Отказ от размножения помог муравьям восстановить утраченный объем мозга
Рабочие особи индийских прыгающих муравьев Harpegnathos saltator способны превращаться в размножающихся самок — так называемых гамэргат. Они живут дольше простых рабочих, однако мозг у них при этом уменьшается. Американские энтомологи установили, что при обратном переходе муравьи восстанавливают утраченный объем мозга. Это позволяет бывшей гамэргате успешно добывать пищу в качестве рабочего-фуражира. Кроме того, они возвращают и ряд других характеристик рабочих особей. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B.
Муравьиная колония — сложно устроенное сообщество, у каждого члена которого есть определенные обязанности. В большинстве случаев матка отвечает за производство яиц, а бесплодные рабочие самки снабжают ее пищей и защищают. Однако у некоторых видов муравьев, в первую очередь примитивных, взрослые рабочие могут превращаться в размножающихся самок и производить потомство. Таких особей называют гамэргатами.
Энтомологи давно заинтересовались гамэргатами как редким и наиболее ярким примером межкастового перехода у эусоциальных насекомых. За годы исследований им удалось выяснить, например, что, превращение бесплодной самки в размножающуюся связано с эпигенетическими изменениями и начинается с активации яичников. Кроме того, оказалось, что гамэргаты живут дольше обычных рабочих, зато их мозг после начала размножения уменьшается.
Команда специалистов во главе с Клинтом Пеником (Clint A. Penick) из Школы медицины Нью-Йоркского университета решила выяснить, может ли гамэргата вернуть прежний объем мозга, если вновь станет обычной рабочей особью. У других эусоциальных насекомых подобные изменения, сопровождающие переход из одной касты в другую, обычно необратимы. Например, у медоносных пчел (Apis mellifera), которые меняет профессию с няньки на фуражира, мозг становится крупнее — но при обратном переходе не уменьшается.
Исследователи сосредоточили внимание на индийских прыгающих муравьях Harpegnathos saltator, у которых гамэргаты изучены лучше всего. Небольшие колонии данного вида основывает обычная матка, а после ее смерти вакантное место в результате напряженной борьбы с сородичами занимают несколько бывших рабочих особей. Когда структура сообщества стабилизируется, в нем остаются представители трех основных женских каст: гамэргаты (количество которых контролируют рабочие); молодые рабочие, которые выполняют обязанности внутри гнезда; а также более старшие рабочие-фуражиры. Кроме того, здесь есть самцы, с которыми спариваются гамэргаты. Ежегодно в колонии появляются на свет новые матки: достигнув зрелости, они разлетаются и дают начало новым сообществам.