꿀벌 수컷의 생체 아민의 행동 역할

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 20946(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

원시 진사회적 꿀벌과 진보된 진사회적 꿀벌의 수컷에서 생체 아민의 행동 역할을 비교하기 위해 우리는 뇌의 도파민 및 옥토파민 관련 물질의 수준을 결정하고 원시 진사회적 꿀벌에서 약물 주입에 의한 이러한 모노아민의 행동 효과를 확인했습니다. , 봄부스 이그니투스. 뇌의 도파민과 그 전구체 수준은 번데기 후기에 최고조에 달했지만, 도파민 최고치는 성체 출현까지 확장되었습니다. 티라민과 옥토파민 수치는 번데기 중반에서 성체 단계로 증가했습니다. 운동 및 비행 활동과 가벼운 선호도는 나이가 들수록 증가했습니다. 옥토파민과 그 수용체 길항제의 주입은 운동 및 비행 활동에 중요한 영향을 미치는 반면, 도파민 주입은 그렇지 않았으며 이는 이러한 활동이 옥토파민 시스템에 의해 조절될 수 있음을 나타냅니다. 우리는 또한 꿀벌(Apis mellifera) 드론에서 도파민 관련 물질의 역학을 결정했습니다. 꿀벌 수벌의 뇌에서 도파민 수준의 변화는 번데기부터 성체 단계까지 두 개의 피크를 보인 반면, 호박벌 수컷은 단 하나의 피크를 나타냈습니다. 이는 꿀벌 드론의 도파민 행동 기능과 꿀벌 수컷의 성체 단계에서 도파민 주입의 비효율성과 일치합니다.

진사회성은 유전적으로 관련된 개인들 사이의 노동 분업을 포함하는 가장 복잡한 사회 시스템이며 광범위한 곤충 분류군의 다양한 종에서 보고되었습니다1,2,3,4. 진사회성 벌목에서 군체 구성원 간의 협력과 관련된 사회적 행동은 암컷에서만 관찰됩니다. 수컷 진사회성 벌목은 번식을 전문으로 하며 둥지 건설, 새끼 관리 또는 군집 방어에 참여하지 않지만1,2,5 진사회성 꿀벌의 수컷은 군집 온도 조절에 기여합니다6,7. 따라서 남성의 행동 레퍼토리는 근로자의 행동 레퍼토리보다 훨씬 작습니다. 남성의 행동과 관련된 생리적 메커니즘을 조사하는 것은 고도로 사회적 환경에서 남성의 번식을 위한 행동의 전문화에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

진보된 진사회적 환경에서 꿀벌(Apis mellifera) 드론의 행동은 유전학, 내분비학, 생식생물학, 진화생물학 등 다양한 연구 분야에서 조사되었습니다8. 꿀벌 드론은 출현 후 일주일 동안 성적으로 성숙하고 처녀 여왕벌과 짝짓기 위해 비행을 시작합니다5,9. 드론의 번식과 관련된 운동 및 비행 활동은 성적 ​​성숙 동안 나이가 들수록 증가합니다10. 꿀벌 수벌은 모 군체로 돌아가는 반면, 범블비 수컷은 군체의 위치를 ​​알지 못하며 결코 군체로 돌아오지 않습니다7,11,12. 둥지를 떠난 후, 범블비 수컷은 짝짓기할 산양을 찾으면서 스스로 먹이를 찾습니다. 이는 꿀벌 군집의 영양 상태가 저하되는 군집 시즌이 끝날 때 수컷 생산이 이루어지기 때문일 수 있습니다. 따라서 군체에 대한 수컷의 의존성은 꿀벌과 호박벌 사이에 다르며, 이는 수컷 행동이 다양한 사회적 환경에 적응하는 것을 반영할 수 있습니다.

생체 아민은 다양한 곤충 종13,14,15,16,17에서 신경 전달 물질, 신경 조절제 및 신경 호르몬으로 기능하는 생리학적 제제입니다. 이러한 물질은 꿀벌 일꾼의 연령 관련 노동 분업과 처녀 여왕의 생식 행동에 관여합니다. 꿀벌 드론에서는 뇌의 도파민과 옥토파민 수치가 나이가 들수록 증가합니다10,22,23. 이러한 모노아민을 드론의 혈림프에 주입하면 운동 및 비행 활동이 향상됩니다. 따라서 뇌의 도파민과 옥토파민 수치의 증가는 꿀벌 드론의 짝짓기 비행 활동과 밀접한 관련이 있을 수 있습니다. 도파민은 또한 Apidae25의 공통 조상을 공유하는 고독한 꿀벌 Xylocopa appendiculata24의 수컷의 운동 및 비행 활동을 향상시킵니다. 따라서 생체 아민에 의한 수컷 생식 행동의 조절은 진사회성 꿀벌들 사이에서 공유될 수 있으며, 코르비큘라 벌과 같은 단일계통 계통 내의 다른 종에서 테스트되어야 합니다.