Genen van A. Mellifera doorgrond

[reijmerink]

Een aardig stukje in de Volkskrant van gisteren:

AMSTERDAM - Een internationaal consortium van onderzoekers heeft de kaart voltooid van de genen van de bij. De concurrerende wetenschappelijke bladen Nature en Science brengen deze week beide enkele eerste studies die op de genenkaart zijn gebaseerd.

De honingbij is na de fruitvlieg en de mug het derde insect waarvan het volledige genoom is gesequenced. Blijkens de analyses beslaat het genoom van de bij A. mellifera tussen de 10.157 en 13.450 genen. De mens heeft er driemaal meer.

In de studies, ondermeer van onderzoekers van de Universiteit van Leuven, worden ondermeer al verbanden gelegd met de opmerkelijke sociale eigenschappen van de bij. Ze identificeren 36 genen die de aanmaak van neurotransmitters regelen, signaalstoffen in de hersenen. Een aantal daarvan is betrokken bij het groepsgedrag van de insecten. Slechts drie ervan lijken op genen die ook in andere insecten voorkomen. De overige 33 zijn nieuw.

Het systeem dat in de bij het functioneren van de genen regelt, lijkt volgens een studie in Science sterk op het systeem in gewervelde dieren. In moderne insecten waarvan de genen al in kaart zijn gebracht, waaronder de fruitvlieg, is zo'n systeem niet gevonden.

Ook de afkomst van de gewone honingbij is opgehelderd: hij komt net als de mens uit Afrika en migreerde zelfs tweemaal naar Eurasië. In de genen van de Amerikaanse killebee zijn zelfs drie migraties uit Afrika te herkennen.

Tegelijk met de genenkaart publiceert Science ook nog de vondst van een fossiele voorloper van de bij, gevonden in barnsteen uit het noorden van Birma. Het exemplaar werd gevonden in de collectie van de universiteit van Oregon.

Het exemplaar is naar schatting 100 miljoen jaar oud, ruim tweemaal zo oud als alle eerste gevonden oerbijen. Het ingebedde fossiel, dat in veel opzichten al lijkt op moderne bijen, is slechts 2,95 millimeter klein

[apiario]

amerikaanse killerbee?

In Brazilie vertelde men mij dat daar geen Killebee voorkomt wel een
"Poly-hybriden" maar schijnbaar zit er toch een in Amerika.
Aldus de verslagever van het stuk.

Bertus

[Oude Essink]

Hallo Bertus,
Ik denk, dat jouw poly-hybriden dezelfde zijn als wat wij de Killerbees noemen; het betreft de geafrikaniseerde bij, die na de introductie van de a.m.scutellana in 1956 in Sao Paolo ( ligt toch in Brazilië, Bertus!:D) ontstond na de ontsnapping van de scutellana moeren en vermenging met de verwilderde combinatie van de zwarte bij (in 1542 door de Spanjaarden binnen gebracht; het betreft de a.m.Iberica) en de sinds de 17e eeuw binnengebrachte Ligustica's e.a.
.

1987 moet 1957 zijn!![:I]







De term Killerbee is overigens door de media uitgevonden om haar verhalen spannender te maken. Zie:

http://www.bijenhouden.nl/forum/topic.a ... IC_ID=1470

hennie oes

[DaanL]

NRC 26-10-2006

Hetzelde onderwerp, neem er even de tijd voor en kijk eens op de NRC site waar een hele mooie foto staan van een metselbij.

http://www.nrc.nl/wetenschap/article523664.ece


Complete genoom honingbij ontrafeld
Door onze redactie wetenschap
Rotterdam, 26 okt. Een groot internationaal consortium van wetenschappers heeft het complete DNA van de de honingbij in kaart gebracht. Dit is belangrijk omdat de wetenschap daarmee hoopt te ontrafelen hoe het sociale leven en het geavanceerde gedrag van dit insect zijn vastgelegd in zijn genen.De genenkaart van de honingbij (Apis mellifera) is de derde van een insect, na het fruitvliegje en de malariamug.

Maar dit keer gaat het om een zeer bijzonder insect, dat een complex gedrag en sociale organisatie kent. Honingbijen leven in kolonies met wel tienduizend individuen, maar alleen de koningin draagt bij aan de voortplanting en legt dagelijks tot 2000 eitjes. De kolonies werken efficiënt dankzij de verdeling van arbeid en uitstekende onderlinge communicatie, met als hoogtepunt de beroemde bijendans waarmee de werksters elkaar informeren over goede voedselplekken.

Dat sociale leven van de honingbij is diep verankerd in de genen, zo blijkt uit de publicatie van het complete genoom vandaag in het Britse wetenschappelijke tijdschrift Nature. Zo hebben de bijen een groot arsenaal aan genen voor geurreceptoren die een belangrijke rol spelen bij de communicatie via feromonen tijdens de bijendans. Ook hebben ze een set van negen genen die coderen voor de eiwitten die de zogeheten koninginnengelei vormen. De gelei die geproduceerd wordt in de kop van werksters is cruciaal voor het instandhouden van de kastenverdeling in het bijenvolk.

In sommige opzichten lijken de genen van de honingbij zelfs meer op die van gewervelde dieren dan op die van andere insecten. Het gaat daarbij onder meer om klokgenen die het dag-nachtritme bijhouden en om genen voor RNA-interference, de kleine moleculen die de activiteit van andere genen kunnen beïnvloeden. Veel van deze kleine RNA's bleken specifiek voor de kaste of het stadium van de bij, en spelen hierin mogelijk een belangrijke regulerende rol. Niet voor niet wordt in Nature ook de vermaarde bijenonderzoeker Karl von Frisch geciteerd: '˜Het leven van bijen is een magische bron. Hoe meer je er van aftapt, hoe meer er blijkt af te tappen.'




Van vegetarische wesp tot '˜killer bee'
De bij ging in 100 miljoen jaar de hele aarde over
De honingbij evolueerde in Afrika en is daarna twee keer overgestoken naar Eurazië, waardoor de bijenvolken in Oost- en West-Europa nog altijd duidelijk genetisch verschillen.

Door onze redacteur Sander Voormolen

Rotterdam, 26 okt. De publicatie van het genoom van de honingbij is door de belangrijke wetenschappelijke tijdschriften aangegrepen om nu eens flink uit te pakken over bijen in het algemeen. De vakbladen Nature, Science, Genome Research en de Proceedings of the National Academy of Sciences produceren vandaag een ware lawine aan wetenschappelijke artikelen over het onderwerp.

In Science rapporteren onderzoekers vondst van het oudste bijenfossiel tot nu toe; een in barnsteen geconserveerd exemplaar van de uitgestorven soort Mellitosphex burmensis van honderd miljoen jaar oud. Het fossiel staat dicht bij het begin van de evolutie van bijen, waarvan men aanneemt dat die pas succesvol werden na de grote expansie van bloeiende planten die iets langer dan honderd miljoen jaar geleden de dominante positie van conifeerachtige planten overnamen.

Het fossiel, dat werd gevonden in een mijn in de Hukawng-vallei in het noorden van Myanmar, heeft de kenmerken van een bij (zoals vertakte haren op heel het lijf) maar lijkt daarnaast sterk op wespen. Volgens de onderzoekers is dat een duidelijke aanwijzing dat bijen zijn geëvolueerd uit wespen, en hun carnivore leefwijze hebben ingewisseld voor een vegetarisch menu van nectar en stuifmeel. Een succesvolle overstap: er leven tegenwoordig naar schatting tussen de 16.000 en 20.000 bijensoorten op aarde.

De honingbij is er daar slechts één van, maar wel één die mede dankzij de mens een wereldwijde verspreiding kent. Omdat de nauwste verwant van de honingbij Apis cerana leeft in Centraal Azië ging men ervan uit dat hij hier ontstaan moest zijn. Maar uit genetisch onderzoek in een ander artikel in Science blijkt dat de honingbij in tropisch Afrika evolueerde en daarvandaan minstens tweemaal migreerde naar Centraal-Azië en Noord-Europa. Daaruit werden de volken gedomesticeerd die nu onze honing leveren.

De honingbij kwam nog een derde keer uit Afrika, nu met hulp van de mens en met minder gelukkige gevolgen. In 1956 werd de Afrikaanse ondersoort van de honingbij (Apis mellifera scutellata) die leefde op de savannen opzettelijk geïntroduceerd in Brazilië om de honingproductie te stimuleren. Het liep verkeerd af; de Afrikaanse immigrant hybridiseerde met eerder geïntroduceerde Europese honingbijen en ontwikkelde zich tot een uiterst agressieve steeklustige bij; de '˜killer bee'. De killer bee begon een opmars naar het noorden en bereikte in de jaren negentig ook de Verenigde Staten waar de soort een plaag werd en de bijenvolken van imkers verdrong. Genetisch is de killerbee een mengsel van Euraziatische en Afrikaanse origine.

Andere artikelen in de '˜bijengolf' gaan in op genetische details. Zo berichten onderzoekers in het blad Proceedings of the National Academy of Sciences over de genetische veranderingen die ten grondslag liggen aan de veranderingen in het gedrag van bijenwerksters. In de eerste fase van hun ongeveer veertig dagen durende leven werken zij in de korf en verzorgen zij het broed in de raten, maar later vliegen ze uit om te foerageren. De onderzoekers vonden duizenden genen die verschillen in de hersenen van jonge en oude bijen. Ze ontdekten echter ook dat die verschillen niet alleen afhankelijk zijn van de leeftijd, maar ook beïnvloed kunnen worden door de omgeving of de ervaring van de bij. Dat komt overeen met eerdere bevindingen dat werksters zich sneller of langzamer kunnen ontwikkelen, afhankelijk van de behoefte van de kolonie.

Andere artikelen richten zich bijvoorbeeld op het aantal genen voor geurreceptoren (163, twee keer zoveel als fruitvliegjes en malariamuggen) of de identificatie van neuropeptiden (kleine eiwitten in de hersenen) van honingbijen. Tot nu toe waren er slechts drie neuropeptiden bekend van de honingbij, maar dat arsenaal is nu uitgebreid naar meer dan honderd, dankzij de nieuwe genoominformatie.

Opvallend is dat onderzoekers in verschillende artikelen elkaar soms tegenspreken. De wetenschappers van het Honeybee Genome Sequencing Consortium schrijven in Nature dat de honingbij relatief langzaam evolueerde in vergelijking met het fruitvliegje en de malariamug. Maar in het tijdschrift Genome Research komen onderzoekers onder leiding van Martin Beye van de Heinrich Heine Universiteit in Düsseldorf tot de tegenovergestelde conclusie: de honingbij is één van de snelst geëvolueerde organismen.

Volgens Beye en zijn collega's heeft de honingbij, sinds de aftakking van de hommels van zo'n 60 miljoen jaar geleden, in zijn genoom het hoogste niveau van recombinatie doorgemaakt van alle tot nu toe onderzochte diersoorten. Volgens onderzoekers zou deze versnelde evolutie een reactie zijn op het leven in een kolonie waarbij de koningin het enige vrouwtje is dat nageslacht voortbrengt. Meer recombinatie betekent een hogere genetische diversiteit en dat versnelt op zijn beurt de evolutie van selectief voordelige eigenschappen.

De tegengestelde conclusies van beide groepen onderzoekers zijn te verklaren doordat zij ieder op een andere manier naar het genoom hebben gekeken; de een op het niveau van genen en de ander op het niveau van eenletterveranderingen in de genetische code.


Genoom mijlpalen
1975 Bacterievirus MS2, eerste organisme (RNA-virus) (3569 baseparen= bp)

1977 Bacteriofaag PhiX174 , eerste DNA-virus (5386 bp)

1990 Humane cytomegalovirus (229.354 bp)

1995 Haemophilus influenzae, eerste bacterie (1,8 miljoen bp)

1996 Bakkersgist (12 miljoen bp)

1997 Escherichia coli (4,6 miljoen bp)

1998 Tuberculosebacterie (4,4 mln bp)

1999 Rondworm, eerste meercellige dier (97 miljoen bp)

2000 Zandraket, eerste plant (125 mln bp)

2000 Fruitvliegje (120 miljoen bp)

2001 Mens (3 miljard bp)

2001 Muis (2,6 miljard bp)

2004 Rat (2,75 miljard bp)

2005 Chimpansee (3 miljard bp)

2006 Zwarte balsempopulier (485 mln bp)

2006 Honingbij (236 miljoen bp)

[maartenkleijne]

"Volgens Beye en zijn collega's heeft de honingbij, sinds de aftakking van de hommels van zo'n 60 miljoen jaar geleden, in zijn genoom het hoogste niveau van recombinatie doorgemaakt van alle tot nu toe onderzochte diersoorten. Volgens onderzoekers zou deze versnelde evolutie een reactie zijn op het leven in een kolonie waarbij de koningin het enige vrouwtje is dat nageslacht voortbrengt. Meer recombinatie betekent een hogere genetische diversiteit en dat versnelt op zijn beurt de evolutie van selectief voordelige eigenschappen."


Dit is goed nieuws: de honingbij heeft dus de mogelijkheid uitzonderlijk snel te evolueren en zich genetisch aan te pasen. recombinatie is het sleutelwoord, dat had ik nou niet gedacht.
Bedankt DaanL, ik wou hetzelfde gaan doen, zat net het artikel in de krant gelezen, en zie: je had het al klaar.

[Hans van der Post.]

Gepubliceerd op vrijdag 27 oktober 2006 zie: http://www.planet.nl/planet/show/id=434 ... /sc=6350e4

De genetische kaart van de honingbij is af.
Daarmee kunnen wetenschappers onder andere meer te weten komen over het menselijke brein. Want bijen blijken opvallend veel met ons gemeen te hebben.
De honingbij (Apis mellifera, zie afbeelding) is het vierde insect waarvan wetenschappers het complete genoom - de combinatie van alle erfelijke factoren - hebben weten te ontrafelen. De fruitvlieg, mug en zijdemot gingen hem voor. In het DNA van de bij vonden de onderzoekers opvallende overeenkomsten met het genetische materiaal van mensen en andere zoogdieren.
Net als de mens heeft de honingbij zich vanuit Afrika naar Europa verspreid. Daar hebben ze zich in twee verschillende populaties opgesplitst die genetisch van elkaar verschillen. Uit het DNA blijkt dat die meer verwant zijn aan hun Afrikaanse soortgenoten dan aan elkaar.

Biologische klok.
Een andere eigenschap die bijen met mensen en bepaalde zoogdieren delen, is het bezit van een interne biologische klok. Ook vliegen hebben er een, maar de biologische klok van bijen heeft meer overeenkomsten met die van mensen en zoogdieren dan met die van de vlieg. De bijenklok zorgt ervoor dat de diertjes een besef van tijd hebben, maar ook beter kunnen navigeren en taken kunnen verdelen.
Daarnaast speelt de biologische klok van de honingbij een cruciale rol bij de beroemde 'danstaal': een ingenieus communicatiesysteem dat de werksters van een populatie gebruiken om elkaar informatie door te geven over voedselbronnen. De hersenen van honingbijen blijken over 36 verschillende genen te beschikken, waarvan er 33 nog niet eerder waren ontdekt.
Verder hebben deze insecten honderd neuropeptiden: moleculen die zowel bij bijen als bij mensen de hersenactiviteit reguleren. In vergelijking met de fruitvlieg en de mug, blijkt de honingbij over veel meer genen te beschikken die betrekking hebben op de reukzin. Er zijn er echter juist veel minder betrokken bij smaak. De bij is dus gespecialiseerd in geur, en dat is logisch als het je taak is om van bloem tot bloem te vliegen. Verder blijken bijen in elke levensfase een ander genenpakket in te schakelen, en blijken de diertjes - net als mensen en gewervelde dieren - in staat te zijn om genen aan- en uit te schakelen. Vliegen en muggen kunnen dat niet.

Fossiel
Maar er is nog meer nieuws over bijen. Wetenschappers hebben namelijk de oudste bij ooit gevonden. Het exemplaar van maarliefst honderd miljoen jaar oud is in gefossiliseerde vorm bewaard gebleven in een stuk amber. Het blijkt een kruising tussen een bij en een wesp te zijn en is slechts drie millimeter lang. Er zijn ook stuifmeelkorrels aangetroffen, wat er op wijst dat deze verre voorouders van de hierboven beschreven Apis mellifera ook al druk doende waren met de bloempjes.
Bijzonder aan het fossiel is dat het minstens 35 tot 45 miljoen jaar ouder is dan elk ander bijenfossiel dat ooit gevonden is. De vondst bevestigt de bestaande theorieën over de evolutie van bijen. Experts geloven namelijk dat deze van pollen afhankelijke insecten afstammen van vleesetende bij-achtige wezens. Het fossiel geeft wetenschappers een vrij duidelijk beeld van wanneer de moderne bijensoort die wij kennen is geëvolueerd.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Gelezen in Noorderlicht van de VPRO: http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/30961910/

De week van de bij

Genenkaart van een slim en sociaal insect

Wat moet je in huis hebben om een complexe samenleving op poten te zetten?
Nu de genenkaart van de honingbij af is, komt een antwoord in zicht.
Veel talent voor geursignalen in elk geval, en een geavanceerd systeem om genen mee aan en uit te zetten.

Het lijkt misschien een raar idee, maar u bent verwant aan alles wat leeft. Zo ook aan de honingbij. De laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en honingbij moet zo'n zeshonderd miljoen jaar geleden in zee geleefd hebben. Honderd miljoen jaar geleden, toen er nog lang geen mensachtige wezens op de planeet rondliepen, waren er al wel bijen, blijkt uit een nieuw ontdekt bijenfossiel.

George Poinar junior en Bryan Danforth presenteren in Science een drie millimeter lang bijtje dat al honderd miljoen jaar in barnsteen opgesloten zit. Een mannetje, zien de onderzoekers aan het aantal segmenten waaruit zijn voelsprieten bestaan. Uit zijn uiterlijk, met vertakte haartjes waar nog enkele stuifmeelkorrels aan kleven, blijkt verder dat het beestje door het leven ging als bevruchter van bloemen. Of deze soort een sociaal leven in kolonies leidde, maakt het fossiel niet duidelijk.

En er is meer bijennieuws, veel meer. De honingbij speelt deze week de hoofdrol in de drie grote wetenschappelijke tijdschriften Nature, Science en Proceedings of the National Academy of Sciences. De genenkaart van dit sociale insect is namelijk af, en dat levert allerlei nieuwe inzichten op.

De honingbij, Apis mellifera, is pas het derde insect waarvan het DNA volledig gescreend is. Fruitvliegje Drosophila melanogaster en de mug Anopheles gambiae gingen hem voor. Die twee hebben lang niet zo'n ingewikkeld sociaal leven als de bij, en dat zie je terug in hun erfelijk materiaal. Zo heeft de bij veel meer genen die de reukzin bepalen, want geursignalen zijn belangrijk bij de communicatie in de bijenkorf. Smaakgenen heeft hij juist veel minder. Die zijn ook niet zo nodig, omdat hij doorgaans betrouwbaar voedsel voorgeschoteld krijgt van soortgenoten. Een vlieg of mug moet de hele tijd zelf uitzoeken wat er eetbaar is en wat niet.

Onderzoekers zijn vooral bijzonder geïnteresseerd in het bijenbrein. Een honingbij heeft grofweg een miljoen zenuwcellen, honderdduizend keer minder dan een mens. Toch kan hij verbazend veel. Zijn soortgenoten al dansend vertellen waar goed voedsel te vinden is bijvoorbeeld, en de locaties van een stuk of vijf goede voedselbronnen onthouden. Bijen kunnen zelfs menselijke portretten leren herkennen, toonden onderzoekers vorig jaar aan.

Amerikaanse en Belgische onderzoekers hebben zich verdiept in de signaaleiwitjes in de hersenen van bijen. Met de genenkaart in de hand vonden ze er tweehonderd, de meeste nog onbekend. Deze zogenoemde neuropeptiden sturen het gedrag. In een latere fase van het onderzoek moet blijken wat ze precies doen.

Dat verandert overigens sterk in de loop van een bijenleven, blijkt alvast uit het onderzoek van Gene Robinson en collega's uit de VS en Frankrijk. Een werkster maakt namelijk carrière. Ze begint als larve, met eten en groeien als enige taken. Na de verpopping werkt ze binnenshuis als schoonmaakster, wordt na een paar dagen gepromoveerd tot nectarbewerkster, neemt dan de verzorging van larven op zich en gaat na twee weken meedraaien in de bewakingsdienst van de bijenkorf. Een week later begint het werk waar we bijen zo goed van kennen: van bloem tot bloem vliegen om nectar te verzamelen.

In elke levensfase wordt een eigen pakket genen afgelezen. Robinson en zijn medewerkers brachten dat in kaart en keken ook of de omstandigheden er invloed op hadden. Om genen op het spoor te komen die met sociaal gedrag te maken hebben, vergeleken ze de resultaten met die van bijensoorten die alleen leven. Ook hier moeten latere proeven uitwijzen wat elk gen precies doet.

Verder onthult de kaart van het bijen-DNA dat het aan-en uitzetten van genen op dezelfde manier gaat als bij gewervelde dieren. Die manier, het methyleren van DNA, gebruiken fruitvliegen en muggen niet. Waarom niet? Dat moet nog uitgezocht worden. Waarschijnlijk zijn ze het ergens in de loop van zeshonderd miljoen jaar evolutie kwijtgeraakt, want de gemeenschappelijke voorouder van bijen, muggen en mensen moet dit methyleringssysteem al gehad hebben.

Elmar Veerman

The Honeybee Genome Sequencing Consortium: '˜Insights into social insects from the genome of the honeybee Apis Mellifera', Nature, 26 oktober 2006

Science, 28 oktober 2006: diverse artikelen.
Gene Robinson e.a.: '˜Genomic dissection of behavioral maturation in the honey bee', PNAS, 31 oktober 2006
Een mooie link is http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank of http://www.ncbi.nih.gov/Genbank waar het bijen-DNA sinds 1994 wordt gesequenteerd.
kg Bewerkt door - kreydt op 01/11/2006 19:20:00

[Tieme]

Hallo allemaal,

In de Naturgeschichte der Honigbiene maakt F. Ruttner zich er sterk voor dat honingbijen uit Azie stammen.

Ik vraag me nu af hoe we deze informatie en die uit het genoom project komt kunnen interpreteren.

Ruttner geeft aan dat A. mellifera mellifera waarschijnlijk afstamt van Noordafrikaanse bijen. Deze stammen weer af van Noordoostafrikaanse / Aziatische. Vanuit die laatse tak zou de soort ook vanaf de oostkant het europese continent ingedoken kunnen zijn (A.m. Carnica, A.m Ligustica etc.).

Maar is de soort dan geevolueerd in Afrika? Dit zou opmerkelijk zijn aangezien andere soorten van het geslacht Apis allemaal in Zuidoost Azie voorkomen.

Heeft iemand een idee hoe deze schijnbaar tegenstrijdige informatie moet worden bekeken?

Tieme