Инсулиновая сигнализация участвует в регуляции разделения труда между рабочими особями в колониях медоносных пчёл

Было высказано предположение, что одним из путей эволюции поведения является новая регуляция консервативных генов. Возрастное разделение труда в колониях медоносных пчёл — высокоспециализированная поведенческая система, при которой разные группы особей выполняют различные задачи, связанные с кормлением. Старшие пчёлы добывают корм для колонии, собирая нектар и пыльцу, тогда как более молодые «кормилицы» кормят личинок переработанными пищевыми субстратами. Было показано, что переход от работы внутри улья к фуражировке регулируется социальными факторами и связан как с уменьшением запасов липидов в брюшке, так и с усилением экспрессии в мозге генов, участвующих в пищевом поведении у Drosophila melanogaster. Здесь мы показываем, что на разделение труда влияет канонический регулятор потребления пищи и энергетического баланса у одиночных видов — путь передачи сигнала инсулина/инсулиноподобного фактора роста (IIS). У фуражиров уровень экспрессии генов IIS в мозге и брюшке был выше, чем у кормилиц, несмотря на низкие запасы липидов. Вероятно, эти различия обусловлены питанием, поскольку воздействия, вызывавшие снижение запасов липидов у молодых пчёл, также повышали экспрессию этих генов. Изменения в системе IIS также причинно влияли на сроки поведенческого созревания: ингибирование связанного с инсулином пути мишени рапамицина задерживало начало фуражировки, причём эффект зависел от сезона. Кроме того, анализы путей передачи сигнала на основе данных микроматричного анализа выявили различия между кормилицами и фуражирами в экспрессии генов энергетического метаболизма мозга, однако направление этих различий было противоположно предсказаниям, основанным на состоянии инсулиновой сигнализации у этих групп. Эти результаты свидетельствуют о том, что изменения в регуляции пути IIS связаны с социальным поведением.