Більше не воїни. Учені перетворили мурах-солдатів на збирачів: як їм це вдалося

Мурашник являє собою ретельно організовану спільноту комах з чітким розподілом праці, що і забезпечує безперебійну роботу. Поки королева відкладає яйця, робочі мурахи або добувають їжу, або зачищають гніздо як солдати. При цьому те, яку роль виконуватиме мураха, визначає так званий "ювенільний гормон", пише Live Science.

Однак раніше вчені до кінця не розуміли основні молекулярні механізми контролю, що регулюють ці гормони для формування соціальної поведінки. У новому дослідженні вченим вдалося показати, що складна кастова система мурах може частково контролюватися версією гематоенцефалічного бар'єра (ГЕБ), створеної комахами. Цей бар'єр, по суті, являє собою такого собі "воротаря", що пропускає в мозок тільки певні речовини.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Команда з Пенсільванського університету виявила, що вплив на фермент у ГЕБ, може змінити роль мурашки, яку вона виконує в колонії: наприклад, чи буде вона збирачем або солдатом.

Під час дослідження вчені зосередилися на розумінні основи поведінкових відмінностей між мурахами-збирачами та мурахами-солдатами. Вони вивчили, які гени та білки реагують по-різному у цих двох класів робочих мурах-теслярів Флориди (Camponotus floridanus). Команда виявила, що мурахи-солдати мали вищий рівень ювенільної гормональної естерази — ферменту, що розщеплює гормон. Таким чином менша кількість гормону потрапляла в мозок мурах.

Щоб перевірити свою теорію, вчені ввели ювенільний гормон безпосередньо в мозок мурашки-солдата і виявили, що вона відмовилася від своєї ролі "захисника" і вирушила на пошук їжі. У результаті вчені змогли розгадати таємницю того, який фермент відповідає за соціальну роль мурашки в колонії.

За словами біолога-еволюціоніста з Університету Рокфеллера Деніеля Кронауера, який не брав участі в дослідженні, те, що доступ ювенільного гормону до мозку так жорстко регулюється на рівні ГЕБ, насправді є "крутим відкриттям".

До слова, вчені також перевірили як цей фермент впливає на менш соціально складних комах — плодових мушок. Вони впливали на гени мушок і виявили, що це викликало такі самі поведінкові зміни, як і в мурах: генномодифіковані мухи витрачали менше часу на пошук їжі.

Команда зазначає, що потрібні додаткові дослідження, щоб дізнатися більше про те, яку роль ГЕБ відіграє у комах, а також чи використовують інші тварини аналогічні механізми для контролю своєї поведінки.

Раніше Фокус писав про те, що вчені порахували, скільки мурах живе на Землі.