Активность генов у защитников зависит от вторгающихся муравьев-рабовладельцев
Муравьи-рабовладельцы Temnothorax americanus из северо-восточной Америки не выращивают потомство и не ищут пищу сами. Вместо этого они совершают набеги на гнезда другого вида, Temnothorax longispinosus, и похищают их личинок и куколок. Повзрослев, похищенные муравьи вынуждены кормить потомство рабовладельцев, искать пищу и защищать их гнездо. Колония рабовладельцев (матка и 2–5 рабочих) может содержать 30–60 рабов.
Биологи из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга обнаружили, что способность муравьев-хозяев защищаться критически зависит от того, происходят ли нападающие рабовладельцы из популяции с высоким или низким экологическим успехом.
- Если рабовладельцы из района, где они редки, хозяева реагируют агрессивно.
- Если рабовладельцы из района, где они обычны, хозяева их не распознают и не проявляют агрессии.
Эта разница в реакции отражается и в активности генов, связанных с агрессией, в мозге муравьев-хозяев.
Паразиты из успешных популяций остаются незамеченными и не активируют гены защиты
Исследователи собрали колонии муравьев-хозяев из восьми районов восточной части Северной Америки. Рабовладельцы были найдены в пяти из них. Тесты на взаимодействие показали, что поведение хозяев определяется исключительно происхождением рабовладельцев.
«Экспрессия генов у защищающихся муравьев-хозяев определяется не тем, откуда они сами, а экологическим успехом атакующего паразита в его родной среде», — объяснила профессор Сюзанна Фойцик.
Способность паразитов из успешных популяций оставаться незамеченными связана с химической маскировкой. Муравьи распознают друг друга по углеводородам на кутикуле. Успешные популяции рабовладельцев несут лишь следовые количества тех химических веществ, по которым хозяин их обнаруживает, что позволяет им «летать под радаром хозяина».
Активность генов у рабочих муравьев сильнее связана с их ролью, чем с возрастом или фертильностью
В другом исследовании группа Фойцик изучила активность генов у рабочих Temnothorax longispinosus. Роль рабочих (уход за расплодом или фуражировка) зависит от возраста, фертильности и пищевого статуса.
Ученые изолировали влияние специализированной роли от факторов возраста и фертильности, искусственно меняя обязанности муравьев. Исследование показало, что активность генов у муравьев больше зависит от их роли в колонии, чем от возраста или фертильности.
Ключевые изменения в поведении могут запускаться отдельными генами. Один из важных генов — Vitellogenin-like A, который очень активен у муравьев, ухаживающих за расплодом. Если его активность подавить, рабочие перестают заботиться о потомстве и больше времени уделяют взрослым сородичам. Этот ген влияет на чувствительность рабочих к запахам расплода.