Исследователи изучали индийских прыгающих муравьев (Harpegnathos saltator), которые могут претерпевать значительные изменения в физиологии без каких-либо связанных с этим изменений в их ДНК. Вместо этого изменения зависят от того, какие гены включены или выключены, что, в свою очередь, определяется социальными факторами и факторами окружающей среды.
Это сделало их модельным организмом для исследователей эпигенетики.Когда королева колонии H. saltator умирает, работницы участвуют в ритуальных боях, чтобы установить свое господство. Хотя эти сражения могут быть ожесточенными, они редко приводят к физическим травмам рабочих. В конечном итоге группа из примерно 12 рабочих установит господство и станет кадром рабочих королев или «геймеров».
Геймеры выглядят как обычные рабочие, но претерпевают резкие внутренние изменения: их мозг сокращается на 25 процентов; их яичники расширяются, заполняя брюшную полость; и их ожидаемая продолжительность жизни увеличивается примерно с шести месяцев до нескольких лет и более.«Мы хотели знать, что отвечает за эти физические изменения», — говорит доктор Клинт Пеник, ведущий автор статьи с описанием работы и постдокторант в штате Северная Каролина. «Ответ, кажется, дофамин. Мы обнаружили, что у геймергатов уровень дофамина в два-три раза выше, чем у других рабочих».Чтобы понять, что происходит, исследователи взяли подмножество рабочих из колонии (Colony A) и отделили их от геймеров.
Эти рабочие фактически сформировали свою собственную колонию (Колония B) и начали борьбу за установление господства.Когда некоторые из рабочих в колонии B начали брать верх, Пеник удалил их из колонии. Он обнаружил, что эти доминирующие муравьи уже начали вырабатывать повышенный уровень дофамина — больше, чем другие рабочие, но все же меньше, чем полноценные геймеры.Затем Пеник поместил этих доминирующих рабочих обратно в колонию А. Обычные рабочие колонии А распознали изменения в доминирующих рабочих и проявили «полицейское» поведение, сдерживая доминирующих муравьев, чтобы они не могли двигаться.
В течение 24 часов уровень дофамина у основных рабочих упал до нормы; они снова были обычными рабочими муравьями.«Это говорит нам о том, что сам акт победы в этих ритуальных битвах увеличивает уровень дофамина в H. saltator, что в конечном итоге приводит к физическим изменениям, которые мы наблюдаем в геймерских воротах», — говорит Пеник. «Точно так же проигрыш в этих схватках снижает уровень дофамина».
По словам Пеника, полученные данные могут дать представление о поведении ряда социальных видов насекомых. «Полицейское поведение наблюдается у ос и других видов муравьев, и это исследование показывает, как это поведение может регулировать уровень гормонов, влияя на физиологию и предотвращая размножение рабочих», — объясняет он.