פילוגנטיקה ושימוש בניתוח פילוגנטי למחקר אבולוציוני על דבורים (Hymenoptera: Apoidea: Apiformes) כמודל

פילוגנטיקה הוא חקר יחסי הגומלין האבולוציוניים בין אורגניזמים על פי תכונותיהם. פילוגנטיקה יכולה לשמש לצרכי מיון ויתרונה בכך שהיא מציגה הסבר אבולוציוני לאופן ההתמיינות. עם זאת, תוצאות ההיפותזה הפילוגנטית עשויות להשתנות בהתאם לטקסונים ולתכונות הנבדקות. פיתוח שיטות סטטיסטיות מתאימות מאפשר שימוש בפילוגנטיקה לצורך ניתוח כמותי של תהליכים אבולוציוניים שונים ותורם ידע רב שלא נחשף בעזרת שיטות אחרות עד כה. דבורים הן קבוצה מעניינת במיוחד ומודל מצוין למחקר פילוגנטי כי הן מציגות מגוון טקסונומי, ביולוגי והתנהגותי. בהרצאה אציג תוצאות חדשות ממחקרים על פילוגנטיקה ושימוש בניתוח פילוגנטי למחקר אבולוציוני בדבורים. אנליזות פילוגנטיות הראו ששבע משפחות הדבורים הידועות כיום יוצרות קבוצה מונופילטית (monophyletic (group, כלומר כולן נגזרות מאב קדמון משותף, וכן ששש משפחות מתוך השבע מייצגות גם הן קווים מונופילטיים. משפחת המליטיים (Melittidae), הנמצאת בסמוך לבסיס העץ האבולוציוני של הדבורים, היא המשפחה היחידה שמוצאה עדיין אינו ברור. אביא דוגמאות למחקרים שעשו שימוש בניתוח פילוגנטי של קבוצות דבורים שונות בשביל לחקור את התהליכים האבולוציוניים:

א. בחירת צמחי מזון באוסמיות (Osmiine bees): עדות לקדמוניות ההתמחות באיסוף אבקה ממספר מוגבל של מיני צמחים הקרובים מבחינה סיסטמטית (אוליגולקטיות, oligolecty), מעבר מהתמחות לכוללנות (polylecty) ומעבר מהתמחות באיסוף אבקה מצמח מזון אחד לאחר;

ב. שימוש בחומרים לקינון במשפחת הגזרניתיים (Megahilidae): עדות לקדמוניות חוסר השימוש בחומרים לקינון ועליה דרמטית בקצב תהליך ההתמיינות וכיבוש אזורים גיאוגרפיים חדשים עם תחילת השימוש בחומרים שונים לקינון;

ג. חברתיות במשפחת הדבוריים (Apidae): עדות לעתיקות הופעתו של ארגון חברתי מפותח בקבוצת הדבורים בעלות הסלסילה (corbiculate bees) מתת המשפחה Apinae וכן עדות לאובדן הארגון החברתי בדבורי הסחלבים מהשבט Euglossini;

ד. טפילות במשפחת הדבוריים (Apidae): עדות לעתיקות הופעת הטפילות ולהופעתה ארבע פעמים בלבד, המצביעה על כך שמשפחת הדבוריים מהווה בהכרח קבוצה פאראפילטית, כלומר קבוצה הכוללת רק חלק מהקווים הנגזרים מאב קדמון משותף, ובנוסף, שוללת אפשרות של חזרה לאורח חיים חופשי מצורות טפיליות.

מקורות ספרות:

Cardinal, S., J. Straka, and B. N. Danforth. 2010. Comprehensive phylogeny of apid bees reveals the evolutionary origins and antiquity of cleptoparasitism. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107: 16207-16211.

Cardinal, S. and B. N. Danforth. 2010. The Antiquity and evolutionary history of social behavior in bees. PloS One 6:e21086.

Danforth, B. N., S. Cardinal, C. Praz, E. A. B. Almeida, and D. Michez. 2013. The impact of molecular data on our understanding of bee phylogeny and evolution. Annual Review of Entomology 58: 57-78.

Litman, J. R., B. N. Danforth, C. D. Eardley, and C. J. Praz. 2011. Why do leafcutter bees cut leaves? New insights into the early evolution of bees. Proceedings of the Royal Society B 278: 3593-3600.

Sedivy, C., S. Dorn, A. Widmer, and A. Müller. 2013. Host range evolution in a selected group of osmiine bees (Hymenoptera: Megachilidae): the Boraginaceae-Fabaceae paradox. Biological Journal of the Linnean Society 108: 35–54.