Was Wir Lernen Können, Uns selbst aus dem Genom der Honigbiene

honeybee

Eine Weile zurück, der Zeitschrift Nature veröffentlicht einen sehr interessanten Artikel über Honigbienen mit dem Titel „Einblicke in die Sozialen Insekten aus dem Genom der Honigbiene Apis mellifera.“ Der Artikel ist das Produkt einer bemerkenswerten Zusammenarbeit von 90 Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt, mit Hunderten von Wissenschaftlern. Warum sollten so viele Wissenschaftler kümmern sich genug widmen einen bedeutenden Teil seiner Karriere in diesem Unternehmen? Und warum sollten wir uns sorgen über das, was Sie gelernt haben? Es ist, weil wir können eine Menge lernen über uns selbst aus dem Genom der Honigbiene.

Erste, ein wenig über Honigbienen

Die Honigbiene fasziniert seit jeher die Menschen. Die alten ägypter hielten es (und der Mistkäfer) als Gottheiten. Offenbar, dies war wegen Ihrer Industrie und scheinbare Intelligenz.

Die biblischen Israeliten geehrt, einige Ihrer Töchter mit dem Namen Dvora“, das bedeutet „Biene“. Der name ist immer noch üblich, im heutigen Israel. In Englisch-sprachigen Ländern, die Biene name wurde geändert, Debora.

Genau wie die Alten, die Mormonen eingebaut, die Biene in Ihr Glaubenssystem. Für Sie, die Biene ist ein symbol der Industrie, Ausdauer und Intelligenz. Und, im Allgemeinen Sprachgebrauch sagen wir, dass hart arbeitende Menschen sind „fleißig wie die Bienen.“ Und so immer und immer wieder, wir finden, dass die Menschen Wesen sind fasziniert und bewundern Sie die Industrie der Bienen.

Biene Wissenschaft

Wenn ich in der Schule war, ich erinnere mich lebhaft an das Lesen über Karl von Frischs Arbeit, die Entschlüsselung der Sprache der Bienen-Tanz. Durch eine „waggle dance“, Sie teilen einander die Position, die Richtung und Entfernung von Nahrungsquellen. Sie selbst maximieren die Effizienz der pollen-und Nektar-Sammlung durch zwei andere Arten von Tänzen:

  • ein „schütteln Tanz“ zu rekrutieren Sammler
  • und ein „zittern dance“ Entwurf “ mehr Bienen zu behandeln, das Essen im Bienenkorb.

Prof E. O. Wilson von der Harvard University, ein bedeutender Biologe und der „Vater“ der Bereich der Soziobiologie, zitiert Karl von Frisch in seinem Kommentar auf der Nature-Artikel:

“Das Leben der Bienen ist wie ein Zauber gut. Je mehr Sie zeichnen, desto mehr gibt es zu zeichnen.“

Das Genom der Honigbiene

Es gibt viele Aspekte des Honigbienen-Genoms arbeiten, die von rein wissenschaftlichem Interesse. Eine davon ist, die Gemeinsamkeiten und Unterschiede des Honigbienen-Genoms im Vergleich mit dem Genom der Fruchtfliege (Drosophila) und der malaria übertragenden Mücke (Anopheles). Ein anderer ist die Biene Ursprung in Afrika.

Aber mehrere Aspekte sind von großem Interesse für uns nicht-Experten. Nehmen wir beispielsweise die Beziehung zwischen Energiestoffwechsel und Langlebigkeit. Es ist bekannt, dass das Hormon insulin und ein weiteres protein namens insulin-like growth factor (IGF-1) binden an den gleichen rezeptor auf der Zelle Oberfläche – der insulin-rezeptor (IR).

Sobald eines dieser Moleküle bindet an den rezeptor, eine ganze Kaskade von Signalen, die propagiert wird, die über spezifische Wege, um die DNA in den Zellkern. Einige Gene aktiviert werden, und einige werden zum schweigen gebracht, aber der gemeinsame Nenner für alle von Ihnen ist, dass Sie an der regulation der wichtigsten Funktionen unseres Lebens, wie:

  • Energie-Stoffwechsel
  • Fruchtbarkeit
  • Altern

Dies sind nur ein paar der vielen wichtigen biologischen Prozessen reguliert durch insulin, IGF und insulin-rezeptor.

Energiehaushalt, Fortpflanzung und Lebensdauer

Warum ist dies so wichtig zu verstehen? Es ist, weil wir jetzt verstehen, den code, der uns erlaubt, zu entschlüsseln, die Beziehung zwischen Nahrungsaufnahme und Alterung. Wir haben für eine lange Zeit bekannt, dass Adipositas ist verbunden mit einer Verkürzung der Lebensdauer. Es ist auch bekannt, dass je höher die reproduktionsfähigkeit einer Art, desto kürzer ist seine Lebensdauer.

Aber diese Beziehungen werden umgedreht, wenn es darum geht, bestimmte Bienen. Königin-Bienen sind Schweine. Sind Sie ständig verwöhnt und gespeist von spezialisierten Arbeitsbienen. Die Arbeiter-Bienen stellen Sie sicher, dass die Bienenkönigin viel isst und nicht ausüben zu viel. Auf diese Weise kann Sie widmen all Ihre Energien auf eine einzige Aufgabe: Eier. Und dies tut Sie außerordentlich, in der Regel legen über 1500 Eier pro Tag!

Doch trotz der gefräßigen lebensstil der Königin, Sie hat eine Lebensdauer von 1-2 Jahren. Das ist schon bemerkenswert, wenn im Vergleich zu Arbeiter-Bienen, deren Lebensdauer ist nur 1-2 Monate. Wenn wir davon ausgehen, dass Menschen haben eine mittlere Lebensdauer von etwa 80 Jahren, die Königin Bienen längere Lebensdauer gleichwertig wäre einige von uns Leben 800 Jahre. Methusalem inkarnieren!

Also, wie der Königin der Bienen zu verwalten, um wieder umwerfen das scheinbar eiserne Beziehungen zwischen der Energiebilanz, der reproduktiven Kapazität und Lebensdauer? Wenn wir verstehen könnten diese genetischen tricks, die es ermöglichen, diese zu auftreten, es könnte direkte Auswirkungen auf die menschliche Energiestoffwechsel und Langlebigkeit. Vielleicht, wenn wir herausfinden könnten, wie Sie zu manipulieren menschliche Gene in der gleichen Weise wie die Bienenkönigin, wir könnten endlich in der Lage, unseren Kuchen und Essen es auch – und immer noch genießen Sie ein langes Leben.

Das eigentümliche Wesen der Honigbiene Gesellschaft

Es ist ein weiterer Aspekt, um die Biene-Genom, das ist ein bisschen düster, aber absolut faszinierend. Biene Gesellschaft ist hoch organisiert in einem Kastensystem. Die Königin ist an der Spitze (Hail to the Queen!).

Die männlichen Bienen, Drohnen genannt, sind die nächsten in der Reihe. Ihre einzige Funktion ist die Befruchtung der Königin. Nach der Erfüllung Ihrer Pflicht, Sie werden getötet oder sterben an Ihren eigenen. Am unteren Ende der Kastensystem sind die Arbeitsbienen. Sie sind sterile Weibchen, teilen Sie untereinander alle Aufgaben, die für die Aufrechterhaltung der Struktur.

Wie ist diese erstaunliche Leistung der sozialen Kontrolle der Bienenstöcke zu erreichen? Es stellt sich heraus, dass es ist chemisch gesteuert. Zuerst von allen, die Königin behält Ihren status als eine erhabene ei-Schicht, indem die anderen weiblichen Bienen steril. Sie tut dies durch die Abgabe von Chemikalien, so genannte Pheromone. Diese Pheromone Akt zu halten, die Bienen, die ständig lecken zu steril.

Das Kastensystem ist gepflegt, durch die Aktion eines anderen chemischen, den „royal jelly“. Dieses Gelee ist abgesondert von Drüsen in den Köpfen der Erwachsenen Bienen. Es dient als Nahrung für den rest der Brut. Die Menge von Gelee royal gefüttert, um anderen Bienen bestimmt die Funktion des anderen Bienen, in den Bienenstöcken. Wenn Sie eine Menge von Gelee, zum Beispiel, können Sie ein Wächter-Biene. Wenn Sie weniger, können Sie ein hive-Reiniger, und so weiter.

1984 und darüber hinaus

Bewegen Sie über George Orwell, der von Honigbienen erzeugt eine „Gesellschaft 1984“ vor über 300 Millionen Jahren! Diese chemisch-gesteuerte, hoch organisierte Gesellschaft, die sich durch das, was E. O. Wilson treffend als „revolution auf die genomische Ebene.“ Es sollte uns zu denken geben.

Könnten wir auch anfällig für Chemische manipulation? Es gibt einige Hinweise, dass dies der Fall ist, zumindest zum Teil. Man denke nur an die Verhaltensweisen, die wir beschreiben, wenn wir sagen, ein heranwachsender Mensch männlichen wird gesteuert durch seine „raging Hormone“.

Wird der im entstehen begriffenen Wissenschaft der Neurobiologie, die es Wissenschaftlern ermöglichen, neue Wege zu finden, Steuerung menschlichen Verhaltens durch Chemische und nicht-Chemische Mittel in der Zukunft? Wer weiß? Diese sind ziemlich beängstigende Gedanken. Aber, ich glaube, dass die Schönheit der Biene-Genom-Arbeit ist, dass es gibt uns ein umfassendes Verständnis dieser komplexen biologischen Interaktionen. Bewaffnet mit wissen, wir sollten in der Lage sein, zu widerstehen und entgegenzuwirken, jegliche finstere Pläne um die Steuerung des Verhaltens durch Chemikalien.

Die bottom line

Wer hätte erwartet, wie wichtige verbindungen zwischen der „niedrigen“ Honigbiene und uns Menschen? Je mehr wir lernen, über Genomik, desto mehr kommen wir zu erkennen, dass in einem Sinne sind wir alle Eins.

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Erstmals veröffentlicht Oktober 31, 2006, dieser Artikel wurde aktualisiert, die der Autor zur zweitveröffentlichung.

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