Обмен жидкостями позволяет муравьям распределять метаболический труд

Исследование, опубликованное в eLife, показывает, что муравьиные колонии используют жидкости, передаваемые изо рта в рот, для создания общеколониального метаболизма.

Это открытие — очередное свидетельство того, что колонии социальных насекомых функционируют подобно единому организму, состоящему из множества особей, и проливает свет на механизмы этого явления.

«У отдельных муравьев два желудка: один для переваривания собственной пищи, а другой, «социальный желудок», — для хранения жидкостей, которыми они обмениваются с другими членами колонии. Этот обмен позволяет муравьям делиться пищей и важными белками, которые они сами производят», — объясняет старший автор Адриа ЛеБёф, доцент и руководитель Лаборатории социальных жидкостей на биологическом факультете Университета Фрибура (Швейцария).

«Чтобы понять, зачем муравьи обмениваются этими жидкостями, мы исследовали, связаны ли передаваемые белки с ролью особи в колонии или с этапом её жизненного цикла», — добавляет ведущий автор Санья Хакала, постдок Университета Фрибура.

Команда проанализировала все белки, произведенные муравьями, в «социальных желудках» отдельных особей. Затем они сравнили, как набор белков различается у фуражиров и муравьев-«нянек», ухаживающих за потомством, а также у членов молодых и зрелых колоний.

Были идентифицированы белки, которые можно использовать для определения как роли особи, так и возраста колонии. Например, у членов более зрелых колоний было больше белков для хранения питательных веществ, необходимых для роста и метаморфоза молоди, по сравнению с членами недавно основанных колоний.

У муравьев-«нянек», заботящихся о потомстве, также было больше белков, замедляющих старение. Это говорит о том, что члены колонии могут «концентрировать» эти продлевающие жизнь белки в «няньках», чтобы те дольше жили и воспитывали следующее поколение. «Эти результаты показывают, что некоторые члены колонии могут выполнять метаболическую работу на благо других», — говорит Хакала.

Авторы отмечают, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять функцию каждого из передаваемых белков для отдельных муравьев и колонии в целом.

ЛеБёф заключает: «Трудно измерить, как метаболическая работа распределяется между клетками. Здесь же муравьи передают вещества таким образом, что мы можем легко получить к ним доступ. Более глубокое понимание того, как муравьи распределяют метаболический труд, может помочь нам больше узнать о том, как другие существа, например люди, распределяют метаболические задачи между разными тканями или клетками своего тела».