O singură proteină poate declanșa tranziția de la furnică lucrătoare la regină

O mică ajustare în activarea unei singure proteine ar putea stabili dacă unele furnici devin lucrătoare sau regine, potrivit unui nou studiu.

Deși majoritatea speciilor de furnici se nasc într-o anumită castă a coloniei, neavând aproape deloc abilitatea de a evolua pe scara socială, furnicile săltărețe Jerdon (Harpegnathos saltator) sunt ceva mai diferite.

• Un rezervor uriaș de apă a fost găsit ascuns adânc sub suprafața Pământului
• Ce origine preistorică are cafeaua, una dintre cele mai consumate băuturi din lume?

Atunci când o regină moară, lucrătorii din colonie se duelează pentru a o înlocui. Furnicile victorioase lasă deoparte munca și încep să ordone alte furnici. De asemenea, furnicile câștigătoare își petrec timpul depunând ouă, astfel că în esență acestea preiau rolul reginei.

Studiile anterioare au arătat că tranziția are loc odată cu schimbări în creierul furnicii, inclusiv diferite expresii genetice, niveluri hormonale și compoziții celulare. Aceste furnici trăiesc, de asemenea, de cinci ori mai mult decât alte furnici lucrătoare.

„Creierul animal este plastic. Asta înseamnă că își poate schimba structura și funcția”

Totuși, ce anume declanșează această transformare incredibilă? Până acum, totul a fost un mister.

„Creierul animal este plastic. Asta înseamnă că își poate schimba structura și funcția ca reacție la mediul său. Acest proces, care are loc și în creierul uman, este crucial pentru supraviețuire, însă mecanismele moleculare din spatele acestuia nu sunt înțeles pe deplin”, a explicat Roberto Bonasio, biolog molecular la Universitatea din Pennsylvania.

Bonasio și colegii săi au efectuat o serie de experimente cu această specie de furnici, timp în care neuronii lor au fost expuși la diferite niveluri de hormoni.

Cercetătorii și-au îndreptat atenția asupra doi hormoni, hormonul juvenil III(JH3) și hormonul 20-hydroxyecdysone (20E). Se crede că ambii reglează comportamentul social la furnici și chiar și alte insecte sociale, cum ar fi albinele.

Atunci când un analog al JH3 a fost injectat în creier, activitatea de vânătoare a furnicilor s-a siminuat. Pe de altă parte, atunci când hormonul 20E a fost injectat, acesta a stimulat activarea ovariană.

Proteina acționează ca „un întrerupător”, iar hormonii sunt „degetele”

Descoperirile sugerează că ceva din căile de semnalizare ale acestor hormoni stabilește trecerea de la o castă socială la alta.

Astfel, cercetătorii au testat cum ar putea funcționa acest mecanism în laborator. Ambii hormoni sociali au influențat în cele din urmă neuronii furnicilor prin activarea unui singur factor proteic, cunoscut drept omologul Krüppel 1 (Kr-h1). Kr-h1 acționează ca „un întrerupător”, iar hormonii sunt „degetele” care aprind fie starea de lucrător sau starea de conducător.

„Nu ne așteptam ca aceeași proteină să reducă la tăcere gene diferite în creierul diferitelor caste și, în consecință, să suprime comportamentul de lucrător. Am crezut că aceste roluri ar fi atribuite la două sai multe proteine, fiecare fiind prezentă într-un anumit creier”, a mai precizat Bonasio.

Multiple comportamente par să fie scrise în genomul furnicilor

Deși rezultatele sugerează în mod evident că există doi hormoni sociali care controlează comportamentul de castă al furnicilor Jerdon și că acest fapt este posibil printr-un singur factor proteic, mai sunt necesare cercetări pentru a confirma descoperirile.

Mai mult, autorii studiului doresc să afle dacă rolul lui Kr-h1 există și la alte organisme sociale care împărtășesc hormoni neurologici similari, scrie Science Alert.

Pentru moment, însă, mesajul principal este că multiple comportamente par să fie scrise în genomul furnicilor, iar reglarea genetică poate decide care comportament preia controlul în cele din urmă.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O specie de furnici își poate micșora și regenera creierul. Sunt singurele insecte cunoscute capabile de așa ceva

Distanțare socială dusă la extrem în regnul animal. Ce se întâmplă atunci când furnicile sau albinele se îmbolnăvesc

O specie de furnici este echipată cu o „armură biominerală” nemaivăzută până acum la insecte

Furnicile dintr-un fost buncăr nuclear au supravieţuit în ultimii ani canibalizându-se