蜜蜂是自然界中团队合作的典范，它们拥有复杂的社会结构和足以产生电荷的蜂巢。它们似乎也是少数表现出基因遗传的独特特质——利他行为的动物之一。这一发现发表在9月25日出版的《分子生态学》杂志上。
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为蜂后奉献一切
根据美国心理学会的说法，人类的利他行为是指在付出自身代价的情况下，使另一个体受益的行为。一些心理学家认为这是人类独有的特质，在动物身上研究它需要一个不同的理解框架。动物的认知水平不同，因此驱动人类利他行为的因素可能与影响蜜蜂等动物表现出利他行为的因素不同。
在这项新研究中，研究人员首先研究了工蜂随侍行为背后的遗传学。随侍行为是指工蜂照顾蜂后的行为，如喂食或梳理。据信，这种行为是由特定的信息素触发的，而工蜂总是雌性。
工蜂暴露于蜂后下颚信息素（QMP）后，会使其自身卵巢失活。然后，它们会帮助将QMP传播给其他工蜂，并且只照顾蜂后产生的卵。昆虫学家认为这种行为是“利他”的，因为它有利于蜂后繁殖后代，而工蜂则保持不育。
蜂后通常是蜂巢中所有或绝大多数蜜蜂的母亲。使工蜂对蜂后信息素和随侍行为更敏感的基因可以从父母双方（雌性或雄性）继承。然而，这些基因只有在从雌性蜜蜂父母那里继承时才会导致利他行为。
“人们经常认为不同的表型是基因序列或环境差异的结果。但这项研究表明，这不仅仅是基因本身的差异——而是基因从哪个父母那里继承。”该研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学博士候选人肖恩·布雷斯纳汉在一份声明中说道。“由于昆虫从母亲那里获得基因的本质，无论基因序列如何，它都可能表现得与从父亲那里获得的基因拷贝不同。”
基因的较量
这项研究支持一项名为“基因组内冲突的亲缘关系理论”。该理论认为，母亲和父亲的基因在支持或不支持哪些行为方面存在冲突。先前的研究表明，来自雄性的基因可以支持哺乳动物、植物和蜜蜂的自私行为。这项新研究是第一个已知研究表明，雌性可以将利他行为通过基因遗传给后代。
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工蜂通常有一个共同的母亲，但父亲不同，因为蜂后会与多只雄蜂交配。这意味着工蜂之间共享更多它们母亲的基因。
“这就是为什么基因组内冲突的亲缘关系理论预测，从母亲那里继承的基因将在蜜蜂中支持利他行为。”布雷斯纳汉说。“工蜂帮助她的母亲和姐妹（她们携带的工蜂基因副本比她自己繁殖的要多）比与她们竞争更能获益。相比之下，在雌蜂只交配一次的物种中，则预计是来自父亲的基因支持利他行为。”
精确识别冲突网络
为了更深入地研究，研究团队进行了杂交了六个不同的蜜蜂品系。布雷斯纳汉说，这在哺乳动物或植物中相对容易做到，但在昆虫中则更困难。他们利用德克萨斯农工大学的合作作者朱莉安娜·兰杰尔和宾夕法尼亚州立大学推广部的罗宾·安德伍德在蜜蜂育种方面的专业知识来创建这些群体。
在成功杂交蜜蜂种群并使后代达到足够年龄后，研究团队评估了工蜂对触发随侍行为的信息素的反应。
“所以，我们可以为父母开发个性化的基因组，然后将工蜂的基因表达追溯到每个父母，并找出哪个父母的基因拷贝正在表达。”布雷斯纳汉说。
研究团队确定了具有这种基因组内冲突的基因调控网络，发现具有父母偏向的基因表达更多。这些网络包含先前研究表明与随侍行为相关的基因。
“观察基因组内冲突非常困难，因此很少有研究探讨它在产生行为和其他性状变异中所起的作用，”该研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学昆虫学家克里斯蒂娜·格罗津格在一份声明中说道。“事实上，这是我们发现基因组内冲突对蜜蜂性状变异有贡献的第三种行为，这表明基因组内冲突可能塑造了蜜蜂和其他物种的许多类型性状。”
研究团队希望这项研究能为其他动物和植物的基因组内冲突研究提供蓝图。
