Evolución de las abejas melíferas occidentales

El origen y la evolución de la abeja melífera occidental

Evolución de las abejas melíferas occidentales

Mientras me siento a escribir las quincuagésimas Notas del laboratorio, me encuentro pensando en cómo comenzó esta columna.

Notas del laboratorio fue inspirado por Roger Morse, el famoso ex profesor de apicultura en Cornell, quien escribió una columna mensual llamada «Revisión de investigación” durante más de cuarenta años. Cuando comencé en Cornell, me pareció apropiado revivir una columna con una objetivo: destacar las últimas investigaciones geniales sobre las abejas. He estado escribiendo esta columna durante cuatro años, así que supongo que me quedan treinta y seis hasta que alcance a Morse. ¡Hasta ahora ha sido muy divertido!

Con esta historia de origen en mente, tal vez sea apropiado que el tema de las Notas del laboratorio de este mes sea el origen de nuestra abeja occidental, Apis mellifera¿Alguna vez has mirado a tus abejas y te has preguntado de dónde vinieron originalmente? ¿Qué pasa con todos esos A. mellifera subespecies y linajes; dónde y cuándo evolucionaron, cómo se relacionan entre sí y qué partes de su código genético comparten? Estos son los temas de nuestras quincuagésimas Notas del laboratorio, donde resumimos “Tres veces fuera de Asia y la radiación adaptativa de la abeja melífera occidentalescrito por Kathleen Dogantzis y colegas y publicado en Avances de la ciencia [2021].

Para su estudio, Dogantzis y sus colegas analizaron los genomas de 251 individuos A. mellifera muestras que representan subespecies 14. Los autores agregaron a un existente A. mellifera base de datos mediante la recopilación de 160 nuevas muestras de abejas de toda Europa, África y Asia. En otras palabras, recogieron un montón de A. mellifera de todo su rango natural con el objetivo de revelar y comparar la mayor cantidad posible de su variación genética.

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Todas las muestras se secuenciaron y alinearon, y se identificaron los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP, pronunciado «snips»). Si nunca ha oído hablar de un SNP, su nombre lo describe bastante bien: un lugar en el genoma donde un solo nucleótido ( es decir, una A, T, C o G) es diferente para algunas personas en comparación con otras. Por ejemplo, sus abejas pueden tener una A en una posición particular, mientras que mis abejas pueden tener una G en esa misma posición. Eso es una SNP.

Observar en detalle todos los SNP permitió a los autores determinar la variación genética entre las 251 muestras de abejas, cómo estaban relacionadas y, con un par de suposiciones, cuándo se diversificaron los linajes particulares. En total, Dogantzis y sus colegas analizaron 11,8 millones de SNP: una conjunto de datos muy impresionante!

Entonces, ¿qué encontraron? ¿Existe una separación clara entre el actual A. mellifera linajes? Sí. Como se ve en la Figura 1, los datos revelan que hay siete linajes distintos de abejas melíferas occidentales. El linaje A (gris en la Figura 1) está presente en la mayor parte de África, el linaje L (naranja) está presente en Egipto, el linaje U (amarillo ) está presente en Madagascar, los linajes Y y O (rojo y azul) están presentes en Asia, el linaje C (turquesa) está presente en Europa y el linaje M (púrpura) está presente en Eurasia.

Pero mire de cerca el panel B de la Figura 1. Cada columna vertical estrecha representa uno de los 251 individuos A. mellifera muestras. Como puede ver, los colores para cada linaje no son completamente sólidos. Esto significa que algunas de las abejas de un linaje en particular comparten genes con otro linaje. En otras palabras, claramente hay algún apareamiento reciente que ocurrió entre esos linajes en particular. Esto es especialmente claro para el linaje O (azul), que incluye la subespecie soy siriacaEsta subespecie comparte el 76,8% de su genoma con el linaje O, pero también comparte el 12,6% de su genoma con el linaje A, el 4,4% con el Y y el 4,4% con el L. Dada su posición geográfica entre África y Asia, quizás esta evidencia de El apareamiento reciente entre linajes no debería sorprender.

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Como estan los A. mellifera linajes relacionados entre sí? Como se ve en la Figura 1C-D, los siete linajes están relacionados entre sí de manera muy similar sin importar cómo se analicen los datos (es decir, usando SNP en todo el genoma, como se muestra en el panel A, o solo SNP que codifican proteínas, como se muestra). en el panel B).Esto significa que tenemos mucha confianza en el patrón general de parentesco entre los linajes, lo que permite a los autores hacer preguntas más sofisticadas sobre el parentesco y la evolución.

Bien, vamos a ello. ¿Cuándo y dónde A. mellifera se originan y evolucionan? Hace unos seis millones de años en Asia, con al menos tres expansiones en Europa/África desde entonces Como se ve en la Figura 2, los autores asignaron fechas al origen de cada subespecie y rastrearon esos orígenes a través del tiempo, nuevamente usando los dos métodos de…

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