Белок, связанный с обучением, оказался виновником образования саранчовых стай

Новое исследование показало, что белок, ассоциированный с процессами обучения и памяти, играет ключевую роль в изменении поведения саранчи, превращая её из безобидного кузнечика в вредителя, образующего стаи.

Пустынная саранча (Schistocerca gregaria) — вид кузнечиков, выработавший «двойственную натуру» для выживания в суровой среде. В одиночной фазе они избегают других особей и встречаются с очень низкой плотностью. Когда приходят редкие дожди и пищи становится больше, их численность возрастает.

Однако, когда дожди прекращаются, саранча вынуждена собираться на сокращающихся участках растительности. Эта вынужденная близость с другими особями вызывает малоизученное превращение в «стадную фазу»: они быстро становятся очень подвижными, активно ищут общества других саранчовых и формируют огромные стаи, которые прочёсывают ландшафт в поисках пищи.

Новое исследование под руководством доктора Свидберта Отта из Кембриджского университета в сотрудничестве с Лёвенским университетом изучило роль специфического сигнального белка в мозге саранчи, известного как Протеинкиназа А (Protein Kinase A), в этом переходе. Учёные обнаружили, что этот белок, обычно связанный с обучением у других животных, был «перепрофилирован» для контроля перехода от одиночного к стадному поведению у саранчи.

Исследователи выдвигают гипотезу, что процесс, в ходе которого саранча «запоминает» опыт скученности и меняет поведение, напоминает обучение. «Обучающий» белок действует как молекулярный переключатель в петле социальной обратной связи, поскольку стадное поведение обеспечивает поддержание скученности. Новые результаты указывают, что биохимический механизм, запускающий роение саранчи, похож на тот, что позволяет людям и другим животным реагировать на социальные изменения.

Доктор Отт добавил: «Обучение — это когда вы меняете своё поведение в свете нового опыта, и это именно то, что нужно саранче, когда она оказывается в толпе. Удивительно, что параллели на этом не заканчиваются, они распространяются и на конкретные белки, вызывающие поведенческие изменения».

Пустынная саранча — один из самых разрушительных насекомых-вредителей, поражающих 20% поверхности суши Земли периодическими роями, содержащими миллиарды особей и протяжённостью во многие квадратные километры. Разные виды саранчи продолжают наносить серьёзный экономический ущерб большим частям Африки и Китая. В ноябре 2008 года стаи длиной шесть километров опустошали Австралию.

Исследование будет опубликовано на этой неделе в журнале PNAS.