Жидкости, которыми социальные насекомые делятся изо рта в рот, содержат белки и небольшие молекулы, которые могут влиять на развитие и организацию их колоний, согласно новым выводам, опубликованным в eLife.
Исследование Университета Лозанны, Швейцария, предполагает, что флоридские муравьи-древоточцы могут коллективно влиять на свои сообщества, перемещая коктейль из белков, гормонов и других малых молекул, которые они передают друг другу и своим детенышам изо рта в рот. через процесс, называемый трофаллаксис.
«Пища передается каждому взрослому и развивающемуся муравью посредством трофаллаксиса. Это создает сеть взаимодействий, связывающую каждого члена колонии», - говорит старший автор Лоран Келлер, профессор кафедры экологии и эволюции.
«Многие исследователи рассматривают трофаллаксис только как средство совместного использования пищи», - добавляет профессор Ричард Бентон из Центра интегративной геномики, также ведущий автор исследования. «Но трофаллаксис происходит и в других случаях, например, когда муравей воссоединяется с товарищем по гнезду после изоляции. Поэтому мы хотели увидеть, содержит ли жидкость, которой обменивается трофаллаксис, молекулы, которые позволяют муравьям передавать друг другу другие химические сообщения, а не просто еда."
Чтобы ответить на этот вопрос, команда под руководством первого автора и исследователя с докторской степенью доктора Адрии ЛеБеф проанализировала жидкость пар муравьев, участвующих в трофаллаксии. Удивительно, но они выявили большое количество белков, которые, по-видимому, участвуют в регуляции роста муравьев, наряду с высоким уровнем ювенильного гормона, важного регулятора развития, размножения и поведения насекомых.
Чтобы увидеть, какое влияние этот гормон оказывает на рост личинок, питающихся трофаллаксисом, ученые добавили его в пищу муравьев, выращивающих личинок, и обнаружили, что гормон в два раза увеличивает вероятность того, что личинки выживут и достигнут взрослую жизнь.
«Это указывает на то, что ювенильный гормон и другие молекулы, передаваемые изо рта в рот через эту социальную сеть, могут использоваться муравьями для коллективного решения того, как будет развиваться их колония», - говорит ЛеБёф. «Поэтому, когда муравьи кормят своих личинок, они не просто кормят их едой, они голосуют за свою колонию, вводя различные количества компонентов, стимулирующих рост, чтобы повлиять на следующее поколение.
"Эффекты ювенильного гормона, которые мы наблюдаем, согласуются с предыдущими исследованиями на других муравьях и пчелах, где личинки, обработанные аналогом этого гормона, имеют тенденцию развиваться в более крупных рабочих и даже маток."
Наряду с белками роста и ювенильным гормоном команда также идентифицировала небольшие молекулы и химические сигналы в трофаллактической жидкости муравьев-древоточцев, которые помогают им распознавать своих товарищей по гнезду. Они впервые продемонстрировали наличие в жидкости химических признаков, которые, как известно, играют важную роль в обеспечении специфического для колонии запаха муравьев, который позволяет им отличать членов семьи от нечленов семьи.
«В целом, мы показываем, что жидкость, переносимая муравьями, содержит гораздо больше, чем пища и пищеварительные ферменты», - добавляет ЛеБёф. «Наши результаты показывают, что трофаллаксис лежит в основе личного канала связи, который муравьи используют для управления развитием своих детенышей, подобно молоку у млекопитающих».
"В более общем плане это открывает возможность того, что оральный обмен жидкостями, такими как слюна, у других животных может также играть роль, о которой ранее не подозревали."