Pouhá změna jediné bílkoviny a osud mravence se může změnit k nepoznání. Dokládá to nová studie týmu molekulárního biologa Roberta Bonasia z Pensylvánské univerzity publikovaná ve vědeckém žurnálu Cell.

Jak změnit své tělo i postavení

Vědci si pro svůj výzkum zvolili mravenčí druh Harpegnathos saltator, jinak nazývaný Jerdonův mravenec. Ten pořádá cosi, co by se dalo nazvat mravenčími volbami – po smrti královny svádějí dělnice souboj o to, která nastoupí na její místo.

Nejúspěšnější z dělnic se postupně zbaví své jedové žlázy, zvětší své vaječníky a zmenší nervový systém. Výsledkem není stoprocentní královna, ale „gamergata“, plodná samička, která klade vajíčka. A takových gamergat může být v mraveništi i několik.

Samotná proměna dělnic na gamergaty je známa delší dobu a není to jediný příklad atypického chování mravenců. Jsou známy také druhy, které se částečně rozmnožují asexuálně, tedy klonováním.

Avšak zatímco dřívější výzkumy se u nově nastupujících gamergat zaměřovaly na studii změn těla, nejnovější výzkum se zabýval proměnou hormonů a genovou expresí, tedy tím, jak je v genu uložená informace převedena do buněčné struktury nebo určité funkce.

Už před novým výzkumem jsme věděli, co se v těle gamergat děje, avšak netušili jsme, co tyto změny vyvolá a jak málo stačí, aby tak zásadní proměna organismu a společenského postavení mravenčí samičky nastala.

Stačí zapnout spínač

Vědci zkoumali samičky mravenců tak, že vystavili jejich mozkové buňky působení různých hormonů regulujících sociální chování (nejen) mravenců – hormon JH3 a hormon 20E. Oba začaly s mozky dělat doslova divy.

Zatímco JH3 měl u mozkových buněk vliv na snížení lovecké aktivity, 20E začal aktivovat vaječníky. Oba hormony měnily chování samičky a pomáhaly jí přejít do vyšší kasty. Co ale hormony dělají na úrovni bílkovin?

Dělnice mravence druhu Harpegnathos saltator hlídá vajíčka a larvy. | zdroj: Profimedia

Izolací mozkových buněk – neuronů ovlivněných hormony vědci zjistili, že obě látky mají vliv na aktivaci jediného bílkovinného spínače Kr-h1. To, jaké hormony na tuto bílkovinu působí, rozhoduje, k jakým genům se spínač připne – a zda se samička mravence stane dělnicí, anebo zástupkyní královny. Vše zkrátka stojí a padá na tom, na jakou chemickou dráhu se vydá jedna jediná bílkovina.

Nyní, když víme více o molekulárním spouštěči změn vedoucích k té či oné kastě, je zjevné, že v každém mozečku tohoto druhu je potenciál pro různé typy úkolů, a záleží jenom na tom, kam jej potřeby mraveniště zavanou.

Mozky se mění. U mravenců i u lidí

Zda může spínač fungovat i u jiných druhů mravenců, nevíme, ale dá se to předpokládat a bude to nejspíš předmětem dalšího výzkumu.

„Mozky mravenců i lidí jsou plastické. To znamená, že mohou měnit strukturu a funkci v reakci na okolní prostředí. Když se zamyslíte nad svým dospíváním, zjistíte, že tato změna, která je zásadní pro přežití, se odehrává také v lidských mozcích. Měli bychom proto znát molekulární mechanismy, které ji řídí," cituje časopis Science Alert vedoucího studie Roberta Bonasia.

Je to výstižné přirovnání. Přestože jsou mravenci a lidé jen vzdáleně příbuzní, oba druhy vedou sociální životy. Vytvořily společnosti zaměřené na příbuzenské vztahy a práci rozdělily mezi různé profese.