Муравьи обладают исключительно «высокочувствительным» обонянием

Исследователи обнаружили, что у муравьёв в 4–5 раз больше обонятельных рецепторов, чем у большинства других насекомых. Это показала первая полная карта обонятельной системы муравьёв.

Ключевое открытие

  • У муравьёв около 400 различных генов обонятельных рецепторов (OR).
  • Для сравнения: у тутового шелкопряда — 52, у плодовой мушки — 61, у комаров — от 74 до 158, у медоносной пчелы — 174.

«Самый захватывающий момент был, когда анализ показал, что мы идентифицировали более 400 генов OR — больше, чем у любого известного вида насекомых», — сказал Сяофань Чжоу, возглавлявший процесс характеристики генов.

Значение для социальной организации

Учёные давно предполагали, что химическая коммуникация критически важна для сложного социального поведения муравьёв. Резкое расширение обонятельных возможностей, вероятно, позволило им развить высокий уровень социальной организации, отметил профессор Лоуренс Цвиббель, руководитель исследования, опубликованного в PLoS Genetics.

Детали исследования

  • Изучались два вида: муравей-древоточец Флориды (Camponotus floridanus) и индийский прыгающий муравей (Harpegnathos saltator).
  • Расширение обонятельной системы в основном касается OR-рецепторов (для ароматических соединений и феромонов). Количество вкусовых (GR) и ионотропных (IR) рецепторов сравнимо с другими насекомыми.
  • Учёные разработали новый биоинформатический процесс для идентификации рецепторов, так как их гены сложно обнаружить.

Различия между видами и полами

  • Обнаружены значимые различия в наборе и экспрессии OR у двух видов, что, вероятно, связано с их разным образом жизни (большие колонии с кастами vs. небольшие группы).
  • У самцов экспрессируется примерно в три раза меньше OR, чем у самок. Вероятно, «мужские» рецепторы настроены на феромоны матки.
  • У рабочих особей муравья-древоточца усилена экспрессия рецептора, реагирующего на одорант, содержащийся в приготовленной говядине и свинине.

Первые шаги в расшифровке «обонятельного пространства»

Используя адаптированный метод с яйцами лягушки, исследователи начали определять химические сигналы, активирующие конкретные рецепторы:

  • Один OR прыгающего муравья активировался ароматическим соединением из аниса (может быть общим репеллентом для насекомых).
  • Это открывает путь для картирования «обонятельного пространства» муравьёв и идентификации химических сигналов, запускающих конкретное поведение.
2012-09-10