Множественные митогеномы указывают на то, что все разваливается с гипотезами филогеографической эволюции медоносных пчел (Apis mellifera) из Африки или Азии.

Oct 19, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9386 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Предыдущие морфомолекулярные исследования эволюционных взаимоотношений внутри экономически важного рода медоносных пчел (Apis), включая западную медоносную пчелу (A. mellifera L.), предположили, что они возникли из Африки или Азии и с последующим распространением в Европу. Я проверяю эти гипотезы с помощью метаанализа полных кодирующих областей митохондриальной ДНК (11,0 т.п.н.) из 22 номинальных подвидов, представленных 78 отдельными последовательностями у A. mellifera. Анализ экономности, расстояния и правдоподобия идентифицирует шесть вложенных кладов: «Вещи разваливаются» с гипотезами «из Африки» или «Азия». Филогеографический анализ, калиброванный по молекулярным часам, вместо этого показывает базальное происхождение A. m. mellifera в Европе ~ 780 тыс. лет назад и распространение в Юго-Восточную Европу и Малую Азию ~ 720 тыс. лет назад. Евразийские пчелы распространились на юг через левантийский/нилотский/аравийский коридор в Африку ~ 540 тыс. лет назад. Африканская клада, восстановленная в Иберии примерно через 100 тыс. лет назад, распространилась после этого на острова западного Средиземноморья и обратно в Северную Африку. Номинальные подвиды в пределах малоазиатских и средиземноморских клад менее дифференцированы, чем особи внутри других подвидов. Имена имеют значение: парафилетические аномалии являются результатом неправильного отнесения последовательностей в GenBank к неправильному подвиду или использования ошибочных последовательностей, которые выясняются путем включения нескольких последовательностей из доступных подвидов.

Род Apis включает не менее десятка номинальных видов медоносных пчел, встречающихся в Азии, Африке, на Ближнем Востоке и в Европе, включая типовой вид A. mellifera L., Западная медоносная пчела (Таблица 1)1,2. Хотя несколько видов играют важную роль в качестве традиционных местных источников меда, исторически для этой цели были одомашнены только два вида, гнездящихся в полостях: A. cerana в Индии и A. mellifera. Пчеловодство A. mellifera зарегистрировано в Египте еще в 2600 г. до н.э.3. (Ссылки на Левант как на «землю молока и меда» (Исход 3:8) вместо этого могут относиться к сиропу из оазисных фиников, опыляемых ветром и (или) вручную (Phoenix dactylifera) еще большей древности3). A. mellifera транспортируется людьми по всему миру в качестве основного коммерческого источника меда и пчелиного воска, а также имеет особое сельскохозяйственное значение в Америке как интродуцированный опылитель некоторых овощных и фруктовых культур, которые сами по себе интродуцированы4. Конкуренция между интродуцированными медоносными пчелами широкого профиля и местными специализированными насекомыми-опылителями (включая других пчел, не относящихся к апинам) за пыльцу («кража пыльцы») может нанести ущерб местным видам растений5. Известно, что этому влиянию способствуют географические различия между различными местными штаммами или подвидами A. mellifera, а также качество и количество меда и другие особенности поведения6. Примечательно, что так называемые «африканизированные» пчелы возникли в результате побега африканских подвидов, скрещенных с одомашненными южноамериканскими ульями, где гибриды сочетают повышенный выход меда с большей агрессивностью и представляют опасность для человека7.

Морфо-поведенческая систематика выделила три группы видов внутри рода: карликовые медоносные пчелы (A. florea и A. andreniformis), гигантские медоносные пчелы (A. Laboriosa, A. dorsata и A. breviligula) и гнездящиеся в полостях медоносные пчелы. (A. mellifera вместе с A. nuluensis, A. nigrocincta, A. cerana (включая A. indica) и A. koschevnikovi). A. mellifera — единственный вид, имеющий естественный ареал в Африке и Европе, и включает более 30 номинальных подвидов2. Исторически они были сгруппированы в четыре континентальные группы, обозначенные как ACMO для африканского, континентального, меллиферного и восточного распространения8. Географическое происхождение и эволюционное распространение этих групп остается спорным, как и их разделение на филогенетические линии предков-потомков. Молекулярные исследования, основанные на анализе различных компонентов ядерного генома (см. «Обсуждение»), в целом сходятся во мнении о их перегруппировке в основу MAOC, основанной на предложении альтернативных теорий происхождения: «Трижды из Африки»9 [корень в A] или «Трижды из Азии»10 [корень между A и O]. Эти исследования основаны на менее чем дюжине доступных подвидов A. mellifera. Другие филогеографические выводы были сделаны на основе анализа полных геномов митохондриальной ДНК (мтДНК) из отдельных последовательностей каждого подвида11,12. В частности, Тихелька и его коллеги в этом журнале12 недавно представили метаанализ мтДНК, основанный на значительном объеме данных Бордмана и др.11 и новых методах филогенетического вывода. Они пришли к еще одной альтернативной гипотезе — ближневосточному/североафриканскому происхождению A. mellifera.