Temnothorax americanus - это муравей, обнаруженный в Северо-Восточной Америке.
Эти крошечные социальные насекомые не выращивают потомство и сами не ищут пищу. Вместо этого они нападают на гнезда другого вида муравьев, Temnothorax longispinosus похищают их личинок и куколок, чтобы принести их в свое гнездо. Колония работорговцев, состоящая из королевы и двух - пяти рабочих, может содержать от 30 до 60 рабов.
В новом исследовании биологи из университета Иоганна Гутенберга Майнц изучили особые отношения между паразитами и их хозяином и сделали захватывающее открытие: способность муравьев-хозяев защищать себя в решающей степени зависит от того, происходят ли набеги работорговцев из области с успешной или менее успешной популяцией паразитов. Исследование показало, что эта разница в том, как они реагируют, также отражается на том, насколько активны в мозге муравьев гены, связанные с агрессией.
Подобно птичьим выводковым паразитам, таким как кукушки, T. americanus принадлежит к классу паразитов, известных как социальные паразиты, которые непосредственно не вредят организму своих хозяев, а манипулируют их социальным поведением или поведением по уходу за выводком.
Социальные паразиты совершенствуют эксплуатацию своих хозяев, в то время как хозяева постоянно разрабатывают лучшие защитные стратегии. Когда паразитическое давление низкое, т. longispinosus реагирует на атаку скоординированным боем, но в местах, где паразитизм более распространен, его стратегия защиты переходит от боя к полету. Паразиты из экологически благополучных популяций остаются незамеченными и не запускают активность генов защиты.
Чтобы подготовиться к исследованию, члены группы нашли колонии муравьев-хозяев в скалах в восьми разных районах восточной части Северной Америки. Slavemaking муравьи были обнаружены в пяти из восьми регионов. Исследователи наблюдали, как ведут себя муравьи, когда они сталкиваются друг с другом, настраивая муравьев из разных регионов друг против друга.
Экспрессия генов у защищающихся муравьев-хозяев определяется не тем, откуда они сами происходят, а экологическим успехом атакующего паразита в его первоначальной среде. Фактически, то, что происходит в мозгах муравьев, зависит от того, с кем они встречаются, а не от того, кто они.
Способность паразитов из успешных популяций практически устранять защиту своих хозяев в основном обусловлена их успехом оставаться незамеченными. Муравьи узнают друг друга химически, используя углеводороды, которые покрывают внешний слой их тела. Slavemaking муравьи пытаются ограничить количество веществ, применяемых для распознавания, которые они несут на своих телах.
Весьма успешные популяции паразитов содержат лишь небольшое количество тех химических веществ, которые муравей-хозяин использует для их обнаружения.
Если они успешны, в активности генов муравьев-хозяев изменений меньше. Тогда разбойники могут незаметно и беспрепятственно проникнуть в гнездо хозяина. Экспрессия генов у рабочих муравьев более тесно связана с их активностью, чем с возрастом или фертильностью.
В другом исследовании специалисты обратили внимание на активность генов у рабочих муравьев вида Temnothorax longispinosus. Чтобы быть экологически успешными, социальные насекомые зависят от разделения труда не только между королевами и рабочими, но и между собой.
Роль, которую играют работники, ухаживая за выводком или добывая пищу, зависит от их возраста, фертильности и состояния питания. Муравьи, которые ухаживают за выводком, моложе, более плодовиты и тучны. Ученые выделили специализированную роль муравьев из факторов, связанных с возрастом и фертильностью.
Исследование показало, что активность генов муравьев в большей степени зависит от их роли в колонии, чем от их возраста или фертильности. Новый вывод помогает улучшить понимание эволюции социального поведения муравьев.
Важно отметить, что основные изменения в поведении муравьев могут быть вызваны отдельными генами. Одним из особо важных генов является Vitellogenin. Если этот ген подавлен, работники перестают заботиться о потомстве колонии, и тратят больше времени на уход за взрослыми сородичами.
Выводы исследователей показывают, что ген Vitellogenin влияет на чувствительность рабочих муравьев. Если муравьи больше не чувствуют выводок, они перестают заботиться о нем. Эти эксперименты показывают, как разделение труда в социальных сообществах насекомых регулируется в том, что члены группы по-разному реагируют на конкретные стимулы, связанные с различными задачами в муравьином обществе.
