نظام الاستجابة الحسية للسلوك الاجتماعي مرتبطة بسمات الإنجاب الأنثويةSensory Response System of Social Behavior Tied to Female Reproductive Traits

نظام الاستجابة الحسية للسلوك الاجتماعي مرتبطة بسمات الإنجاب الأنثوية

Sensory Response System of Social Behavior Tied to
Female Reproductive Traits
Jennifer M. Tsuruda , Gro V. AmSensory Response System of Social Behavior Tied todam, Robert E. Page Jr.

الخلفية العلمية: عسل النحل عرض مجموعة معقدة من الصفات التشريحية، الفسيولوجية، والسلوكية التي ترتبط مع تخزين المستعمرات من فائض حبوب اللقاح (اكتناز حبوب اللقاح). نحن نفترض أن ارتباط هذه الصفات هو نتيجة لبليكوتروبي في شبكة إشارة الجينات التي تم اختيارها من قبل الانتقاء الطبيعي للعمل في تقسيم العمال من العمل والتخصص عن الطعام. من خلال العمل على شبكة الجينات، واختيار يمكن أن يغير مجموعة من الصفات، بما في ذلك التحفيز / الاستجابة والعلاقات التي تؤثر على السلوك الفردي الفردي وتغيير سمة مستوى المستعمرة من اكتناز حبوب اللقاح. “اكتناز حبوب اللقاح متلازمة “نحل العسل هو أفضل متلازمة موثقة من التنظيم الاجتماعي الحشرات. ويمكن أن يكون مثالا على أنه رابط بين التشريح التناسلي (حجم المبيض)، علم وظائف الأعضاء (مستوى بروتين الصفار)، والسلوك العلف في سلالات النحل العسل
تم اختيارها من أجل اكتناز حبوب اللقاح، وهي سمة مستعمرة. وأدت هذه المتلازمة إلى وضع خطة الأرض المؤنث الفرضية (رغف)، التي تقترح أن الرقابة التنظيمية من بداية العلف وتفضيل العلف نحو الرحيق أو
تم اشتقاق حبوب اللقاح من شبكة التشوير الإنجابية. وقد واجه هذا الرأي تحديا مؤخرا. ولحل الخلاف،
نحن اختبار الارتباطات بين علم التشريح الإنجابية، علم وظائف الأعضاء، والعلاقات التحفيز / الاستجابة من السلوك البرية من نوع نحل العسل.
المنهجية / النتائج الرئيسية: المركزية للعلاقات التحفيز / الاستجابة من العسل النحل السلوك العلف وحبوب اللقاح اكتناز هو سمة سلوكية من الحساسية الحسية للسكروز (سكر مهم في الرحيق). لاختبار ارتباط
والصفات الإنجابية ونظم الاستجابة الحسية للسلوك الاجتماعي، وقاسنا استجابة السكروز مع
(بير) فحص ومقياس حجم المبيض و فيتلوجينين (صفار صفائف) التعبير الجيني في 6-7-
النحل القديم من خلال عد أوفاريوليز (خيوط المبيض) وباستخدام سيميكانتيتاتيف الوقت الحقيقي رت-ير. وتبين لنا أن النحل
مع المبيضين أكبر (أكثر أوفاريوليز) وتتميز مستويات أعلى من فيتلوجينين التعبير مرنا وأكثر من ذلك
استجابة لحلول السكروز، سمة التي هي مركزية لتقسيم العمل والتخصص العلف.
الاستنتاجات / الأهمية: نتائجنا تثبت أن في النحل البري نوع العسل، وحجم المبيض و فيتلوجينين مرنا مستوى المبيض مع نظام الاستجابة الحسية السكروز، عنصرا هاما من السلوك العلف. هذه النتيجة تحقق من الصلات بين علم وظائف الأعضاء التناسلية والجمعيات سمة السلوكية لمتلازمة اكتناز حبوب اللقاح من نحل العسل، ويدعم المؤمن-رغف. بياناتنا تعالج نقاش تطوري الحالي، وتمثل أول دليل مباشر
الروابط بين علم التشريح الإنجابية، علم وظائف الأعضاء، وأنظمة الاستجابة السلوكية التي هي محور السيطرة على السلوك الاجتماعي المعقد في الحشرات.

Abstract
Background: Honey bees display a complex set of anatomical, physiological, and behavioral traits that correlate with the
colony storage of surplus pollen (pollen hoarding). We hypothesize that the association of these traits is a result of
pleiotropy in a gene signaling network that was co-opted by natural selection to function in worker division of labor and
foraging specialization. By acting on the gene network, selection can change a suite of traits, including stimulus/response
relationships that affect individual foraging behavior and alter the colony level trait of pollen hoarding. The ‘pollen-hoarding
syndrome’ of honey bees is the best documented syndrome of insect social organization. It can be exemplified as a link
between reproductive anatomy (ovary size), physiology (yolk protein level), and foraging behavior in honey bee strains
selected for pollen hoarding, a colony level trait. The syndrome gave rise to the forager-Reproductive Ground Plan
Hypothesis (RGPH), which proposes that the regulatory control of foraging onset and foraging preference toward nectar or
pollen was derived from a reproductive signaling network. This view was recently challenged. To resolve the controversy,
we tested the associations between reproductive anatomy, physiology, and stimulus/response relationships of behavior in
wild-type honey bees.
Methodology/Principal Findings: Central to the stimulus/response relationships of honey bee foraging behavior and pollen
hoarding is the behavioral trait of sensory sensitivity to sucrose (an important sugar in nectar). To test the linkage of
reproductive traits and sensory response systems of social behavior, we measured sucrose responsiveness with the
proboscis extension response (PER) assay and quantified ovary size and vitellogenin (yolk precursor) gene expression in 6–7-
day-old bees by counting ovarioles (ovary filaments) and by using semiquantitative real time RT-PCR. We show that bees
with larger ovaries (more ovarioles) are characterized by higher levels of vitellogenin mRNA expression and are more
responsive to sucrose solutions, a trait that is central to division of labor and foraging specialization.
Conclusions/Significance: Our results establish that in wild-type honey bees, ovary size and vitellogenin mRNA level covary
with the sucrose sensory response system, an important component of foraging behavior. This finding validates links
between reproductive physiology and behavioral-trait associations of the pollen-hoarding syndrome of honey bees, and
supports the forager-RGPH. Our data address a current evolutionary debate, and represent the first direct demonstration of
the links between reproductive anatomy, physiology, and behavioral response systems that are central to the control of
complex social behavior in insects.