Kartläggning av arvsmassan ritar om biets evolutionära historia

I en studie publicerad i Nature Genetics presenterar forskare från Uppsala universitet den första globala analysen av genomvariation i honungsbin. Resultaten visar en överraskande hög grad av genetisk mångfald hos honungsbin, och tyder på att arten sannolikt härstammar från Asien, inte från Afrika som man tidigare trott.

Honungsbin (Apis mellifera) är enormt viktiga för mänskligheten, och omfattande förluster av honungsbisamhällen de senaste åren oroar. En tredjedel av våra livsmedel är beroende av bins och andra insekters pollinering av frukter, nötter och grönsaker, samtidigt som honungsbin hotas av sjukdomar, klimatförändringar och skötselmetoder. För att kunna möta dessa utmaningar är det viktigt att förstå honungsbinas utveckling och hur de är anpassade till olika miljöer.

- Vi har använt den senaste tekniken inom genforskningen, och har identifierat oväntat höga nivåer av genetisk mångfald i honungsbin. Till skillnad från andra domesticerade arter verkar människans hantering av honungsbin ha lett till förhöjda nivåer av genetisk variation då bin från olika delar av världen har blandats. Resultaten kan också tyda på att inavel inte är en viktig orsak till de globala förlusterna av bisamhällen, säger Matthew Webster, forskare vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet.

Ett annat oväntat resultat var att honungsbin verkar komma från en forntida linje av bin från Asien för runt 300.000 år sedan, som snabbt spreds över Europa och Afrika. Detta står i kontrast till tidigare forskning som tytt på att honungsbin har sitt ursprung i Afrika.

- Det evolutionära träd som länkar samman genomsekvenserna stöder inte honungbiets ursprung i Afrika, vilket ger oss helt nya insikter om hur honungsbin spreds och anpassade sig till livsmiljöer i hela världen, säger Matthew Webster.

I mönstren för genetisk variation hos bina finns signaler som tyder på stora cykliska svängningar i populationsstorlek. Detta speglar historiska mönster av istider, och tyder på att klimatförändringarna kraftigt påverkat honungsbipopulationer historiskt.

- Bipopulationen i Europa verkar ha minskat under istider medan de afrikanska populationerna samtidigt har expanderat, vilket tyder på att de afrikanska miljöförhållandena var mer gynnsamma då, säger Matthew Webster.

I gener som är viktiga för anpassning till faktorer som klimat och patogener identifierade forskarna också specifika mutationer, till exempel sådana som har med morfologi, beteende och medfödd immunitet att göra.

- Studien ger nya insikter om evolution och genetisk anpassning som kommer att hjälpa oss att undersöka biologiska mekanismer bakom sjukdomsresistens och anpassning till klimat, kunskap som kan vara avgörande för att skydda honungsbin i en snabbt föränderlig värld, säger Matthew Webster.

Referens: "A worldwide survey of genome sequence variation provides insight into the evolutionary history of the honeybee Apis mellifera", Nature Genetics's, DOI: 10.1038/NG.3077.  Wallberg et al.

För mer information, kontakta Matthew Webster, tel: 018-471 43 91, mobil: 070-615 96 59, e-mail: matthew.webster@imbim.uu.se

Science for Life Laboratory (SciLifeLab) är ett center för molekylära biovetenskaper med fokus på forskning inom hälsa och miljö. Centret kombinerar teknisk expertis och avancerade instrument med ett brett kunnande inom transnationell medicin och molekylär biovetenskap. SciLifelab är en nationell resurs och ett samarbete mellan fyra universitet: Karolinska Institutet, Kungliga Tekniska högskolan, Stockholms universitet och Uppsala universitet.