Ученые выяснили, как муравьи выбирают, кем станут: воином или рабочим

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Муравьи могут регулировать соотношение воинов и рабочих в своей колонии на основе текущих потребностей. Когда колония сталкивается с опасностью или требуется больше воинов для обороны, она может изменить питание личинок и куколок, чтобы выросло больше воинов. Если же муравьям не хватает еды, то появляется больше рабочих муравьев. Но как муравьи выбирают кем станут, точнее, как это работает на молекулярном уровне, оставалось загадкой. Решить эту проблему вызвались биологи из Пенсильванского университета США.

Несколько лет назад ученым удалось перепрограммировать муравьев-солдат в муравьев-рабочих. Тогда, проводя исследования гормонов у насекомых, они обнаружили, что если в мозг муравья ввести ювенильный гормон JH3, то это меняло поведение муравья. Вместо того, чтобы защищать колонию, он увлеченно начинал искать пищу. Что же влияет на уровень JH3 и как он регулируется, выяснено не было.

Изучив результаты своих коллег, ученые из Филадельфии занялись анализом генов и белков солдат и рабочих флоридских муравьев с целью выявить различия. В ходе исследования они обнаружили, что муравьи-солдаты имеют повышенный уровень особого белка под названием Cfjhe — фермента, предположительно нейтрализующего гормон JH3. Для проверки этого, ученые провели серию экспериментов с плодовыми мушками и муравьями. Они искусственно снизили уровень Cfjhe у муравьев, в результате чего муравьи-солдаты стали мирными искателями пищи, а повысив его у мушек, ученые увидели потерю у них интереса к еде.

Дальнейшие исследования биологов показали, что этот белок присутствовал исключительно в глиальных клетках, которые играют роль гематоэнцефалического барьера у муравьев — своего рода «фильтра» между гемолимфой (кровью) и мозгом. Этот барьер, как у насекомых, так и у млекопитающих, фильтрует вредные вещества, предотвращая их проникновение в нервную систему. Но, главной неожиданностью для ученых стало то, что он не просто фильтрует, как ранее считалось, а разрушает гормон JH3, то есть играет активную роль в регулировании уровня гормонов.

В поисках органа, вырабатывающего белок Cfjhe, ученые предположили, что раз он обнаруживается только в глиальных клетках, а это клетки внутри мозга, защищающие и питающие нейроны, то возможно мозг ответственен за этот фермент. Исследования это подтвердили, и биологи выдвинули теорию, как муравьи выбирают кем станут. Если колония вне опасности и у нее достаточно пищи, то сигналы, поступающие в мозг, заставляют производить умеренное количество белка Cfjhe и колония развивается по генетическому типу. Но как только этот баланс нарушается, то мозг, меняя уровень Cfjhe, перепрограммирует поведение муравья на воина или рабочего. Причем это происходит в любом возрасте.

В итоге ученые делают вывод, что это говорит о том, что влияние гормонов на социальное поведение очень велико и роль глиального и гематоэнцефалического барьера далека от понимания. Полученные результаты будут иметь значение в изучении не только насекомых, но и млекопитающих, так как, оказывается, все гораздо сложнее, чем предполагалось ранее и нужны новые исследования.

Источник: cell

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...

Обзор базового робота-пылесоса Dreame F21 Pro: с замашками флагмана!

Вслед за бюджетной новинкой Dreame F21 была представлена «Pro"-модель робота-пылесоса, отличающаяся рядом серьезных улучшений: мощность всасывания возросла с 20 до 25 кПа, пылесос стал лучше...