Лека промяна в активирането на един протеин може да определи дали някои мравки ще станат работнички или кралици, твърди ново проучване.

Докато повечето видове мравки се раждат в определена каста в тяхната колония, с малка или никаква способност да се изкачват по социалната стълбица, скачащата мравка на Джердън (Harpegnathos saltator) е малко по-различна.

Когато кралица от този вид умре, работниците в колонията се бият за това кой ще заеме нейното място. Мравките, които в крайна сметка са победители, поемат ролята на кралицата.

Предишни проучвания показват, че преходът от мравка-работничка към мравка-кралица идва с промени в мозъка, включително с различни генни експресии, различни нива на хормони и различни клетъчни състави. Управляващи мравки живеят около пет пъти по-дълго от другите работници.

Но какво точно предизвиква тази невероятна трансформация, случваща се с организма на зрели индивиди, родени в друга каста.

"Мозъците на животните са пластични, тоест могат да променят структурата и функцията си в отговор на околната среда", обяснява молекулярният биолог Роберто Бонасио от Университета на Пенсилвания.

"Този ​​процес се извършва и в човешкия мозък - помислете за промените в поведението по време на юношеството. Той е от решаващо значение за оцеляването, но молекулярните механизми, които го контролират, не са напълно разбрани", допълва ученият.

За да проучат по-нататък идеята за пластичността на мозъка, Бонасио и неговите колеги провеждат серия от експерименти върху скачащите мравки на Джердън, при които техните неврони са изложени на различни нива на хормони.

Екипът фокусира вниманието си върху два хормона, по-специално ювенилния хормон III (JH3) и екдистероидния хормон 20-хидроксиекдизон (20E). Смята се, че и двете регулират социалното поведение на мравките и дори на някои други социални насекоми, като пчелите.

В настоящото проучване, когато мозъците на мравки са инжектирани с аналог на JH3, авторите установяват, че това намалява тяхната ловна активност. От друга страна, когато 20E се инжектира в мозъка, той стимулира активирането на яйчниците.

Резултатите показват, че има нещо в сигналните пътища на тези хормони, което определя преминаването от една социална каста към друга. Но какво представлява самият превключвател?

Изолирайки специфични неврони в мозъците на мравките, изследователите тестваха как този механизъм може да работи по-подробно в лабораторията. И двата социални хормона в крайна сметка изглежда влияят върху невроните на мравките чрез активиране на протеин, известен като хомолог на Krüppel 1 (Kr-h1).

"Протеинът Kr-h1 е копчето, а двата хормона (JH3 и 20E) са пръстите, които го включват или изключват", споделят учените.

Разбирането на това как химическите процеси могат да трансформират мравката-работничка в кралица има голямо значение и за разбирането на това как работят нашите мозъци.