Генетика пчел

ГЕНЕТИКА ПЧЕЛ (от греческого genesis — происхождение), область исследования закономерностей наследственности и изменчивости пчёл. Материальной основой наследственности у пчёл, как и у других организмов, являются гены, расположенные в хромосомах и цитоплазматических структурах клетки (митохондриях). В клетках тела (соматических клетках) животных имеется комплекс хромосом (кариотип), типичный для каждого вида по количеству, размерам и особенностям строения. Этот набор хромосом в организмах, полученных в результате полового размножения, является диплоидным и представлен парами гомологичных хромосом, из которых одна происходит от материнского, другая — от отцовского организмов. Хромосомы пчелы мелкие, палочковидные. По числу хромосом виды пчёл отличаются друг от друга: у самок пчелы медоносной и средней индийской пчелы 2п = 32 хромосомам, у большой индийской пчелы и малой индийской пчелы 2п = 16. Особенностью пчёл, как и других представителей семейства перепончатокрылых, является то, что в результате полового размножения у них формируются только самки (рабочие пчёлы и матки) и диплоидный набор хромосом содержат только их соматические клетки. При развитии яйцеклетки происходит редукционное деление, которое приводит к уменьшению числа хромосом вдвое, таким образом неоплодотворённая яйцеклетка содержит гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Поскольку самцы (трутни) развиваются из неоплодотворённых яиц, в их соматических клетках содержится только тот гаплоидный набор хромосом, который они получили от маток, т.е. 16 хромосом у трутней пчелы медоносной и средней индийской и 8 хромосом у трутней большой и малой индийской пчелы. В сперматозоидах (половых клетках трутней) также содержится гаплоидный набор хромосом, т.е. в процессе сперматогенеза число хромосом не меняется. В 1951 году американский исследователь О. Маккензен показал, что в отличие от большинства видов животных, у пчёл нет половых хромосом, а пол определяется серией множеств, аллелей гена пола; позже польским биологом Е. Войке установлено, что в популяциях пчёл их имеется не менее 19. Зародыши, которые имеют любые два разные аллеля гена пола (т. е. гетерозиготны по гену пола), развиваются в диплоидных самок, имеющие один (любой) аллель (гемизиготны по гену пола) — в гаплоидных трутней. Если же зародыши имеют два одинаковых аллеля гена пола (гомозиготны по гену пола), то из них формируются диплоидные самцы, которые отличаются очень низкой жизнеспособностью. Рабочие пчёлы уничтожают их в стадии личинки через 4—6 ч после появления из яиц, в результате образуется пёстрый печатный расплод; взрослых диплоидных трутней можно вырастить только при искусственном выкармливании. Родственное разведение, а также длительная изоляция пасеки приводят к увеличению генетической пестроты расплода. В безматочных семьях пчёлы-трутовки могут откладывать неоплодотворённые яйца,  из которых развиваются гаплоидные трутни. В редких случаях (около 1%) в результате определенного механизма при созревании яйцеклетки зародыш может получить двойной набор хромосом и из яйца, отложенного пчелой-трутовкой, развивается женская особь; этим объясняется появление маток в отрутневевших семьях. В природе механизмом, способствующим созданию пчелиной семьи, особи которой несут неоднородную наследственную информацию, и препятствующим тем самым появлению нежизнеспособных пчёл, является полиандрия — спаривание маток с несколькими трутнями. Анализ закономерностей наследования и разнообразия признаков в популяциях пчёл находит практическое использование в селекции пчёл. Определение коэффициента наследуемости (отношение генетической изменчивости признака к фенотипической) позволяет найти наиболее оптимальные методы селекции. Изучением вопросов генетики пчел занимаются НИИ пчеловодства, ряд опытных станций, свыше 20 кафедр и лабораторий вузов и других научно-исследовательских институтов.

У пчёл выявлено более 30 мутаций — наследуемых изменений генетического материала, приводящих к изменению тех или иных признаков. Описано 15 мутаций, различающихся окраской глаз, а также мутации, приводящие к уменьшению числа фасеток, появлению циклопов и безглазых особей. Мутация «кордовак» проявляется в изменённой окраске тела. Выявлены мутации, затрагивающие опушение тела, определено 5 мутаций крыльев и др. Обычно мутации вредны для организма. Чаще всего они рецессивны, т.е. но имеют фенотипического проявления у гетерозиготной особи, а выявляются в гомозиготном или гемизиготном состояниях. Гаплоидность трутней принципиально меняет у пчёл закономерность естественного отбора летальных (приводящих к гибели) мутаций, усиливая его до 50% в каждом поколении.

Мутации пчёл использовали как генетические маркёры при селекции линий пчёл, устойчивых к американскому гнильцу, определении продолжительности жизни пчёл и др.