Vědci odhalili genetický základ záchranného chování u pouštních mravenců

Vědci z univerzity Johannese Gutenberga v Mohuči a Telavivské univerzity zjistili, proč se jen část dělnických mravenců druhu Cataglyphis niger zapojuje do záchranného chování vůči zraněným nebo ohroženým členům kolonie, zatímco jiní jedinci zůstávají pasivní. Podle nové studie, kterou publikoval časopis Journal of Experimental Biology, klíčový rozdíl mezi „záchranáři“ a nezúčastněnými mravenci nespočívá ve velikosti těla, morfologii ani v množství energetických rezerv, ale v odlišné aktivitě genů v nervovém systému.

Cataglyphis niger je poušťní mravenec žijící v oblastech severní Afriky a Blízkého východu, známý svou schopností přežívat v extrémně vysokých teplotách a orientovat se v otevřeném terénu bez výrazných orientačních bodů. Stejně jako u řady dalších sociálních druhů hmyzu platí, že přežití celé kolonie často závisí na spolupráci a ochotě jednotlivých dělnic pomáhat si navzájem, například když je jedinec zaklíněný v písku, napadený predátorem nebo jinak ohrožený.

Výzkumný tým pozoroval chování dělnických mravenců v laboratorních podmínkách, kde simuloval situace vyžadující záchranu. Někteří jedinci na tíseň druhého mravence reagovali aktivně – přibližovali se k ohroženému mravenci, snažili se ho vyprostit nebo odtáhnout do bezpečí. Jiní naopak zůstávali bez reakce, přestože se nacházeli ve stejné blízkosti a měli k záchraně stejnou příležitost.

Aby vědci zjistili, co tento rozdíl v chování způsobuje, porovnávali u obou skupin mravenců fyzické parametry, konkrétně velikost těla, celkovou morfologii a stav energetických zásob. Tyto faktory se mezi „záchranáři“ a pasivními jedinci nelišily, což naznačuje, že rozdíl v ochotě pomáhat není důsledkem fyzické kondice nebo schopnosti záchranu fyzicky provést. Teprve analýza genové exprese v nervovém systému mravenců odhalila skutečný rozdíl. Mravenci projevující záchranné chování vykazovali odlišné vzorce aktivity genů souvisejících s nervovými funkcemi ve srovnání s mravenci, kteří na tíseň druhého jedince nereagovali.

Výsledky naznačují, že sklon k pomoci ostatním členům kolonie může být u tohoto druhu geneticky nebo neurologicky předurčen, případně souvisí s vývojovými procesy v nervovém systému, které ovlivňují, jak jednotlivý mravenec vyhodnocuje a reaguje na signály nouze u ostatních. Jinými slovy, rozdíl mezi altruistickým a lhostejným chováním nemusí být otázkou volby nebo momentální situace, ale spíše odrazem individuálních biologických predispozic zakotvených na úrovni nervového systému.

Tento typ výzkumu má širší význam pro pochopení evoluce sociálního chování u hmyzu. U eusociálních druhů, jako jsou mravenci, včely nebo termiti, je dělba práce a spolupráce mezi jedinci klíčová pro fungování celé kolonie. Zatímco dosud se pozornost často soustředila na to, jak morfologické rozdíly, například velikost či kastovní příslušnost, určují roli jednotlivých mravenců, nová studie ukazuje, že důležitou roli hraje i variabilita na úrovni genové exprese v mozku a nervové soustavě, která nemusí být navenek vůbec patrná.

Vědci z Mohuče a Tel Avivu tak přispívají k rostoucímu množství důkazů, že chování sociálního hmyzu je výsledkem komplexní souhry genetických, neurologických a environmentálních faktorů. Zjištění, že altruistické chování u mravenců lze spojit s konkrétními vzorci genové aktivity v nervovém systému, otevírá prostor pro další výzkum zaměřený na to, které konkrétní geny a nervové dráhy tuto variabilitu řídí a zda podobné mechanismy fungují i u jiných sociálních druhů hmyzu nebo dokonce obratlovců.

Studie tak potvrzuje, že rozmanitost chování uvnitř mravenčí kolonie není náhodná, ale má hlubší biologický základ, který sahá až na úroveň exprese genů v nervových buňkách. Pro budoucí výzkum to znamená možnost lépe porozumět tomu, jak se v rámci jednoho druhu mohou vyvinout jedinci s odlišnými behaviorálními profily, aniž by se to muselo projevit na jejich vnějším vzhledu nebo fyzické zdatnosti.