Te mrówki mogą zmieniać rozmiar swojego mózgu

Indyjskie skaczące mrówki mają zdolność zmniejszania mózgu i ponownego jego wzrostu – badania Kolonia nie ginie, gdy umiera królowa, ponieważ „wybrane” robotnice kurczą mózgi i rozszerzają jajniki.

Niewiele gatunków w królestwie zwierząt może zmienić rozmiar swojego mózgu. Jeszcze mniej może przywrócić go do pierwotnego rozmiaru. Teraz naukowcy odkryli pierwszy gatunek owadów, który posiada taką właśnie zdolność: skaczące mrówki indyjskie.

W przeciwieństwie do swoich kuzynów, indyjskie kolonie skaczących mrówek (Harpegnathos saltator), o szczękach przypominających szczypce i dużych, czarnych oczach, które zamieszkują lasy wzdłuż zachodniego wybrzeża Indii, nie giną po śmierci ich królowej. W tych koloniach, jeśli królowe umrą, robotnice organizują dziwaczne zawody, w których zwycięzca zostaje monarchą i jest w stanie produkować jaja. Jednak badania sugerują, że jeśli status „pseudokrólowej” robotnicy zostanie w jakiś sposób odwołany, ich ciała znowu się zmieniają.

Zazwyczaj o tym, czy mrówka będzie robotnicą, czy królową, decyduje etap larwalny. Jeśli mrówka jest obficie karmiona i zaopatrywana w odpowiednie hormony, ma szansę zostać królową. Jeśli nie, to utknęła w karierze sterylnego pracownika pozbawionego możliwości zmiany  ‒ chyba że należy do gatunku takiego jak skacząca mrówka indiańska.

„Mają zdolność do całkowitej transformacji na etapie dorosłym” ‒ powiedział główny autor, dr Clint Penick z Kennesaw State University w USA. Naukowcy nazywają ich gamergatami.

Owady społeczne, takie jak mrówki, zwykle żyją w społeczeństwach oparte na kastach ‒ królowa rządzi jako jedyny reproduktor, wydzielając feromony, które uniemożliwiają samicom mrówek składanie jaj. Pozostałe mrówki ciężko pracują: polują na pożywienie, sprzątają, opiekują się młodymi i bronią gniazda. Ale w przeciwieństwie do typowych kolonii, które giną po śmierci swojej królowej, indyjskie kolonie skaczących mrówek są funkcjonalnie nieśmiertelne. W ciągu kilku godzin od śmierci królowej rozpoczyna się zaciekła „zrytualizowana walka”, w której robotnicy toczą zaciekłe pojedynki polegające na wbijaniu sobie anten w twarze. Podczas gdy ten turniej trwa około miesiąc ‒ pojawiają się robotnice, które mogą pojedynkować się i aktywować swoje jajniki. Te pseudo-królowe – zwykle od pięciu do dziesięciu w kolonii liczącej około 100 mrówek, produkują następnie feromon, który zmusza resztę do traktowania ich jak członków rodziny królewskiej. W końcu te pracownice reprodukcyjne kontynuują proces kojarzenia się z członkami kolonii, by przedłużyć życie kolonii. Pseudo-królowe przewidują, że ich oczekiwana długość życia wydłuży się z około sześciu miesięcy do nawet pięciu lat. Ich jajniki puchną do pięciu razy, wypełniając cały brzuch, a ich mózg kurczy się w od 20% do 25%, co zdaniem naukowców, ma na celu skierowanie całej energii na produkcję jaj.

W tym badaniu Penick i jego zespół eksperymentalnie nakłonili skaczące mrówki do powrotu do ich pierwotnego statusu pracownika, by ocenić, czy zmiany fizjologiczne i behawioralne były odwracalne.

Analizując życie 30 kolonii, naukowcy oznaczyli po dwie dojrzałe do rozrodu robotnice z każdej z nich. Jedną z każdej pary pozostawiano w izolacji na trzy do czterech tygodni w plastikowym pudełku i okresowo karmiono, podczas gdy druga pozostawała w gnieździe.

Naukowcy postawili hipotezę, że brak interakcji społecznych i opieki zmniejszyłby izolowany gamergate z powrotem do statusu pracownika po ponownym wprowadzeniu do swojego poprzedniego gniazda. Rzeczywiście, w ciągu jednego lub dwóch dni robotnice nie produkowały już jaj i w ciągu kilku tygodni zaczęły zachowywać się normalnie ‒ powiedział Penick.

Znaczące zmiany w wielkości i złożoności mózgu odnotowano u kilku innych gatunków, takich jak zimujące wiewiórki i niektóre ptaki. Na przykład w mózgu pasówki białobrewej pojawi się do 68 000 nowych neuronów, gdy rozpocznie się sezon lęgowy, aby pomóc im nauczyć się nowych zachowań godowych. Zimą, gdy brakuje pożywienia, umiera równoważna liczba neuronów. Kiedy wraca wiosna, cykl się powtarza. Ale to zjawisko jest nowe dla owadów.