Биологические переключатели: как нейропептиды управляют социальной иерархией муравьев
В колониях муравьев-листорезов (Atta cephalotes) наблюдается феноменально точное разделение труда, основанное на морфологических и возрастных различиях. Касты строго специализированы: массивные «солдаты» (Majors) отвечают за оборону, средние рабочие (Media) занимаются заготовкой растительного сырья, а мелкие особи (Minors и Minima) сосредоточены на заботе о потомстве и культивации грибных садов. Однако последние исследования показывают, что эта социальная структура определяется не только анатомией, но и тонкой нейрогуморальной регуляцией.
Группа ученых из Пенсильванского университета идентифицировала две ключевые сигнальные молекулы — нейропептиды CCAP и NPA, которые выступают в роли молекулярных переключателей поведения. Кардиоактивный пептид ракообразных (CCAP) достигает максимальной концентрации у фуражиров и служит триггером для поиска и сбора листьев. В свою очередь, нейропарсин-А (NPA) доминирует у солдат; он подавляет родительские инстинкты и мобилизует защитные реакции организма.
В ходе экспериментов исследователи доказали, что социальную роль муравья можно изменить искусственно. Путем инъекций или направленной модуляции уровня этих веществ ученые добились обратимой смены поведенческих моделей. Снижение концентрации NPA превращало агрессивных стражей в заботливых «нянек», а стимуляция CCAP побуждала рабочих, ранее занятых исключительно внутри гнезда, выходить на поиски пищи. Эти поведенческие сдвиги сопровождались глубокой перестройкой экспрессии генов в мозге, соответствующей новой социальной роли.
Особый интерес представляет обнаруженная параллель в мире млекопитающих. Оказалось, что генетические механизмы, определяющие разделение труда у муравьев, во многом дублируют пути, характерные для эусоциальных голых землекопов. Несмотря на колоссальную эволюционную дистанцию, природа использовала схожие инструменты для организации сложного кооперативного поведения. Это открытие служит ярким примером конвергентной эволюции, когда одинаковые молекулярные решения независимо возникают у совершенно разных биологических видов для выполнения схожих социальных задач.
Научная публикация: Michael B. Gilbert et al, Neuropeptides specify and reprogram division of labor in the leafcutter ant Atta cephalotes, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.023
Источник: 4everscience
