IMAGE: Visa mer
Credit: Adria C. LeBoeuf
Vätskor som delas mun till mun av sociala insekter innehåller proteiner och små molekyler som kan påverka utvecklingen och organiseringen av deras kolonier, enligt nya rön som publiceras i eLife.
Studien från University of Lausanne i Schweiz visar att Floridas snickarmyror kollektivt kan påverka sina samhällen genom att ändra den cocktail av proteiner, hormoner och andra små molekyler som de skickar mun-mot-mun till varandra och till sina ungar genom en process som kallas trofallaxis.
”Maten skickas vidare till alla vuxna myror och myror under utveckling genom trofallaxis. Detta skapar ett nätverk av interaktioner som förbinder varje medlem i kolonin”, säger Laurent Keller, professor vid institutionen för ekologi och evolution.
”Många forskare betraktar trofallaxis endast som ett sätt att dela med sig av mat”, tillägger professor Richard Benton vid Center for Integrative Genomics, som också är en av studiens huvudförfattare. ”Men trofallaxis förekommer i andra sammanhang, till exempel när en myra återförenas med sin bokamrat efter isolering. Vi ville därför se om den vätska som utbyts vid trofallaxis innehåller molekyler som gör det möjligt för myror att skicka andra kemiska meddelanden till varandra, och inte bara mat.”
För att besvara denna fråga analyserade teamet, som leddes av förstaförfattaren och postdoktorn Dr Adria LeBoeuf, vätska från par av myror som deltar i trofallaxis. Överraskande nog identifierade de ett stort antal proteiner som verkar vara involverade i regleringen av myrornas tillväxt, tillsammans med höga nivåer av juvenilt hormon, en viktig regulator av insekters utveckling, reproduktion och beteende.
För att se vilken effekt detta hormon har på tillväxten av larver som matas genom trofallaxis, tillsatte forskarna det till maten för larvuppfödande myror och upptäckte att hormonet gjorde det dubbelt så troligt att larverna skulle överleva för att nå vuxen ålder.
”Detta tyder på att juverhormon och andra molekyler som överförs från mun till mun via detta sociala nätverk skulle kunna användas av myrorna för att kollektivt bestämma hur deras koloni utvecklas”, säger LeBoeuf. ”Så när myrorna matar sina larver är det inte bara mat de ger dem, utan de röstar kvantitativt för sin koloni genom att ge olika mängder av tillväxtfrämjande komponenter för att påverka nästa generation.
”De effekter av juvenilt hormon som vi ser stämmer överens med tidigare studier hos andra myror och hos bin där larver som behandlas med en analog av detta hormon tenderar att utvecklas till större arbetare och till och med drottningar.”
Länge med tillväxtproteiner och juvenilt hormon identifierade teamet också små molekyler och kemiska signaler i snickarmyrornas trofallaktiska vätska som hjälper dem att känna igen sina bokamrater. De visade för första gången förekomsten av kemiska signaler i vätskan som är kända för att vara viktiga för att ge myrorna en koloni-specifik lukt som gör det möjligt för dem att skilja familjemedlemmar från icke-familjemedlemmar.
”Sammantaget visar vi att den vätska som överförs mellan myror innehåller mycket mer än bara mat och matsmältningsenzymer”, tillägger LeBoeuf. ”Våra resultat tyder på att trofallaxis ligger till grund för en privat kommunikationskanal som myror använder för att styra utvecklingen av sina ungar, liknande mjölk hos däggdjur.”
”Mer generellt öppnar detta möjligheten att det orala utbytet av vätskor, såsom saliv, hos andra djur också kan fylla tidigare oanade funktioner.”
Referens
Artikeln ”Oral transfer of chemical cues, growth proteins and hormones in social insects” finns fritt tillgänglig online på http://dx.doi.org/10.7554/eLife.20375. Innehållet, inklusive text, figurer och data, är fritt att återanvända under en CC BY 4.0-licens.
Mediakontakt
Emily Packer, eLife
[email protected] 855373
Om eLife
EeLife är ett unikt samarbete mellan forskningsfinansiärer och forskningsutövare för att förbättra hur viktig forskning väljs ut, presenteras och delas. eLife publicerar enastående arbeten inom biovetenskap och biomedicin – från grundläggande biologisk forskning till tillämpade, translationella och kliniska studier. Alla artiklar väljs ut av aktiva forskare i forskarsamhället. Besluten och svaren godkänns av granskarna och sammanställs av den granskande redaktören i en enda, tydlig uppsättning instruktioner för författarna, vilket undanröjer behovet av mödosamma revideringscykler och gör det möjligt för författarna att snabbt publicera sina resultat. eLife stöds av Howard Hughes Medical Institute, Max Planck Society och Wellcome Trust. Läs mer på elifesciences.org.