چه عاملی مورچه‌ها را به سرباز یا آذوقه‌جمع‌کن تبدیل می‌کند؟
بیشتر مورچه‌های نجار کارگر یکی از این دو سرنوشت را دارند: آن‌ها یا به جست‌وجوگرانی تبدیل می‌شوند که به‌دنبال غذا می‌گردند یا به سربازانی تبدیل می‌شوند که از لانه دفاع می‌کنند.
مطالعه جدیدی نشان می‌دهد که آنزیم تجزیه‌کننده‌ی هورمونی در سد خونی‌مغزی نقش مهمی در تعیین این موضوع ایفا می‌کند که مورچه‌ها چه شغلی را انجام دهند. یافته‌ها که در مجله‌ی Cell منتشر شده است، نشان می‌دهد که سد خونی‌مغزی ممکن است نقش مهمی در شکل‌دادن به رفتار اجتماعی حیوانات ازجمله پستانداران نیز برعهده داشته باشد.
هورمون‌ها رفتارهای مختلفی را در بسیاری از حشرات تعیین می‌کنند و خصوصاً در مشخص‌کردن وظایفی تأثیرگذارند که آن‌ها باید در کلنی خود انجام دهند. یکی از هورمون‌هایی که در بسیاری از گونه‌ها برای رشد و سرنوشت شغلی مهم است، به «هورمون جوانی» شهرت دارد.
آنزیم‌هایی وجود دارند که اگر هورمون جوانی در زمان مناسبی در طول رشد بیان شود، آن را تجزیه می‌کنند. پژوهش‌های گذشته نشان داده‌اند که در مورچه‌ها میزان بیشتر هورمون جوانی موجب تقویت رفتار جستجوی غذا می‌شود.
شلی برگر، زیست‌شناس مولکولی در دانشگاه پنسیلوانیا، بیش از ۱۵ سال پیش هنگام اقامت در کاستاریکا به این حوزه علاقه‌مند شد. او وقتی مورچه‌های برگ‌بُر را در حال بردن غذا برای کلنی خود مشاهده کرد، تصمیم گرفت مطالعه کند که مورچه‌ها چگونه تصمیم می‌گیرند چه نقشی در جوامع خود برعهده بگیرند.
هورمون‌ها رفتارهای حشرات را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند و در تعیین وظایف آن‌ها در کلنی مؤثرند
برگر و همکارانش که روی کلنی‌های مورچه درودگر فلوریدا (Camponotus floridanus) مطالعه می‌کردند، کارشان را با بررسی این موضوع آغاز کردند که کدام ژن‌ها و پروتئین‌ها میان سربازان و چراگران متفاوت است. آن‌ها متوجه شدند که مورچه‌های سرباز میزان بیشتری از پروتئین خاصی داشتند؛ آنزیمی که هورمون جوانی را تجزیه می‌کند). بااین‌حال، این پروتئین منحصراً در سلول‌هایی وجود داشت که سد خونی‌مغزی مورچه‌ها را تشکیل می‌دادند.
سد خونی‌مغزی به‌عنوان فیلتری بین مغز و همولنف (معادل خون در مورچه‌ها) عمل می‌کند و از رسیدن مولکول‌های آسیب‌رسان به سیستم عصبی مرکزی مانع می‌شود. این سد که هم در حشره‌ها و هم در انسان‌ها وجود دارد، نفوذناپذیر نیست. مطالعه‌ای روی زنبورها نشان داده است که هورمون جوانی می‌تواند به‌نوعی از سد خونی‌مغزی آن‌ها عبور کند و روی مغز اثر بگذارد.
وقتی پژوهشگران سطوح هورمون جوانی را به‌طور مصنوعی در مورچه‌های سرباز کاهش دادند، مورچه‌ها شروع به جست‌وجوی غذا کردند. بدون آنزیم تجزیه‌کننده‌ی هورمون جوانی، هورمون بیشتری به مغز مورچه‌ها رسید و رفتار آن‌ها مجدداً برنامه‌ریزی شد تا چراگر شوند.
از آزمایش روی مگس میوه که دست‌کاری ژنتیکی آن‌ها راحت‌تر از مورچه‌ها است، حمایت بیشتری برای این نتیجه‌گیری حاصل شد. مگس‌هایی که به‌منظور بیان آنزیم تجزیه‌کننده‌ی هورمون جوانی در سلول‌های سد خونی‌مغزی خود مهندسی شده بودند، علاقه خود را به غذا‌خوردن از دست دادند و زمان کمتری صرف جست‌وجوی غذا می‌کردند.
- چه تعداد مورچه روی زمین وجود دارد؟5 مهر 01مطالعه '5
- چرا مورچه ملکه پنج برابر بیشتر از کارگران عمر می‌کند؟23 شهریور 01مطالعه '4
- ۶ واقعیت شگفت‌انگیز درباره مورچه‌ها1 تیر 98مطالعه '5
این موضوع که هورمون جوانی چگونه رفتار اجتماعی را تنظیم می‌کند، ممکن است پیچیده‌تر از تقسیم ساده مورچه‌ها به دو گروه سربازان و چراگران باشد. همچنین، مشخص نیست چگونه سرنخ‌های محیطی مثلاً حضور مورچه‌های رقیب با کاهش منابع غذایی بر این پدیده‌های زیستی تأثیر می‌گذارند.
یافته‌های مطالعه‌ی جدید می‌تواند پیامدهایی فراتر از حشرات داشته باشد. دانشمندان با بررسی مقالات گذشته دریافتند که آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ی هورمون مانند آنزیمی که تستوسترون را تجزیه می‌کند، در سلول‌های اندوتلیال مغز موش‌ها وجود دارد.
نویسندگان قصد دارند بررسی کنند که آیا چنین آنزیم‌هایی روی رفتار سایر موجودات دارای ساختار اجتماعی پیچیده مانند موش حفار برهنه تأثیرگذار است یا خیر. چنین مطالعاتی می‌تواند به درک جدیدی از سد خونی‌مغزی منجر شود و ما را به این باور برساند که سد خونی‌مغزی چیزی فراتر از دیواری منفعل است و در بسیاری از فرایندها فعالانه مشارکت می‌کند.