Больше не воины. Ученые превратили муравьев-солдатов в собирателей: как им это удалось

Муравейник представляет собой тщательно организованное сообщество насекомых с четким разделением труда, что и обеспечивает бесперебойную работу. Пока королева откладывает яйца, рабочие муравьи либо добывают пищу, либо зачищают гнездо в качестве солдат. При этом то, какую роль будет выполнять муравей, определяет так называемый "ювенильный гормон", пишет Live Science.

Однако ранее ученые до конца не понимали основные молекулярные механизмы контроля, регулирующие эти гормоны для формирования социального поведения. В новом исследовании ученым удалось показать, что сложная кастовая система муравьев может частично контролироваться версией гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), созданной насекомыми. Этот барьер, по сути, представляет собой некого "привратника", пропускающего в мозг только определенные вещества.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Команда из Пенсильванского университета обнаружила, что воздействие на фермент в ГЭБ, может изменить роль муравья, которую он выполняет в колонии: например, будет ли он собирателем или солдатом.

В ходе исследования ученые сосредоточились на понимании основы поведенческих различий между муравьями-собирателями и муравьями-солдатами. Они изучили, какие гены и белки реагируют по-разному у этих двух классов рабочих муравьев-плотников Флориды (Camponotus floridanus). Команда обнаружила, что муравьи-солдаты имели более высокий уровень ювенильной гормональной эстеразы — фермента расщепляющего гормон. Таким образом меньшее количество гормона попадало в мозг муравьев.

Чтобы проверить свою теорию, ученые ввели ювенильный гормон непосредственно в мозг муравья-солдата и обнаружили, что он отказался от своей роли "защитника" и отправился на поиск пищи. В результате ученые смогли разгадать тайну того, какой фермент отвечает за социальную роль муравья в колонии.

По словам биолога-эволюциониста из Университета Рокфеллера Дэниеля Кронауэра, который не принимал участие в исследовании, то, что доступ ювенильного гормона к мозгу так жестко регулируется на уровне ГЭБ, в действительности является "крутым открытием".

К слову, ученые также проверили как этот фермент влияет на менее социально сложных насекомых — плодовых мушек. Они воздействовали на гены мушек и обнаружили, что это вызвало такие же поведенческие изменения, как и у муравьев: генномодифицированные мухи тратили меньше времени на поиск пищи.

Команда отмечает, что потребуются дополнительные исследования, чтобы узнать больше о том, какую роль ГЭБ играет у насекомых, а также используют ли другие животные аналогичные механизмы для контроля своего поведения.