Как муравьи злятся: процесс «замка и ключа» регулирует агрессию
Доказательство существования специфического механизма в колонии муравьев, который отвечает за разблокирование агрессивного поведения к другим муравьям, привели ученые кафедры биологических наук университета Вандербильта, сообщает 3 февраля сайт sciencedaily.
Доказательства были получены в результате проведения нового исследования, о котором рассказал журнал Journal of Experimental Biology. Это исследование является первым, которое позволяет определить этот механизм и его точную роль в биологии муравьев. Оно описывает социальную характеристику, которая может помочь объяснить эволюционный прогресс у муравьев.
«Эусоциальные муравьи — одна из самых больших историй успеха в эволюционной биологии, во многом благодаря их передовому организационному поведению и сложным социальным взаимодействиям», — считают Лоуренс Цвиебель, автор статьи в журнале, и Корнелиус Вандербильт, возглавляющий кафедру биологических наук.
«В течение многих лет исследователи предполагали, что у муравьев есть определенные химические маркеры, которые играют ключевую роль в их взаимодействии. Что нас удивило, так это то, что муравьи не только имеют эти маркеры, но и требуют, чтобы эти сигналы были очень точно декодированы конкретными рецепторами, чтобы вызвать агрессию», — уточнили ученые.
Один из наиболее важных аспектов идентичности муравьев-это способность отличать своих сородичей от не-сородичей, которые обычно действуют как плохие актеры. Для этого они полагаются на химические маркеры, состоящие из специфических одорантов на их телах, которые Цвиебель называет «пальто многих запахов». Эти маркеры позволяют испускать сложные смеси запахов, которые действуют как своего рода личный идентификатор для других муравьев.
В этом исследовании ученые обнаружили, что муравьи должны обонять и правильно расшифровывать эти специфические соединения на муравьях–нарушителях из других колоний, чтобы «разблокировать» агрессивное поведение по отношению к ним и защитить свое гнездо. Это означает, что муравьи по умолчанию принимают и выбирают агрессию только в том случае, если она специально вызвана.
Чтобы изучить этот механизм «замка и ключа», Лоуренс Цвиебель и аспирант Стивен Фергюсон, ведущий автор исследования, собрали муравьев Camponotus floridanus из девяти различных колоний, собранных по всей флоридской отмели.
Перед испытанием, они использовали специфический химический агент, ранее открытый лабораторией Цвиебеля, для того чтобы успокоить или перевозбудить «приемные устройства» насекомых. Они также соорудили мини–дуэльные арены для двух муравьев (либо из одной, либо из разных колоний), чтобы они могли взаимодействовать и, если они решат, сражаться.
Во время каждого теста на арене они снимали муравьев, чтобы потом оценить их взаимодействия, основанные на их агрессивном поведении, наиболее распространенными из которых являются выпад, укус или перетаскивание.
В то время как муравьи с нормальными рецепторами продолжали распознавать и бороться с муравьями из других колоний, муравьи с заблокированными или чрезмерно активированными «приемными устройствами» демонстрировали резко сниженное агрессивное поведение. «Принятие друзей и отказ от врагов — это одно из самых важных решений, которые должен принимать муравей», — констатирует Стивен Фергюсон.
Ученый полагает, что «наше исследование показало, что если нет явной и недвусмысленной угрозы, то муравьи скорее примут отказ от нападения, чем проявят агрессивность. Этот процесс, возможно, способствовал эволюционному успеху этих насекомых, и могут быть важные уроки об умерении агрессии для других социальных существ, таких как люди».
