"Les abeilles mellifères peuvent hériter du comportement altruiste de leurs mères" par l’université d’État de Pennsylvanie

ISIAS Abeilles Altruisme

Les abeilles mellifères peuvent hériter du comportement altruiste de leurs mères

Traduction du 19 octobre 2023 – avec ajout d’une annexe sur la Théorie de la parenté du conflit intragénomique - par Jacques Hallard, d’un article diffusé par ‘sciencedaily.com‘ le 12 octobre 2023 sous le titre Beyond conflict : Kinship theory of intragenomic conflict predicts individual variation in altruistic behaviour ; référence : https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231012161659.htm

Origine de l’information : Penn State > L’université d’État de Pennsylvanie1 (en anglais : Pennsylvania State University abrégé en Penn State) est une université américaine située en Pennsylvanie… - Source

Résumé :

Le véritable altruisme est un comportement rare chez les animaux, mais une nouvelle étude a révélé que les abeilles mellifères présentent ce trait. De plus, il a été découvert qu’une bataille évolutive de la génétique peut déterminer le parent dont ils héritent.

Texte complet

Le véritable altruisme est un comportement rare chez les animaux, mais une nouvelle étude menée par des chercheurs de ‘Penn State’ a révélé que les abeilles mellifères présentent ce trait. De plus, ils ont découvert qu’une bataille évolutive de la génétique peut déterminer le parent dont ils héritent.

[Altruisme – Le mot altruisme et l’adjectif altruiste s’appliquent aujourd’hui à un comportement caractérisé à s’intéresser et à se dévouer à autrui, ne procurant pas d’avantages apparents et immédiats à l’individu qui les exécute mais qui sont bénéfiques à d’autres individus et peuvent favoriser surtout à long terme un vivre-ensemble et une reconnaissance mutuelle au sein du groupe où il est présent, bien que l’altruisme brut soit néanmoins un acte ne demandant rien en retour. Le terme « altruisme » est employé pour la première fois par Auguste Comte1… - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Altruisme ]

Suite de l’article traduit

Pour l’étude, publiée dans la revue ‘Molecular Ecology’, les chercheurs ont examiné la génétique derrière le comportement de ’suite’ chez les abeilles ouvrières, qui sont toujours des femelles. Une fois que les abeilles ouvrières sont exposées à la phéromone de la reine des abeilles, elles désactivent leurs propres ovaires, aident à propager la phéromone aux autres abeilles ouvrières et s’occupent de la reine et des œufs qu’elle produit.

Ce comportement est considéré comme altruiste car il profite finalement à la capacité de la reine à produire une progéniture, tandis que l’abeille ouvrière reste stérile. Pour les abeilles mellifères, la reine est généralement la mère de toutes, ou presque, les abeilles de la ruche.

Les chercheurs ont découvert que les gènes qui rendent les abeilles ouvrières plus réceptives à cette phéromone - et donc plus susceptibles d’afficher le comportement de la suite –peuvent être transmis par la mère ou le père des abeilles. Cependant, les gènes n’entraînent un comportement altruiste que lorsqu’ils sont transmis par la mère.

Sean Bresnahan, auteur correspondant, candidat au doctorat dans le Programme d’études supérieures Intercollégiales en Biosciences Moléculaires, Cellulaires et Intégratives et chercheur diplômé de la ‘National Science Foundation’, a déclaré qu’en plus de donner un aperçu du comportement des abeilles, les résultats montrent également que le parent dont une abeille hérite de certains gènes peut affecter la façon dont ces gènes sont exprimés, ce qui est notoirement difficile à étudier chez les insectes.

’Les gens pensent souvent que les différents phénotypes sont le résultat de différences dans les séquences génétiques ou l’environnement’, a-t-il déclaré. ’Mais ce que cette étude montre, ce ne sont pas seulement des différences dans le gène lui-même : c’est de quel parent le gène est hérité. De par la nature même de l’insecte qui obtient le gène de sa mère, quelle que soit la séquence du gène, il se comportera peut-être différemment de la copie du gène du père.’

Christina Grozinger, co-auteur et professeur d’entomologie ‘Publius Vergilius Maro’ à Penn State, a déclaré que l’étude soutient également la Théorie de la parenté du conflit intragénomique - une théorie qui suggère que les gènes des mères et des pères sont en conflit sur les comportements à soutenir et à ne pas soutenir. Elle a déclaré que bien que des travaux antérieurs aient montré que les gènes des mâles peuvent soutenir un comportement égoïste chez les mammifères, les plantes et les abeilles mellifères, la présente étude est la première à montrer que les gènes des femelles peuvent transmettre un comportement altruiste à leur progéniture.

’Les abeilles mellifères sont l’une des rares espèces animales à afficher un comportement altruiste, où certains individus renoncent à leur propre reproduction pour aider les autres’, a déclaré Grozinger. ’Cette étude révèle une forme très subtile et inattendue de contrôle génétique de ces comportements. Avec notre système, nous voyons que les gènes de la mère - la reine - soutiennent le comportement altruiste de sa progéniture, ce qui conduit à plus de copies de ses gènes dans la population.

Au lieu de produire leurs propres œufs, les ouvrières soutiennent la reproduction de la reine. Cela complète nos études précédentes, qui ont montré que les gènes des pères soutiennent un comportement égoïste chez les abeilles ouvrières, où les abeilles cesseront d’aider leur reine mère et se concentreront sur leur propre reproduction’.

La reine s’accouple avec plusieurs mâles, de sorte que les abeilles ouvrières ont la même mère mais des pères différents. Breshnahan a expliqué que cela signifie qu’elles partagent davantage les gènes de leur mère les uns avec les autres.

’C’est pourquoi la théorie de la parenté du conflit intragénomique prédit que les gènes hérités de la mère soutiendront le comportement altruiste chez les abeilles mellifères’, a déclaré Breshnahan. ’Une abeille ouvrière profite davantage d’aider, plutôt que de rivaliser avec, sa mère et ses sœurs - qui portent plus de copies des gènes de l’ouvrière qu’elle ne pourrait jamais se reproduire par elle-même. En revanche, chez les espèces où la femelle ne s’accouple qu’une seule fois, ce sont plutôt les gènes du père qui devraient soutenir un comportement altruiste.’

Pour l’étude, les chercheurs ont croisé six lignées différentes d’abeilles mellifères - quelque chose qui est relativement facile chez les mammifères ou les plantes, selon Bresnahan, mais beaucoup plus difficile à faire avec les insectes. Il a déclaré que l’étude n’aurait pas été possible sans l’expertise en élevage d’abeilles mellifères de la co-auteure Juliana Rangel à la ‘Texas A&M University’, ainsi que Kate Anton qui dirige le programme de formation sur la production et l’insémination des reines (abeilles mellifères) avec Robyn Underwood à Penn State Extension.

Une fois les populations d’abeilles croisées et la progéniture suffisamment âgée, les chercheurs ont évalué la réactivité des abeilles ouvrières à la phéromone qui déclenche le comportement de la suite, ainsi que si les abeilles désactivaient leurs ovaires en réponse à la phéromone.

’Enfin, nous avons utilisé le séquençage de l’ARN pour examiner l’expression génique à l’échelle du génome chez les ouvrières, mais surtout, nous avons également séquencé les génomes des parents de ces croisements’, a déclaré Bresnahan. ’Ainsi, nous pourrions développer des génomes personnalisés pour les parents, puis cartographier l’expression des gènes des travailleurs pour chaque parent et découvrir quelle copie de ce gène est exprimée par le parent.’

Pour essayer de visualiser ce conflit qui se passe dans le génome, Bresnahan a déclaré qu’ils utilisaient différentes techniques, y compris l’apprentissage automatique, pour examiner les réseaux de régulation des gènes, ou des groupes de gènes régulés par des facteurs de transcription similaires pour produire des modèles d’expression similaires.

[Addenda – L’apprentissage automatique (‘machine learning’ en anglais) est un champ d’étude de l’intelligence artificielle qui vise à donner aux machines la capacité d’« apprendre » à partir de données, via des modèles mathématiques.

L’apprentissage automatique, apprentissage artificiel ou apprentissage statistique est un champ d’étude de l’intelligence artificielle qui se fonde sur des approches mathématiques et statistiques pour donner aux ordinateurs la capacité d’« apprendre » à partir de données, c’est-à-dire d’améliorer leurs performances à résoudre des tâches sans être explicitement programmés pour chacune. Plus largement, il concerne la conception, l’analyse, l’optimisation, le développement et l’implémentation de telles méthodes. On parle d’apprentissage statistique car l’apprentissage consiste à créer un modèle dont l’erreur statistique moyenne est la plus faible possible.... Wikipédia ]

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Les chercheurs ont examiné les relations entre les gènes et les facteurs de transcription - les protéines qui peuvent activer ou désactiver les gènes – qui ont été exprimées à partir de la copie de la mère et celles qui ont été exprimées à partir de la copie du père, pour identifier où l’une pourrait essayer de contrecarrer les effets de l’autre.

En fin de compte, ils ont pu identifier des réseaux de régulation génique avec conflit intragénomique, constatant que davantage de gènes étaient exprimés avec un biais parental. Ce biais d’expression d’origine maternelle ou paternelle est la signature d’un conflit intragénomique, et les chercheurs ont déclaré qu’il apparaissait plus souvent qu’il ne l’aurait fait s’ils avaient construit les réseaux avec des gènes sélectionnés au hasard. De plus, ces réseaux étaient constitués de gènes qui, selon des recherches antérieures, étaient liés au comportement de la suite.

’L’observation des conflits intragénomiques est très difficile, et il y a donc très peu d’études examinant le rôle qu’il joue dans la création de variations de comportement et d’autres traits’, a déclaré Grozinger, soulignant les recherches antérieures du groupe qui ont révélé l’activation et l’agression des ovaires chez les abeilles ouvrières, les deux signifiant un comportement égoïste. ’Le fait qu’il s’agisse du troisième comportement pour lequel nous avons trouvé des preuves que les conflits intragénomiques contribuent à la variation des abeilles mellifères, suggère que les conflits intragénomiques pourraient façonner de nombreux types de traits chez les abeilles et d’autres espèces. Espérons que nos recherches fourniront un cadre et une inspiration à d’autres scientifiques pour examiner les conflits intragénomiques chez leurs espèces végétales et animales.’

David Galbraith, ancien de Penn State et scientifique principal chez ‘Janssen Pharmaceutical’ ; Rong Ma, ancien de Penn State et scientifique principal des données chez Visa ; Kate Anton, technologue en recherche à Penn State ; et Juliana Rangel, ‘Texas A&M University’, ont également collaboré à ce travail.

The National Science Foundation, U.S. Department of Agriculture’s National Institute of Food and Agriculture and Hatch Appropriations, and Huck Institute for the Life Sciences at Penn State helped support this research.

ScienceDaily : Your source for the latest research news

Source du document traduit : https://www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231012161659.htm

Journal de référence : Sean T. Bresnahan, David Galbraith, Rong Ma, Kate Anton, Juliana Rangel, Christina M. Grozinger. Beyond conflict : Kinship theory of intragenomic conflict predicts individual variation in altruistic behaviour. Molecular Ecology, 2023 ; DOI : 10.1111/mec.17145

Citer cette page  : MLA APA Chicago - Penn State. ’Honey bees may inherit altruistic behavior from their mothers.’ ScienceDaily. ScienceDaily, 12 October 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/...> .

Science Daily - Above & Beyond Family Recovery Center

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Annexe - Théorie de la parenté du conflit intragénomique

Conflit intragénomique

Le conflit intragénomique fait référence au phénomène évolutif où lesgènes ont des effets phénotypiques qui favorisent leur propre transmission au détriment de la transmission d’autres gènes qui résident dans le même génome . [1][2][3][4] La théorie égoïste des gènes postule que la sélection naturelle augmentera la fréquence des gènes dont les effets phénotypiques provoquent leur transmission à de nouveaux organismes, et la plupart des gènes y parviennent en coopérant avec d’autres gènes dans le même génome pour construire un organisme capable de se reproduire et/ou d’ aider ses parents à se reproduire.[5] L’hypothèse de la prévalence de la coopération intragénomique sous-tend le concept centré sur l’organisme defitness inclusif . Cependant, des conflits entre gènes d’un même génome peuvent survenir à la fois dans des événements liés à la reproduction (ungène égoïste peut ’tricher’ et augmenter sa propre présence dansles gamètes oula progéniture au-delà de ce qui est attendu selonla ségrégation mendélienne équitable et lagamétogenèse équitable ) et l’altruisme (gènes dans le même génome peuvent être en désaccord sur la façon d’évaluer d’autres organismes dans le contexte de l’aide aux proches parce que lescoefficients de parenté divergent entre les gènes du même génome). [6][7][8]

Les gènes autosomiques ont généralement le même mode de transmission chez les espèces à reproduction sexuée en raison de l’équité de la ségrégation mendélienne , mais des conflits entre les allèles des gènes autosomiques peuvent survenir lorsqu’un allèle triche pendant la gamétogenèse (distorsion de la ségrégation) ou élimine les embryons qui ne le contiennent pas ( effets maternels létaux). Un allèle peut également convertir directement son allèle rival en une copie de lui-même (homing endonucléases). Enfin, les éléments génétiques mobiles contournent complètement la ségrégation mendélienne, étant capables d’insérer de nouvelles copies d’eux-mêmes dans de nouvelles positions dans le génome (transposons).

En principe, les deux allèles parentaux ont des probabilités égales d’être présents dans le gamète mature . Cependant, il existe plusieurs mécanismes qui conduisent à une transmission inégale des allèles parentaux des parents à la progéniture. Un exemple est un gène, appelé distorseur de ségrégation , qui ’triche’ pendant la méiose ou la gamétogenèse et est donc présent dans plus de la moitié des gamètes fonctionnels. Les exemples les plus étudiés sont sd chez Drosophila melanogaster ( mouche des fruits ), [9] haplotype t chez Mus musculus ( souris ) et sk chez Neurosporaspp. ( champignon ). Des exemples possibles ont également été rapportés chez l’homme. [10] Les distorseurs de ségrégation présents dans les chromosomes sexuels (comme c’est le cas du chromosome X chez plusieurs espèces de Drosophile [11][12] ) sont appelés distorseurs du sex-ratio, car ils induisent un biais de sex-ratio chez la progéniture de la personne porteuse.

Le modèle le plus simple d’ entraînement méiotique implique deux locus étroitement liés : un locus tueur et un locus cible . L’ensemble distordant la ségrégation est composé de l’allèle Killer (dans le locus Killer ) et de l’allèle Resistant (dans le locus Target ), tandis que son ensemble rival est composé des allèles Non-killer et Non-resistant. Ainsi, l’ensemble distorseur de ségrégation produit une toxine à laquelle il est lui-même résistant, alors que son rival ne l’est pas. Ainsi, il tue les gamètes contenant l’ensemble rival et augmente en fréquence. Le lien étroit entre ces locus est crucial, de sorte que ces gènes se trouvent généralement sur des régions à faible recombinaison du génome.

D’autres systèmes n’impliquent pas la destruction des gamètes, mais utilisent plutôt l’asymétrie de la méiose chez les femelles : l’allèle moteur se retrouve dans l’ ovocyte au lieu des globules polaires avec une probabilité supérieure à la moitié. C’est ce qu’on appelle la véritable pulsion méiotique , car elle ne repose pas sur un mécanisme post-méiotique. Les exemples les mieux étudiés incluent les néocentromères (boutons) du maïs, ainsi que plusieurs réarrangements chromosomiques chez les mammifères. L’évolution moléculaire générale des centromères est susceptible d’impliquer de tels mécanismes.

Le gène Medea provoque la mort de la descendance d’une mère hétérozygote qui n’en hérite pas. Il se produit dans le tribolium de la farine ( Tribolium castaneum ). [13] Des gènes égoïstes à effet maternel ont été synthétisés avec succès en laboratoire. [14]

Source : https://hmn.wiki/fr/Intragenomic_conflict

En rapport avec l’article traduit >

Les abeilles domestiques héritent des traits altruistes de leur mère - Par Nicolas Guillot | Publié le 13.10.2023 à 15h12 | Modifié le 13.10.2023 à 15h12

Bien que de nombreux animaux ne présentent pas de tendances altruistes par nature, une étude récente menée par l’Université d’État de Pennsylvanie a révélé que les abeilles domestiques constituent une exception importante.

De plus, les experts ont révélé un fascinant concours évolutif de génétique qui détermine de quel parent ils héritent de ce trait.

Gènes hérités

Dans leur recherche, publiée dans la revue Écologie moléculaire l’équipe a approfondi les origines génétiques du comportement de « suite » observé chez les abeilles ouvrières.

« Les gens pensent souvent que différents phénotypes sont le résultat de différences dans les séquences génétiques ou dans l’environnement », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Sean Bresnahan, doctorant en biosciences moléculaires, cellulaires et intégratives à Penn State.

« Mais ce que montre cette étude, c’est qu’il ne s’agit pas seulement de différences dans le gène lui-même : il s’agit également du parent dont le gène est hérité. De par la nature même de l’insecte qui reçoit le gène de sa mère, quelle que soit la séquence du gène, il se comportera probablement différemment de la copie du gène du père.

Comportement altruiste

Lorsqu’elles rencontrent la phéromone de la reine des abeilles, ces ouvrières éteignent leurs propres capacités de reproduction. Ils propagent également la phéromone parmi leurs collègues et prennent ardemment soin de la reine et de sa couvée ultérieure.

Ce comportement, de nature altruiste, assure le succès reproducteur optimal de la reine, tandis que l’abeille ouvrière reste sans progéniture. Compte tenu de la structure de la ruche, la reine est généralement la matriarche de la plupart, sinon de la totalité, des abeilles.

Les chercheurs ont découvert que les ouvrières héritent de gènes qui augmentent leur sensibilité à cette phéromone des deux lignées parentales. Cependant, ce n’est que lorsque ces gènes proviennent de la mère qu’ils conduisent à un comportement altruiste.

Contrôle génétique

« Les abeilles domestiques sont l’une des rares espèces animales à afficher un comportement altruiste, dans lequel certains individus abandonnent leur propre reproduction pour aider les autres », a déclaré l’auteur principal Christina Grozinger, professeur d’entomologie à Penn State.

« Cette étude révèle une forme très subtile et inattendue de contrôle génétique de ces comportements. Avec notre système, nous constatons que les gènes de la mère – la reine – soutiennent un comportement altruiste chez sa progéniture, ce qui conduit à davantage de copies de ses gènes dans la population.

« Au lieu de produire leurs propres œufs, les abeilles ouvrières assurent la reproduction de la reine. Cela complète nos études précédentes, qui ont montré que les gènes des pères soutiennent un comportement égoïste chez les abeilles ouvrières, où les abeilles cesseront d’aider leur reine mère et se concentreront sur leur propre reproduction.

Stratégie de reproduction

Fait intéressant, la reine s’accouple avec de nombreux mâles. Il en résulte que les abeilles ouvrières ont la même mère mais des pères différents.

Breshnahan a mis en lumière les implications de cette stratégie de reproduction unique : « C’est pourquoi la théorie de la parenté des conflits intragénomiques prédit que les gènes hérités de la mère soutiendront un comportement altruiste chez les abeilles. »

« Une abeille ouvrière gagne plus à aider, plutôt qu’à rivaliser, sa mère et ses sœurs – qui portent plus de copies des gènes de l’ouvrière qu’elle ne pourrait jamais en reproduire seule. En revanche, chez les espèces où la femelle ne s’accouple qu’une seule fois, ce sont plutôt les gènes du père qui sont censés soutenir un comportement altruiste.

Croisement

L’étude a nécessité le croisement de six lignées distinctes d’abeilles mellifères. Selon Bresnahan, cela est plus facile avec les mammifères ou les plantes, mais particulièrement difficile avec les insectes.

Après s’être assurés du succès du croisement et avoir surveillé la maturité de la progéniture, les scientifiques ont évalué la réaction de ces abeilles ouvrières à la phéromone de la reine.

Séquençage de l’ARN

« Enfin, nous avons utilisé le séquençage de l’ARN pour examiner l’expression des gènes à l’échelle du génome chez les travailleurs, mais surtout, nous avons également séquencé les génomes des parents de ces croisements », a déclaré Bresnahan.

« Ainsi, nous pourrions développer des génomes personnalisés pour les parents, puis cartographier l’expression génétique des travailleurs sur chaque parent et découvrir quelle copie parentale de ce gène est exprimée. »

Implications de l’étude

Leur analyse, qui combinait des techniques traditionnelles et un apprentissage automatique de pointe, a fourni une perspective unique sur les batailles génomiques en cours, en les aidant à identifier et à cartographier les gènes affectés par ce conflit intragénomique.

« Observer les conflits intragénomiques est très difficile, et il existe donc très peu d’études examinant le rôle qu’ils jouent dans la création de variations de comportement et d’autres traits », a déclaré Grozinger, soulignant les recherches antérieures des experts qui ont révélé l’activation et l’agressivité des ovaires chez les ouvrières. qui signifient tous deux un comportement égoïste.

« Le fait qu’il s’agisse du troisième comportement pour lequel nous avons trouvé des preuves que les conflits intragénomiques contribuent à la variation chez les abeilles mellifères suggère que les conflits intragénomiques pourraient façonner de nombreux types de traits chez les abeilles et d’autres espèces. Espérons que nos recherches fourniront un cadre et une inspiration à d’autres scientifiques pour examiner les conflits intragénomiques chez leurs espèces végétales et animales », a-t-elle conclu.

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Source : https://www.especes-menacees.fr/actualites/les-abeilles-domestiques-heritent-des-traits-altruistes-de-leur-mere/

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Collecte des documents et agencement, traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 19/10/2023

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