Женские феромоны царицы не позволяют подданным размножаться

[macroevolution]

Помнится, в детстве, еще до школы, я листал книгу Халифмана "Пароль скрещенных антенн" и все пытался найти там то место, где рассказано, собственно, об этом "пароле", где дается расшифровка языка муравьев... не находил и расстраивался. Зато теперь очень радуюсь, когда какую-нибудь деталь этих коммуникационных систем все-таки расшифровывают.

Интереснейшее исследование в последнем выпуске Science.
Заодно и отличный пример смены функции в ходе эволюции. Похоже, обычные женские феромоны - сигналы фертильности - при становлении эусоциальности несколько раз независимо "превращались" в управляющие сигналы, блокирующие репродуктивную функцию рабочих.

Царицы разных видов общественных насекомых используют одни и те же химические сигналы, чтобы запретить рабочим размножаться

Известно, что размножающиеся самки общественных насекомых выделяют какие-то вещества, блокирующие размножение рабочих особей, однако природа этих веществ была установлена лишь у единичных видов. Международная команда ученых показала, что в разных группах перепончатокрылых, перешедших к эусоциальности независимо друг от друга, царицы используют для подавления репродуктивной функции рабочих похожие углеводородные феромоны. Эволюционная консервативность этих химических сигналов говорит о том, что отказ рабочих от размножения служил генетическим интересам не только царицы, но и самих рабочих, и поэтому касты не вступали друг с другом в «эволюционную гонку вооружений». У предков общественных перепончатокрылых эти вещества, по-видимому, служили обычными женскими феромонами и использовались самками для демонстрации своей готовности к размножению и привлечения самцов.

Читать полностью

Comments

[macroevolution.livejournal.com]

Да, примерно так. Только у обычных животных братья-сестры имеют не 25, а 50% общих генов. А сестры у перепончатокрылых - 75%. Гамильтон первый обратил внимание, что в этом может быть причина повышенной склонности перепончатокрылых к развитию эусоциальности.

По ссылке "Читать полностью" об этом написано.

[nicka-startcev.livejournal.com]

25 - это я считал в уме, мог ошибиться. (интересно, как правильно насчитать 50%? У однояйцевых 100, а у разнояйцевых в теории может быть и 0%)

навскидку, тут (в вопросе коллектевизма) простая банальная арифметика-бухгалтерия.

Если смотреть с точки зрения выживаемости именно генов а не организмов, то

- умереть самому но спасти более 2 братьев-сестер -- выгодно для обычных млекопитающих (точнее, для тех видов, у которых братья-сестры и прочие члены общины имеют около 50% общих генов)
- умереть самому но спасти 1.333(3) братьев-сестер -- выгодно для перепончатокрылых
- у всяких гидр и прочих бактерий (которые, по сути, размножаются клонированием) в теории, при наличии достаточного количества мозгов, должна быть еще бОльшая склонность к коллективизму.

[chyyr.livejournal.com]

>как правильно насчитать 50%?

Как среднее значение или матожидание у разнояйцевых.

[nicka-startcev.livejournal.com]

а распишите, пожалуйста.

[chyyr.livejournal.com]

Если грубо, то так:

Начнем со случая, что у нас есть всего один ген, который у матери в виде аллелей M1, M2, а у отца в виде P1, P2.

Пусть, одному ребенку достался набор M1P1.

Второму ребенку матери M1 достанется с вероятностью 0,5, так же с веротяостью 0,5 и P1 от отца, и материнское наследство от отцовского не зависит.

Получится, что с вероятностью 0,25 их геном полностью совпадет, с вероятностью 0,5 совпадет на 50%, с вероятностью 0,25 не совпадет вовсе.

Матожидание 0,25*100%+0,5*50%=50 %.
По закону больших чисел среднее число совпадений по большой выборке (то есть если мы сравнивали геномы у братьев не один раз, а, скажем, тысячу раз) близко к матожиданию.


Если генов более одного, то общий процент совпадений - это среднее значение процента совпадений по каждому гену. (Кол-во совпадений/Кол-во копий гена= (Кол-во совп1+Кол-во совп2+...)/(Кол-во копий1+Кол-во копий2+...)=(Кол-во копий1*Процент1+Кол-во копий 2*Процент 2+...)(Кол-во копий1+Кол-во копий2+...) )
Опять получается 50%.


PS Здесь, правда, мы говорим только о том участке генома, где наблюдается полиморфизм, причем предполагаем полиморфизм и у отца, и у матери.

Если говорить о всем геноме или допускать, что отец или мать могут быть гомозиготны по каким-то генам, процент совпадений будет больше.

[nicka-startcev.livejournal.com]

ага. спасибо.

я начал прикидывать с модели "у отца все 1, у матери все 0, у детей вполне случайный набор из 0 и 1, нужно сравнить две последовательности 0 и 1" и завис.

ага, подразумеваем только "существенные" отличия.

[sumerk.livejournal.com]

Число генов в геноме очень велико, у человека - 30 тысяч, поэтому реальные соотношения генотипов фактически соответствуют этим самым называемым в этой дискуссии математическим ожиданиям плюс минус доли процента.

Хотя фенотипически это может проявляться весьма причудливо.
Скажем, метисы чистого негра и чистого белого кавказоида будут одинакового кофейного цвета МУЛАТАМИ. Ведь у них гены ответственные за цвет кожи, форму губ, кучерявость волос разлягутся ровно пополам от мамы и от папы.

А вот дети двух МУЛАТОВ, родные братья и сестры, будут выглядеть и как совершенно черные негры и как совершенно европейские белые - и как все возможные варианты между негром и белым. Отличия негра и европейца - кодируются совсем не гигантским числом генов, 8 или больше. Отсюда и разнообразие - хотя математическое ожидание, что они будут на 50 процентов черными и белыми, фактически же дети двух мулатов могут оказаться и генетическими белыми, и генетически неграми.

[a-kruglov.livejournal.com]

> Число генов в геноме очень велико, у человека - 30 тысяч, поэтому реальные соотношения генотипов фактически соответствуют этим самым называемым в этой дискуссии математическим ожиданиям плюс минус доли процента.

Соседние гены, насколько я понимаю, в большинстве случаев наследуются вместе, т.е. не независимо. Разделиться они могут, если в промежутке между ними произойдёт кроссовер. Судя по данным из интернета, для человека в среднем происходит 1 кроссовер на 100 млн. пар оснований, т.е. на геном в среднем получается 30 кроссоверов. Если к этому ещё прибавить 23 границы хромосом, получаем около 53 независимо наследующихся участков (в одном поколении), а не 30000. Тоже немало, но, всё-таки, меньше.

[sumerk.livejournal.com]

Спасибо.

[gegmopo4.livejournal.com]

Если у нас 53 независимо наследующихся участков, то среднеквадратическое отклонение от 50% будет около 7%. Т.е. с вероятностью 95% у братьев-сёстер будет от 35% до 65% общих генов.

[a-kruglov.livejournal.com]

53 относилось к родителям--детям. Для братьев--сестёр, подозреваю (не до конца уверен, а думать лень), кроссоверов в среднем будет в два раза больше, т.е. около 60, так что "независимо наследующихся участков" около 83. Т.е., если я тут не наглючил, для братьев или сестёр получается СКО 5,5%, а 95% доверительный интервал количества общих генов от 39% до 61%.

Это всё должно быть хорошо исследовано: я пока искал вероятность кроссовера, находил статьи, где сцепленость генов вычислялась более корректно.

[gegmopo4.livejournal.com]

Действительно.

На самом же деле эта оценка СКО очень груба, и построена на очевидно неправильной модели. Ведь гены распределены по «независимо наследующимся участкам» неравномерно, на длинных генов больше, на коротких меньше. Точки кроссовера подвижны, а границы между хромосомами нет. И плотность генов, и вероятность кроссовера неравномерна.

Но всё это должно влиять только на СКО, а не на среднее (если не учитывать явно маложивучие комбинации и конфликт с матерью, такие варианты просто запрещены, тем самым увеличивая вероятность альтернатив).

[sumerk.livejournal.com]

... и учитывая, что у человека около 30 тысяч генов, то как раз и получается 50% плюс-минус доля процента.
И так как у насекомых тоже генов тысячи, то фактические генотипы родственников по факту оказываются близки к математическим ожиданиям, то есть все эти доли 1/2, 3/4 - не только расчетные, но и реальные.