Ukázalo se, že včelí královny vůbec nejsou „stroje na kladení vajíček“, jak se dříve myslelo. Podle vědců funguje v úlu unikátní „systém kontrol a vyvažování“ – dělnice mohou říct královně, kam má naklást samčí vajíčka, ale nejsou schopny kontrolovat jejich počet.
Vědci z Michigan State University v East Lansing vyvrátili široce rozšířenou hypotézu, že královna, která klade vajíčka a je matkou všech včel v úlu, nemá žádný vliv na vzhled jedinců toho či onoho pohlaví a dělnice si hrají v tom rozhodující roli. Tento názor byl zatím hlavní.
Ke kopulaci u včel dochází vždy pouze při hře, tedy poletování královny a trubců kolem úlu. Následně děloha uchovává spermie získané během vícenásobného páření a využívá je postupně po celý život, přičemž klade vajíčka. Včelí samečci neboli trubci se rodí z neoplozených vajíček, takže nedědí druhou sadu genů od svého otce a jsou „půlklony“ královny. Včelí samice se rodí z oplozených vajíček a stávají se dělnicemi. Čistě biologicky tedy pohlaví potomstva závisí na tom, zda královna přidá spermie k vyvíjejícímu se vajíčku nebo ne.
Samotná biologie však k určení pohlavního složení potomstva nestačí: samčí vajíčka mohou být kladena pouze do speciálních buněk plástve.
Až dosud zůstával mezi entomology téměř dogmatem názor, že jsou to dcery královny – jinými slovy včely dělnice –, které řídí pohlavní složení úlu. Dělají to při stavbě plástů. Neoplozená vajíčka musí královna umístit do speciálních buněk, které dělnice postaví větší než průměrné buňky. Podle převládajícího názoru dělnice stavbou určitého počtu velkých buněk kontrolují poměr pohlaví v populaci.
Včely (Apoidea) jsou nadčeleď hmyzu z řádu blanokřídlých. Zahrnuje čeledi kleštíkovitých (Colletidae), krátkosrstých (Andrenidae), pravých včel (Apidae), stříhačů (Megachilidae) a další. Asi 20 tisíc druhů; distribuován všude tam, kde jsou kvetoucí rostliny, se kterými jsou včely úzce spojeny. Jsou známy četné adaptace rostlin na opylení včelami, včetně opylení některými druhy včel (např. adaptace u šalvěje, jetele a dalších na opylení čmeláky).
Délka těla je od 1,5 mm do 5 cm, u většiny druhů 1-1,5 cm, ústní ústrojí olizuje a hlodá, u většiny druhů jsou dolní čelisti a spodní pysk rozšířeny do sosáku. Mnohé včely (s výjimkou kleštíků a parazitických) mají přístroj na sběr pylu: zadní nohy jsou pokryty hustými chlupy (krátkohubé včely), přední segment zadní nohy je zvětšen a přeměněn v košíček (pravda včely), a na spodní straně břicha je hustý štětec chlupů (včely – řezačky listů). Tělo včely je obvykle pokryto hustými chlupy. Zvláště u společenských včel jsou vyvinuty bodací a jedovaté žlázy.
Všechny včely mají vyvinutou péči o své potomky. Samičky včel samotářských a polosociálních staví hnízda s jednou nebo několika buňkami, která jsou naplněna potravou: směsí pylu a nektaru; 1 vejce je položeno na hroudu potravy a buňka je uzavřena. Hnízda se staví v zemi, zejména na sluncem zalitých písčitých skalách, v suchých stoncích rostlin, v chodbách vyhryzaných ze dřeva, v prázdných šnečích ulitách, z cementu a podobně. U včel samotářek samička po snesení vajíček opouští hnízdo a z vajíček se vyvinou samice i samečci.
U polosociálních včel (některé druhy rodu Halictus) zůstane samička až do vzniku první generace, skládající se pouze ze samic, které budují nové buňky, plní je potravou, ale nekladou vajíčka. Klade je stará samice. Po 1-4 generacích neplodných samic naklade stará samice vajíčka, ze kterých se vyvinou plodné samice a samci a sama umírá.
Mezi včelami existuje mnoho druhů, které žijí v rodinách (včely medonosné, řada meliponek, čmeláků), které se skládají z jedné nebo několika plodných samic (královen) a mnoha neplodných samic (dělnic). V hnízdech společenských včel se vytvářejí zásoby medu a udržuje se mikroklima, které je nejvhodnější pro vývoj snůšky.
Parazitické včely kladou vajíčka na potravu připravenou jedinci hostitelského druhu pro své larvy. Někdy parazitické včely (např. čmeláci kukačci) vypadají velmi podobně jako jejich hostitelé (čmeláci).
Ne všichni vědci však věří, že pouze královniny dcery rozhodují o tom, kdo a v jakém množství se narodí. Entomologové z Michigan State University pod vedením Katie Whartonové prokázali, že královna dokáže regulovat i poměr pohlaví mezi svými potomky. Práce vědců byl publikován v listopadovém až prosincovém čísle časopisu Behavioral Ecology.
Aby to vědci dokázali, vybavili úly takovým způsobem, že královny byly v malých klecích. Každá buňka v úlu byla umístěna tak, aby se královna nedostala k velkým buňkám, kam by položila larvy trubců. Současně byl pro královnu nadále volný přístup k buňkám standardní velikosti.
4 dny po začátku experimentu vědci odstranili klec, což umožnilo děloze volně se pohybovat po řadách buněk, mezi nimiž bylo poměrně hodně nevyplněných „prostorů“. Poté, co královna získala volnost pohybu, téměř okamžitě se obrátila na velké buňky a položila třikrát více neoplozených vajíček než obvykle.
Podle vědců se tak královna pokusila obnovit genderovou rovnováhu, která byla narušena zbavením svobody.
“Včelí královna a dělnice spolupracují na sledování demografie úlu.” Zdá se, že ve společenském životě úlu existují kontroly a rovnováhy,“ říká Wharton.
Jak poznamenal entomolog Lars Chittka z Queen Mary University of London Věda Whartonův výzkum, informace, že královna rozhodujícím způsobem ovlivňuje poměr pohlaví v úlu, mění obecné představy o organizaci společenského života v úlu a faktorech ovlivňujících výběr královny.
„Možná si pamatuje, kolik vajíček kterého pohlaví už snesla, nebo cítí, kolik spermií použila, nebo možná existuje nějaký druh chemického signalizačního systému, na který je královna citlivá a který jí umožňuje určit, kolik trubců tam je. bude.“ v jejím potomstvu,“ říká Chittka.
Vědci na tyto otázky zatím nemají odpovědi, dodává.
Přihlaste se k odběru Gazeta.Ru na Zen a Telegram.
Chcete-li nahlásit chybu, zvýrazněte text a stiskněte Ctrl + Enter
Ve včelách samotářkách Ceratina nigrolabiata potomky vychovávají oba rodiče. Jak je uvedeno v Sborník Národní akademie věd, u bezobratlých je taková péče poměrně vzácná. „Povinný“ samec je přitom otcem v průměru jen 10 procent larev v hnízdě – pomáhají především s výchovou cizích potomků.
Pokud nějaký druh žije v obtížných podmínkách (například s neustálým nedostatkem zdrojů), pak může být pro jednoho z rodičů obtížné vychovat své potomky a zajistit jejich přežití sám. V procesu evoluce se pak může objevit společná péče o potomstvo: mláďata vychovávají oba rodiče, nebo jednomu z rodičů pomáhají další členové komunity. U mnoha druhů ptáků, některých savců, ryb nebo obojživelníků vychovávají potomky oba rodiče. Ale u bezobratlých je společná péče o potomstvo vzácná. U blanokřídlých je toto chování typické pro několik druhů písečných vos z rodu Trypoxylon – jejich matka chodí pro jídlo a otec hlídá hnízdo a pomáhá s jeho stavbou.
Entomologové a botanici z Univerzity Karlovy v čele s Jakubem Strakou popsali další druh blanokřídlých, u kterých se oba rodiče starají o své potomky: včely Ceratina nigrolabiata. Ceratiny hnízdí ve větvích rostlin s měkkým jádrem. V zásadě tento hmyz žije v párech, ale u některých druhů několik samic uspořádává kolektivní hnízda a v druhu Ceratina australensis Existují populace osamělých i sociálních jedinců, kteří žijí v koloniích.
Vědci provedli sérii pozorování v letech 2013–2016 v Národním parku Podije na jihu České republiky. Sledovali, jak samice stavěly hnízda, jak se rodiče starali o své potomky a jak se chovali, když byl z hnízda odstraněn samec nebo samice. Celkem prozkoumali 460 hnízd C. nigrolabiata. Vědci také určili genotyp a otcovství 3547 XNUMX jedinců.
Ve většině hnízd (88 procent) vědci našli páry samec-samice. Ve zbývajících byly různé kombinace: pouze samec, pouze samice, jedna samice a několik samců, nebo hnízda zcela bez dospělých jedinců. Stejně jako písečné vosy, ceratinští rodiče sdíleli povinnosti. Matka šla pro jídlo a otec zůstal hlídat hnízdo. Samici pouštěl dovnitř a ven z hnízda, ale chránil ji před mravenci, přirozenými nepřáteli ceratinů, které autoři studie umístili do blízkosti hnízd.
C. nigrolabiata O své potomky se starají přibližně 42 dní. Jak vědci zjistili, v hnízdě neustále žila pouze samice a samci se ve většině případů měnili, v průměru jednou za 7,7 dne. Tentýž samec zůstal v hnízdě po celou dobu trvání pouze ve 12 procentech případů. Pokud by vědci vzali z hnízda samce, do čtyř dnů by se na jeho místě objevil další. V době nepřítomnosti samce samice opouštěla potomstvo méně často, pravděpodobně plnila roli živitele i ochránce. Pokud byla z hnízd odebrána samice, pak v nich druhý den zůstalo jen 38 procent samců, ale v blízkosti hnízd se častěji objevovali mravenci (P = 0.018) nebo jiné samice (P < 0.001) a hnízdo si uzurpovali.
Autoři také zjistili, že samci vychovávali své potomky pouze v 10 procentech případů. V průměru bylo v hnízdě 6,6 larvy a samec, který hnízdo hlídal, byl otcem 0,64 z nich. Samice se pářily s 1–8 samci za sezónu a v jednom hnízdě odchovaly „krokové“ potomky od několika otců. Larvy od jediného samce byly nalezeny pouze ve 13 procentech hnízd.
Vědci si všimli, že samice jiných ceratinových druhů, C.chalybea и C.cyanea páří se s několika samci a vychovávají jejich potomky v jednom hnízdě. V tomto případě se o potomka stará pouze matka. Vědci proto došli k závěru, že páření s několika samci se objevilo v procesu evoluce keratinu dříve než společná péče obou rodičů o potomstvo.
Entomologové nedávno popsali včely z jediné kolonie, která měla dva nebo tři otce a jednu matku. A dva jedinci neměli vůbec žádnou matku, jen dva otce.
Jekatěrina Rusáková
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.
Antiestrogenní léky pomáhají v boji proti estrogen-negativní rakovině
Díky lékům již hormony nezasahují do schopnosti imunitního systému bojovat s nádorem.
Japonští vědci popsali mechanismus, kterým léky blokující estrogen potlačují rozvoj nádorů, které nemají alfa estrogenové receptory. Analýza dat od pacientek s triple-negativním karcinomem prsu a experimenty na myších ukázaly, že antiestrogenní léky snižují imunosupresivní účinek estrogenů proti protinádorovým cytotoxickým lymfocytům. Použití antiestrogenových léků u myší s nádory, které nebyly citlivé na estrogen, pomohlo zpomalit růst nádoru. Studie byla publikována v British Journal of Cancer. Estrogeny se nazývají ženské pohlavní hormony, ale ovlivňují nejen zrání a fungování ženského reprodukčního systému, ale také téměř všechny orgány a systémy mužského a ženského těla, včetně mozku, epitelu, kostní tkáně a imunitního systému. V epiteliálních buňkách mléčných žláz a ženského reprodukčního systému jsou alfa receptory pro estrogen, které regulují růst a diferenciaci v různých fázích menstruačního cyklu. Stejné receptory jsou přítomny v mnoha nádorových buňkách: přibližně tři čtvrtiny karcinomů prsu exprimují alfa receptory a blokáda receptorů a blokáda produkce estrogenu jsou základem léčby pacientů (a pacientů). Během posledních 30 let se objevila pozorování, že nádory prsu, které neexprimují alfa receptory, někdy také reagují na léčbu antiestrogenovými léky, ale mechanismus tohoto jevu zůstává nejasný. Imunologové a bioinformatici z Hokkaidské univerzity pod vedením Ken-ichiro Seina popsali mechanismus účinku antiestrogenních léků na nádory postrádající alfa receptory. Nejprve vycházeli z datového souboru TCGA, který obsahoval informace o transkriptomu triple-negativního karcinomu prsu u 171 pacientek. Vědci zjistili, že čím vyšší je aktivita genu HSD17B1 v nádoru (gen kóduje enzym, který přeměňuje nízkoaktivní hormon estron na aktivní hormon estradiol), tím méně cytotoxických T-lymfocytů je v nádorových hmotách (r = − 0,299, p = 0,00006). U pacientů s vysokou expresí enzymu bylo onemocnění agresivnější. Vědci modelovali na myších, jak vysoké hladiny estrogenu ovlivňují protinádorovou imunitu. Samice myší vstříkli nádorové buňky ze dvou linií, které postrádají alfa estrogenové receptory (myší triple-negativní rakovina prsu a myší kolorektální rakovina). Vědci před injekcí buněk odebrali polovině zvířat vaječníky. U těchto myší byly hladiny estrogenu nižší než v kontrolní skupině, ale přežití bylo lepší a nádory rostly pomaleji. Pokud byly myším s nádory a normálně fungujícími vaječníky injikovány léky, které potlačují tvorbu estrogenu (anastrozol) nebo blokují alfa receptory (tamoxifen, fulvestrant), pak se počet cytotoxických lymfocytů v nádoru zvýšil a účinek nebyl spojen s další hormonální receptory, které se často nacházejí u triple negativní rakoviny. Lymfocyty infiltrující nádor se vlivem léků zaktivizovaly: v nádoru se zvýšila hladina interferonu gama a cytotoxických molekul produkovaných aktivovanými lymfocyty. Když se vědci pokusili léčit myši s triple-negativním karcinomem prsu kombinací chemoterapie a fulvestrantu, přidání antiestrogenové terapie snížilo rychlost progrese nádoru 2,5-5krát. Pokusy na buněčné kultuře ukázaly, že aktivace estrogenových receptorů na lymfocytech snižuje jejich protinádorovou aktivitu – potlačuje produkci interleukinu typu 2 buňkami a aktivitu signální dráhy JAK-STAT (o tom, jak souvisí se zánětem jsme hovořili na příkladu svalová tkáň). Práce vědců z univerzity Hokkaido ukazuje, že pokud dlouho známý lék nemá cíl v nádorových buňkách, neznamená to, že lék nebude účinný. Pleiotropní účinky antihormonálních léků mohou být užitečné v imuno-onkologii, ale je předčasné říci, že je konečně rozluštěna souvislost mezi estrogeny a protinádorovou imunitou (v některých případech zřejmě funguje opačným směrem). Některá antiestrogenní léčiva jsou však již specificky studována v léčbě estrogen-negativních nádorů. V onkologii je mnoho příkladů, kdy lékařům prospívá lék, který by na první pohled neměl fungovat. Jedním z nejvýraznějších příkladů je thalidomid, u kterého se v poslední době zjistilo, že má stále více pozitivních účinků.
