Ученые создали суперсолдат муравьев, реактивировав древние гены

В роде муравьев Pheidole насчитывается более 1100 видов, и большинство особей принадлежат к кастам рабочих или солдат. Только у восьми видов этого рода существует подкаста "суперсолдат", которые защищают гнезда от хищных кочевых муравьев, блокируя входы своими огромными головами. Теперь ученые смогли создать суперсолдат у других видов, реактивировав древние гены.

Эксперимент с гормоном

Международная группа ученых под руководством доктора Эхаба Абухейфа из Университета Макгилла (Канада) изучила геномы двух видов муравьев, производящих суперсолдат. Они определили генетическую основу этой касты и смогли активировать соответствующие гены, обработав личинок муравьев метопреном — гормоном роста. Обработанные личинки развились в суперсолдат.

Затем тем же методом обработали личинок вида Pheidole morrisi, обитающего в Нью-Йорке и в норме не производящего суперсолдат. Однако доктор Абухейф ранее отмечал, что у этого вида изредка появляются крупноголовые особи, похожие на суперсолдат. После обработки личинки выросли в муравьев с большими головами и челюстями, напоминающих суперсолдат. Аналогичный эффект был достигнут еще у двух видов Pheidole.

Механизм развития каст

В статье, опубликованной в журнале Science, ученые сообщают, что развитие личинки в солдата или рабочего зависит от уровня "ювенильного гормона":

• Низкий уровень → рабочий муравей.
• Высокий уровень → солдат.

У видов, производящих суперсолдат, существует второй, еще более высокий порог ювенильного гормона, превышение которого приводит к развитию личинки в суперсолдата. Метопрен, использованный в экспериментах, имитирует действие этого гормона.

Эволюционный потенциал

Результаты показывают, что даже виды, не производящие суперсолдат сейчас, могли делать это в далеком прошлом — 35–60 миллионов лет назад. Они до сих пор сохраняют генетическую информацию для создания суперсолдат, которую можно реактивировать при определенных условиях.

Ученые предполагают, что общий предок всего рода Pheidole обладал способностью производить суперсолдат. Неясно, почему только восемь видов сохранили эту способность, а остальные просто покидают гнезда при нашествии хищных муравьев. Абухейф считает, что гены могли реактивироваться неоднократно, что объясняет редкие случаи появления суперсолдат у P. morrisi — вида, не подвергающегося угрозе со стороны кочевых муравьев.

Возможные применения

Исследователи полагают, что их работа по "разблокировке" древних признаков может найти применение в сельском хозяйстве, например, для выведения более питательных культур. Абухейф также отмечает, что это может пролить свет на развитие рака, который можно рассматривать как "высвобождение некоего древнего потенциала". Если его идентифицировать, процесс, возможно, будет обратимым.