Vědci odhalili, proč jen někteří mravenci zachraňují uvězněné soukmenovce

Mravenci druhu Cataglyphis niger, kteří žijí v pouštních oblastech Blízkého východu, se stali předmětem studie, jež odhalila zajímavý rozdíl v chování dělnic v rámci téhož mraveniště. Vědci z Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) v Německu ve spolupráci s kolegy z Tel Aviv University zjistili, že ne všichni dělníci se chovají stejně, když je jejich hnízdo v ohrožení nebo když narazí na zraněného či uvězněného soukmenovce.

Výzkumníci pozorovali skupiny dělnických mravenců v laboratorních podmínkách i v terénu a sledovali, jak reagují na situace vyžadující pomoc jinému jedinci – například když byl mravenec zavalen pískem nebo se dostal do pasti připomínající past predátora. Ukázalo se, že někteří jedinci projevovali jasné záchranné chování: odhrabávali písek, tahali za končetiny uvězněného mravence nebo se snažili odstranit překážku, která bránila jeho úniku. Jiní dělníci ve stejné kolonii na podobné podněty téměř nereagovali a chovali se, jako by problém neregistrovali.

Otázkou, kterou si vědci kladli, bylo, co tento rozdíl způsobuje. Nabízela se řada logických vysvětlení – například že záchranáři jsou fyzicky větší nebo silnější, mají odlišnou stavbu těla lépe uzpůsobenou k fyzicky náročným úkonům, nebo že disponují většími energetickými zásobami, které jim umožňují věnovat čas a úsilí pomoci druhým namísto vlastní práce. Tým tyto hypotézy systematicky testoval a porovnával tělesnou velikost, morfologické znaky i množství tukových rezerv u mravenců, kteří pomáhali, a těch, kteří zůstávali pasivní.

Výsledky ale ukázaly, že žádný z těchto fyzických faktorů rozdíl ve vysvětluje. Záchranáři se od nezachraňujících dělníků nelišili ani velikostí, ani stavbou těla, ani množstvím energie, kterou měli k dispozici. Klíčový rozdíl se nacházel jinde – v aktivitě genů souvisejících s nervovým systémem. Analýza genové exprese ukázala, že u mravenců projevujících záchranné chování byly odlišně aktivní geny spojené s fungováním mozku a nervových drah ve srovnání s jedinci, kteří na tíseň druhých nereagovali.

Tento nález naznačuje, že sklon k záchrannému chování nemusí být otázkou fyzické způsobilosti, ale spíše výsledkem individuálních rozdílů v nervové aktivitě, které ovlivňují, jak jedinec vnímá a zpracovává signály nouze. Jinými slovy, ne každý mravenec v kolonii je stejně „naprogramovaný“ reagovat na potřeby druhých, a tato variabilita má patrně biologický, konkrétně neurogenetický základ.

Studie byla publikována v odborném časopise Journal of Experimental Biology a přináší nový pohled na to, jak se v hmyzích společenstvech dělí role a chování mezi jednotlivými členy kolonie. Sociální hmyz, jako jsou mravenci, je dlouhodobě považován za modelový systém pro studium kolektivního chování a dělby práce, přičemž dosavadní výzkum se často soustředil na faktory jako věk, kasta nebo fyzická konstituce jedince. Nová zjištění doplňují tento obraz o rozměr týkající se nervové soustavy a genetické regulace chování na individuální úrovni.

Výsledky mohou mít širší význam i pro pochopení evoluce altruistického chování u sociálního hmyzu obecně. Pokud se totiž ukazuje, že sklon pomáhat druhým není vázán na fyzické predispozice, ale na specifické nastavení nervového systému, otevírá to otázky, zda podobné mechanismy nemohou hrát roli i u jiných druhů mravenců nebo dalšího sociálního hmyzu, jako jsou včely či termiti. Zároveň to naznačuje, že v rámci kolonie může existovat jistá dělba rolí i v oblasti pomoci a záchrany, podobně jako existuje dělba práce při shánění potravy, stavbě hnízda nebo péči o larvy.

Výzkumný tým plánuje v dalších fázích práce podrobněji zmapovat, které konkrétní geny a nervové okruhy stojí za rozdílným chováním, a zda lze podobný vzorec pozorovat i u jiných druhů rodu Cataglyphis nebo u dalších sociálně žijících mravenců. Cílem je lépe porozumět tomu, jak se v přírodě vyvinula ochota riskovat vlastní bezpečí či energii ve prospěch jiného jedince, a jaké genetické a neurobiologické mechanismy toto chování u hmyzu podmiňují.