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 половина жителей Монголии живёт в одном городе, а в остальной части старны практически никто не живет

Монголию часто представляют бесконечной степью, юртами и табунами лошадей до горизонта. Цифры рисуют иную картину. Около 1,8 миллиона, почти половина всех жителей, сосредоточены только в столице...

Что означает жест на суде в западных странах — поднятие правой руки

Поднятие правой руки в зале суда — довольно узнаваемый ритуал западной правовой культуры. Сегодня этот жест чаще всего сопровождает дачу присяги: свидетель, эксперт или иное лицо...

✦ ИИ  Почему нейросеть забывает начало разговора и как на самом деле работает её память

Вы несколько часов работаете с нейросетью над программой. В самом начале договорились не использовать определённую библиотеку, выбрали структуру проекта и согласовали требования. Всё идёт...

Почему пропали музыкальные центры, популярные в 90-е

У музыкального центра Sony MHC-RX50 было два кассетных отсека, CD-проигрыватель и передняя панель с многочисленными кнопками управления. Аппарат позволял переписывать кассеты с повышенной...

«Ода-102»: что делала кнопка «Интим» в советском музыкальном центре 1986 года

Владельцы стереосистемы, выпускавшейся в Муроме во второй половине 1980-х, рано или поздно замирали перед одной кнопкой на передней панели предварительного усилителя. Среди сухих технических...

Канат перерезан, кабина остаётся на месте: демонстрация безопасного лифта Элиши Отиса

В мае 1854 года в нью-йоркском Хрустальном дворце толпа смотрела на открытую подъёмную платформу, поднятую над выставочным залом. На ней стоял Элиша Грейвс Отис — механик из Йонкерса,...