Ученые заявили о том, что небольшие изменения в одном белке могут превратить муравья из рабочего в королеву, сообщает Science alert. К своим выводам ученые пришли благодаря наблюдениям за индийскими прыгающими муравьями.
Обычно муравьи рождаются в определенном классе своей колонии, выполняя определенные роли, и не могут перейти в другой. Но у индийских прыгающих муравьев дело обстоит иначе. Когда королева погибает, рабочие устраивают «дуэль», определяя, кто же займет ее место. Победивший муравей больше не занимается поисками пищи, а командует другими и откладывают яйца, по сути, играя роль королевы.
В ходе предыдущих исследований ученые выяснили, что такой переход сопровождается изменениями в мозге муравья, включая экспрессию других генов, другие уровни гормонов и разные клеточные композиции. Такие муравьи живут гораздо дольше обычных рабочих.
Но вопрос о том, что же запускает такие процессы, оставался открытым. Чтобы выяснить это, ученые провели серию экспериментов над индийскими прыгающими муравьями, нейроны которых подвергали воздействию разных уровней гормонов.
Исследователи сосредоточили свое внимание на ювенильном гормоне III (JH3) и экдистероидном гормоне 20-гидроксиэкдизоне (20E). Считается, что оба они регулируют социальное поведение муравьев и даже некоторых других социальных насекомых, таких как пчелы. Оказалось, что введение JH3 блокировало охотничий инстинкт муравьев, а 20E стимулировал активность яичников.
Дальнейшие наблюдения в лаборатории показали, что оба гормона влияют на нейроны муравьев, активируя белок, известный как гомолог Крюппеля 1 (Kr-h1). В этом случае белок является выключателем, а гормоны – пальцами, которые давят на него и влияют на состояние мозга.
При уровне гормонов, который наблюдался у рабочих муравьев, Kr-h1 подавлял гены, которые позволяли им стать королевами. В случае же с муравьями, которые превращались в королев, Kr-h1 подавлял генные пути, характерные для рабочих.
После того, как белок полностью удаляли из нейронов муравьев, рабочие начинали вести себя как королевы, а королевы – как рабочие. Вместе с тем, исследователи признаются, что необходимы дальнейшие эксперименты, которые подтвердят их открытие.
Кроме того, ученые хотят проследить за тем, играет ли Kr-h1 такую же роль у других социальных животных. Главным выводом своего исследования они называют то, что в геном муравьев записаны разные модели поведения, и геномная регуляция может определить то, какое поведение, в конечном итоге, будет доминирующим.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал с новостями технологий и культуры.
Ранее ученые заявили о том, что сахарский серебряный муравей может преодолевать расстояние почти в метр за секунду, то есть, в 100 раз больше длины своего тела.