Как муравьи приходят в ярость: Точный механизм «замка и ключа» регулирует агрессию и принятие

Для большинства социальных животных, включая людей, способность отличить друга от врага часто приводит к немедленной агрессии. Однако у муравьёв агрессия запускается более сложным механизмом.

В новом исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Biology, учёные из Университета Вандербильта обнаружили конкретный механизм, ответственный за запуск агрессивного поведения у муравьёв по отношению к другим муравьям. Это первая работа, точно определившая данный механизм и его роль в биологии муравьёв.

«Эусоциальные муравьи — один из самых больших успехов в эволюционной биологии, во многом благодаря их сложным социальным взаимодействиям», — сказал Лоуренс Цвибель, старший автор статьи. «Исследователи годами предполагали, что у муравьёв есть специфические химические маркеры. Нас удивило, что муравьи не только имеют эти маркеры, но и требуют их очень точного декодирования специфическими рецепторами для запуска агрессии».

Ключевой аспект идентичности муравья — способность отличать членов своей колонии от чужаков. Для этого они полагаются на химические маркеры — специфические одоранты на теле, которые Цвибель называет «пальто из множества запахов». Эти сложные смеси запахов служат личным идентификатором.

Исследование показало, что муравьи должны учуять и правильно декодировать эти специфические соединения на муравьях-чужаках из других колоний, чтобы «отпереть» агрессивное поведение и защитить гнездо. Это означает, что по умолчанию муравьи настроены на принятие и выбирают агрессию только при наличии специфического триггера.

Для изучения этого механизма «замка и ключа» Цвибель и аспирант Стивен Фергюсон собрали муравьёв Camponotus floridanus из девяти различных колоний на Флорида-Кис.

Перед тестированием они использовали ранее открытое в лаборатории Цвибеля химическое вещество, чтобы заблокировать или перевозбудить обонятельные рецепторы муравьёв. Учёные создали мини-арены для взаимодействия двух муравьёв (из одной или разных колоний) и, если они решат, для драки. Каждое взаимодействие фиксировалось на видео и оценивалось по агрессивному поведению — наиболее распространёнными проявлениями были выпады, укусы и волочение.

В то время как муравьи с нормальными рецепторами продолжали распознавать и атаковать чужаков, муравьи с заблокированными или гиперактивированными рецепторами демонстрировали резко сниженную агрессию.

«Принять друга и отвергнуть врага — одно из самых важных решений для муравья-рабочего», — сказал Фергюсон. «Наше исследование показывает, что при отсутствии явной и недвусмысленной угрозы муравьи скорее склонны к принятию, чем к агрессии. Этот процесс мог способствовать эволюционному успеху этих насекомых и может содержать важные уроки об умеренности агрессии для других социальных существ, таких как люди».