Mokslininkai nustatė, kad dvi smegenų cheminės medžiagos – neuropeptidai – skruzdėlėse reguliuoja elgesį, susijusį su palikuonių priežiūra. Rokfelerio universiteto tyrėjų komanda išsiaiškino, jog šie signalai, anksčiau atlikę tik mitybos reguliavimo funkciją, evoliucijos eigoje buvo pritaikyti socialiniam darbų pasidalijimui kolonijoje.
Mitybos ir priežiūros sąsajos
Tyrimui pasirinktos kloninės skruzdėlės (Ooceraea biroi), kurios yra genetiškai identiškos, todėl tapo idealiu modeliu tirti elgesio pokyčius. Mokslininkai nustatė, kad jaunos skruzdėlės daugiau laiko praleidžia prižiūrėdamos lervas, o vyresnės – ieškodamos maisto. Šį perėjimą iš slaugių į maisto ieškotojas kontroliuoja du neuropeptidai: neuropeptidas F (NPF) ir alatostatinas A (AstA).
NPF skatina slaugės elgesį, būdingą jaunoms skruzdėlėms, o AstA didina polinkį ieškoti maisto. Tyrimo duomenimis, šių medžiagų koncentracija smegenyse natūraliai kinta skruzdėlei senstant: NPF lygis mažėja, o AstA – didėja.
Bendri mechanizmai tarp rūšių
Šie neuropeptidai nėra naujas evoliucijos išradimas. Pavienius gyvenimo būdus vedančiuose vabzdžiuose, pavyzdžiui, vaisinėse muselėse, NPF ir AstA veikia kaip mitybos būklės rodikliai. Skruzdėlėse šis senovinis ryšys išliko: badaujant NPF lygis kyla, o AstA – krinta.
Mokslininkai mano, kad evoliucija socialinį elgesį sukūrė ne kurdama naujas sistemas, o pritaikydama jau egzistuojančius biologinius mechanizmus. Kadangi panašios signalų sistemos, reguliuojančios priežiūrą, aptinkamos ir žinduoliuose, šis atradimas gali padėti geriau suprasti, kaip evoliucionavo tėvystės elgsena ir kaip keičiasi smegenų veikla senstant.
Tyrimo metodika ir tikslumas
Norėdami nustatyti šių medžiagų poveikį, tyrėjai sudarė išsamų kloninių skruzdėlių neuropeptidų biblioteką. Iš 70 identifikuotų unikalių neuropeptidų buvo susintetintas 61, siekiant patikrinti kiekvieno jų įtaką elgesiui. 24 iš jų pakeitė laiką, kurį skruzdėlės praleidžia su lervomis, tačiau NPF ir AstA išsiskyrė savo priešingomis funkcijomis.
Naudodami RNR interferencijos metodą, mokslininkai sumažino šių neuropeptidų kiekį skruzdėlių organizme. Tai pakeitė jų elgesį, patvirtindama, kad šios signalinės molekulės tiesiogiai lemia darbo pasidalijimą kolonijoje.
Ateityje tyrėjai planuoja detaliau išnagrinėti neuronų grandines, kuriomis šie neuropeptidai veikia, kad sukeltų priežiūros elgseną. Nors skruzdėlės smegenys turi apie 60 tūkstančių ląstelių, palyginti su 100 milijonų žinduolių smegenyse, šis paprastumas leidžia tiksliau stebėti mechanizmus, kurie gali būti bendri daugeliui gyvūnų rūšių.