Найден белок, отвечающий за превращение рабочих муравьев в королеву
Его активация увеличивает продолжительность жизни насекомых в пять раз.
Представители большинства видов муравьев рождаются в определенной касте, практически не имея возможности продвигаться по социальной лестнице. Однако прыгающие муравьи Harpegnathos saltator несколько отличаются от своих собратьев.
Когда королева этих муравьев умирает, рабочие в колонии сражаются за то, кто займет ее место. Муравьи, которые в конечном итоге побеждают, откладывают работу по добыче пищи, начиная командовать другими муравьями и тратить свое время на размножение и откладывание яиц, по сути, принимая на себя роль королевы.
Предыдущие исследования показали, что этот социальный переход сопровождается изменениями в мозге муравья, включая разные экспрессии генов, уровни гормонов и другой клеточный состав. Выяснилось, что правящие муравьи живут примерно в пять раз дольше, чем другие муравьи-рабочие. Но что запускает механизм увеличения продолжительности жизни оставалось загадкой.
«Мозги животных пластичны; то есть они могут изменять свою структуру и функции в зависимости от окружающей среды», — Роберто Бонасио, ведущий автор исследования.
Реклама
Чтобы прояснить этот вопрос Бонасио и его коллеги провели серию экспериментов над муравьями Harpegnathos saltator, в которых их нейроны подвергались воздействию различных уровней гормонов. Команда сосредоточила свое внимание на двух гормонах, в частности на ювенильном гормоне III (JH3) и экдистероидном гормоне 20-гидроксиэкдизоне (20E). Считается, что они оба регулируют социальное поведение муравьев, а также некоторых других социальных насекомых, таких как пчелы.
Когда в мозг муравьев вводился аналог JH3, это снижало их охотничью активность. В это же время введение 20E стимулировало активацию яичников. Полученные данные предполагают, что в сигнальных путях этих гормонов есть что-то, что определяет переход от одной социальной касты к другой.
Выделив определенные нейроны в мозгу муравьев, исследователи более подробно проверили, как этот механизм может работать в лаборатории. Оба социальных гормона в конечном итоге, по-видимому, влияют на нейроны муравьев, активируя единственный белковый фактор, известный как гомолог Крюппеля 1 (Kr-h1).
Kr-h1 похож на выключатель света, а гормоны — это своеобразные пальцы, которые включают или выключают либо состояние рабочего мозга, либо состояние мозга королевы. В частности, эти гормоны, по-видимому, влияют на то, с какими генами Kr-h1 в конечном итоге связывается внутри нейрональной клетки.
В дальнейшем исследователи намерены выяснить, играет ли Kr-h1 роль в других социальных организмах, имеющих похожие неврологические гормоны.
