Забота о потомстве у животных появилась на основе древних нейронных цепей, изначально отвечавших за чувство голода и поиск пищи. К такому выводу пришли американские нейробиологи, изучившие биохимию мозга и социальное поведение муравьев.
Нейробиологи из Рокфеллеровского университета (США) выбрали для экспериментов муравьев вида Cerapachys biroi. В их мозге содержится примерно 60 тысяч клеток (против 100 миллионов у мышей), что сделало этих насекомых невероятно удобной моделью для детального изучения нейрохимии поведения.
Исследователи создали автоматизированную систему, которая отслеживала и оценивала многие контакты между взрослыми особями и личинками. Затем скрупулезно проанализировали весь набор нейропептидов (сигнальные молекулы мозга муравья), установив структуру 70 различных соединений и отследив, как меняется их концентрация на разных этапах жизни насекомого. Результаты исследования опубликовали в журнале Nature.
Выяснилось, что за смену социальных ролей у муравьев и за их отношение к личинкам отвечают два ключевых вещества, унаследованных от системы контроля голода. Первое из них, нейропептид F (NPF), напрямую стимулирует заботу о потомстве. Его наибольшая концентрация встречается у молодых муравьев, опекающих кладку.
Второе вещество, аллатостатин А (AstA), действует противоположным образом: побуждает особь оставить личинок и отправиться на поиск пищи снаружи. Его концентрация увеличивается по мере старения муравья, когда он превращается в фуражира (в муравейнике существует возрастная иерархия: молодые особи работают «няньками» внутри гнезда, а взрослые превращаются в фуражиров — добытчиков, рискующих жизнью на поисках еды снаружи).
Самое интересное, что эти же сигнальные молекулы чутко реагируют на обычное физиологическое истощение. Когда муравьи голодают, у них резко возрастает уровень NPF и падают показатели AstA. Это побуждает возвращаться к личинкам и ухаживать за ними — ведь забота о потомстве у муравьев неразрывно связана с процессом кормления. После сытного же обеда баланс меняется на противоположный, стимулируя взрослую особь выходить за пределы гнезда на поиски новых ресурсов.
Ранее похожие механизмы, связывающие нейропептиды голода с родительским поведением, находили у мышей, а нынешнее открытие доказало, что этот принцип универсален для самых разных групп животного мира. Эволюция пошла по пути наименьшего сопротивления, ведь забота о потомстве в своей основе — тоже кормление, только не себя, а своих детенышей.
Автор: Марк Чернов