Ученые из Рокфеллеровского университета и Медицинского института Говарда Хьюза проверили, что будет с муравьями, если им отключить обоняние. Оказалось, что меняется не только их поведение, но и физиология.
Рабочие муравьи Ooceraea biroi, меченные для изучения их поведения
© Daniel Kronauer / The Rockefeller University
Обоняние очень важно для муравьев. С его помощью они, например, прокладывают дорогу, распознают своих и чужих и поднимают тревогу. Ученые провели эксперимент, удалив с помощью технологии CRISPR-Cas ген, кодирующий белок orco — «запчасть» рецепторов, нужных для восприятия феромонов.
Для эксперимента использовали вид муравьев Ooceraea biroi, которые могут размножаться без матки. Если удалить из их семьи царицу, откладывать яйца начинает рабочий муравей, причем из таких яиц выходят только самки. Таким образом можно легко получить линию потомков (самок) с нужным мутантным геном, как и поступили ученые.
Ученые изучили поведение муравьев-мутантов с удаленным «запаховым» геном и обнаружили, что те не могут передвигаться по тропам, проложенным обычными муравьями. Кроме того, они слабо привязаны к коллективу и бегали в стороне от гнезда в одиночестве.
Исследование нервной системы показало, что удаление одного гена привело к исчезновению у муравьев почти всех обонятельных рецепторов в антеннах. Из-за этого произошли изменения в мозге: исчезло 85% гломерул — скоплений дендритов нервных клеток, которые нужны для передачи сигнала запаха от «усиков» — антенн в другие отделы мозга. Это не похоже на результат похожего исследования, которое проводили ранее на мушках-дрозофилах — у тех удаление orco не привело к изменениям в мозге.
Ученые проводят параллели между муравьями и млекопитающими — у мышей также обонятельные рецепторы нужны для нормального образования обонятельной луковицы — отдела в мозге, который обрабатывает запахи.
Ученые считают, что обонятельные рецепторы очень важны для формирования мозга и социальной структуры муравьев. Возможно, развитие запаховых рецепторов и соответствующих отделов мозга было необходимо для эволюции социального поведения у муравьев.
Исследование опубликовано на портале препринтов BioXRiv
Источник: chrdk.ru
