενετικά» σημάδια συμπεριφοράς συμπεριφοράς
Στην κυψέλη, τα άτομα μελισσών εξειδικευμένων ρόλων σε μια εξαιρετικά οργανωμένη κοινωνία. Οι μέλισσες μπορούν να αναλάβουν διαφορετικά καθήκοντα, όπως η διατροφή για φαγητό, η φροντίδα των νέων ή η υπεράσπιση της κυψέλης, ανάλογα με την ηλικία τους και τις ανάγκες της αποικίας. Αυτή η ποικιλομορφία της συμπεριφοράς παίζει κρίσιμη για τη διατήρηση της αποτελεσματικής λειτουργίας της κυψέλης.
Οι τροποποιήσεις της επιγενετικής, οι οποίες είναι χημικές μεταβολές στο DNA που επηρεάζουν την έκφραση γονιδίων χωρίς να μεταβάλλονται η αλληλουχία DNA, έχουν αναδειχθεί ως δυνητικοί μηχανισμοί για τη ρύθμιση της συμπεριφοράς. Ωστόσο, ο συγκεκριμένος ρόλος των επιγενετικών σημείων στην κοινωνική συμπεριφορά παρέμεινε ελάχιστα κατανοητός.
Για την αντιμετώπιση αυτού του χάσματος, οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Dr. Margaret Couvillon και τον Dr. Gro V Amdam, εξέτασαν τους εγκεφαλικούς ιστούς από τις μέλισσες που εκτελούν ξεχωριστούς καθηγητές και νοσηλευτές και ανέλυσαν το επιγενετικό τους τοπίο.
Η ομάδα επικεντρώθηκε σε έναν συγκεκριμένο τύπο επιγενετικού σημείου γνωστού ως μεθυλίωση DNA, ο οποίος περιλαμβάνει χημικές τροποποιήσεις στο μόριο DNA. Η μεθυλίωση του DNA μπορεί να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει το γονίδιο, επηρεάζοντας την γονιδιακή έκφραση και την κυτταρική λειτουργία.
Εντυπωσιακά, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα της μεθυλίωσης του DNA σε ορισμένους γονιδιακούς υποκινητές ήταν σημαντικά διαφορετικά σε κτηνοτρόφους και νοσηλευτές. Αυτά τα διαφορετικά πρότυπα μεθυλίωσης έδειξαν ότι η γονιδιακή έκφραση ρυθμίστηκε με τρόπο ειδικό για την εργασία.
Περαιτέρω έρευνα αποκάλυψε ότι αυτές οι επιγενετικές αλλαγές δεν ήταν μόνιμες αλλά μάλλον αναστρέψιμες. Όταν οι νοσηλευτές προκλήθηκαν πειραματικά για να γίνουν κτηνοτρόφοι, τα πρότυπα μεθυλίωσης τους μετατοπίστηκαν ώστε να ταιριάζουν με εκείνα των κτηνοτρόφων. Αντίθετα, όταν οι κτηνοτρόφοι έγιναν για να υιοθετήσουν τους νοσηλευτικούς ρόλους, τα προφίλ μεθυλίωσης τους μεταμορφώθηκαν σε ομοιότητα εκείνων της νοσοκόμας.
Τα ευρήματα υποδηλώνουν έντονα ότι η αναστρέψιμη μεθυλίωση του DNA εμπλέκεται στη ρύθμιση των μεταβάσεων συμπεριφοράς, καθώς τα άτομα μετατοπίζονται από το ένα έργο στην άλλη στην αποικία των μελισσών.
Οι ερευνητές έπεσαν βαθύτερα στους μηχανισμούς που διέπουν αυτές τις επιγενετικές τροποποιήσεις και ανακάλυψαν ότι οι περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με τη γνώση έδειξαν ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα του ενζύμου που είναι υπεύθυνο για τη μεθυλίωση του DNA.
Αυτό το εύρημα υπογράμμισε τον σημαντικό ρόλο του εγκεφάλου στον έλεγχο της επιγενετικής ρύθμισης της συμπεριφοράς.
Συνολικά, η μελέτη όχι μόνο αποκάλυψε τη μοριακή σχέση μεταξύ επιγενετικών σημείων και συμπεριφορικών προτύπων στις κοινωνικές μέλισσες, αλλά επίσης υπαινίσσεται σε πιθανές οδούς που οι περιβαλλοντικές ενδείξεις και η κοινωνική αλληλεπίδραση θα μπορούσαν να προκαλέσουν επιγενετικές αλλαγές.
Αυτή η έρευνα επεκτείνει την κατανόησή μας για τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν τις κοινωνικές συμπεριφορές στις μέλισσες και ενδεχομένως σε άλλα κοινωνικά έντομα. Το επιγενετικό μπορεί να προσφέρει μια νέα οδό για έρευνα σε εξελικτικούς βιολόγους, ψυχολόγους και νευροεπιστήμονες που μελετούν τα σύνθετα συμπεριφορικά πρότυπα που παρατηρούνται σε ολόκληρο το ζωικό βασίλειο.
