蜜蜂的大脑可能很小，但这种昆虫已经学会利用它来识别花的颜色和形状，并将这些信息通过摇摆舞传回蜂巢。事实上，蜜蜂拥有我们人类（灵长类动物）之外最复杂的符号语言，而它们只用一百万个神经元的大脑就做到了这一点——比人类少五个数量级。更重要的是，这只比果蝇拥有的神经元数量多四倍，果蝇是缺乏任何形式的社会性的生物——至少蜜蜂或人类不会这样认为。然而，蜜蜂（Apis mellifera）新测序的基因组揭示，一些指导果蝇神经系统发育的相同基因，在蜜蜂中被重新利用，以控制其基因能力，从而切换社会角色，以及其他蜂巢秘密。
贝勒医学院人类基因组测序中心的乔治·温斯托克和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的吉恩·罗宾逊领导了基因组测序工作。这项工作最终招募了来自63个不同机构的112位科学家，帮助拼凑蜜蜂的基因谜题，这一过程跨越了四年。“选择蜜蜂进行测序，是因为它是研究社会行为的常用系统，以及其通过授粉在农业中的重要性以及蜂蜜的生产，”温斯托克解释道。“蜜蜂是地球上最重要的传粉者，为我们的经济贡献了价值100亿至200亿美元，”罗宾逊补充道。
继果蝇、蚊子和蚕之后，蜜蜂成为第四种完成基因组测序的昆虫，并且先于未来将要揭示的一大群昆虫基因组。研究人员使用大量雄蜂和一只部分近亲繁殖的蜂后，收集了超过三百万个DNA序列。在破译序列组成后，计算机帮助将它们重新组合成一个近乎完整的基因图谱——一种称为全基因组鸟枪法策略的方法（也用于快速测序人类基因组）。与人类基因组非常相似，仍然存在一些缺口，并且目前的总体基因数量很低。“我们描述了大约10,000个基因，比果蝇或蚊子少大约30%，”温斯托克指出。“可能还有其他基因被遗漏了，因为与其他[昆虫]基因组相隔3亿年的距离，我们不能过多地依赖序列相似性来挑选基因。”
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尽管与人类祖先在 6 亿多年前就已分道扬镳，但蜜蜂与脊椎动物表亲共享许多其昆虫同胞所缺乏的基因，例如涉及 RNA 干扰、衰老、DNA 甲基化和昼夜节律的基因。“共同的祖先中似乎有两个[昼夜节律]基因，”贝勒医学院的基因组生物学家金·沃利解释道。“相同的基因在蜜蜂和脊椎动物中丢失了，而另一个基因在果蝇中丢失了。”蜜蜂在许多其他方面也与昆虫同类不同，包括更多用于嗅觉的基因以及用于利用花蜜和花粉的基因，以及较少的先天免疫、保护性外衣、解毒和味觉基因。“它们与花朵之间存在这种互利关系：花朵希望它们来授粉，”沃利指出。“大多数植物都在为来吃它们的昆虫设置毒素。蜜蜂没有发展出这些防御措施。”这可能有助于解释蜜蜂的另一个谜团：它们近年来急剧下降。“当它们遇到其他毒素（如杀虫剂）时，它们没有能力应对，”她补充道。
蜜蜂基因组已经产生了一些其他令人惊讶的结论，例如非常缓慢的进化速度。“与 果蝇和按蚊相比，蜜蜂的变化和替代较少，”德国杜塞尔多夫海因里希-海涅大学的遗传学家马丁·贝耶解释道，但他还指出，蜜蜂具有相对较高的染色体间 DNA 交换率或重组率，以在蜂巢中只有一个繁殖雌性的情况下保持多样性。“重组的存在仍然是主要的生物学问题之一，”他补充道。“我们可以根据高10倍的重组率来测试理论预测。”
而且蜜蜂基因组已经推翻了至少一项理论预测：蜜蜂的起源地。鉴于亚洲拥有最多样化的蜜蜂，从矮小到巨大都有，许多人怀疑蜜蜂起源于那里，并蔓延到非洲和欧洲。但通过追踪突变——特别是单核苷酸多态性——伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的昆虫学家查尔斯·惠特菲尔德发现，人类熟知和喜爱的蜜蜂起源于非洲。“当然，该属本身可能起源于亚洲并在那里多样化，”他说。“在某个时候，它进入了非洲，然后又蔓延回欧洲和亚洲。”而且基因组还证明，最近非洲入侵美洲的事件——由臭名昭著的“杀人蜂”所为——是通过杂交进行的。“我们在这项研究中看到的每一只蜜蜂都是杂交的，”他指出。“发生这种情况是有道理的，因为最初引入美洲的蜜蜂来自温带地区。你引入这种来自非洲稀树草原的新蜜蜂，它对热带气候的适应性要好得多。”
然而，有了基因组图，科学家们就可以开始寻找控制非洲化蜜蜂所表现出的攻击性行为的特定基因。在《自然》杂志 10 月 26 日发表该基因组的同时，多份期刊上正在同时发表 50 多篇利用该基因组的论文。而蜂巢思维的最终奥秘，甚至可以精确到基因表达的水平，最终可能会通过这项工作揭示出来。“我自己的实验室正在利用基因组来帮助寻找参与社会行为的基因，”罗宾逊说，“试图理解基因表达的社会调节现象，即社会线索如何调节[蜜蜂]大脑中基因的活动，进而影响行为。”