Индийские прыгающие муравьи могут уменьшать и увеличивать свой мозг

Коллектив биологов из США обнаружил, что индийские прыгающие муравьи способны уменьшать размер своего мозга, чтобы занять место матки своей колонии, а также увеличивать его вновь. Такая способность впервые отмечена у насекомых.

Колонии индийских прыгающих муравьев (Harpegnathos saltator) располагаются под землей, а их население обычно немногочисленно — около сотни особей. Муравьи, длина которых около сантиметра, способны прыгать на два сантиметра в высоту и примерно на десять сантиметров в длину. Прыжки они совершают не только для того, чтобы убежать от опасности, но и ловя летающую добычу.

В отличие от многих других видов муравьев, у которых рабочие особи не способны размножаться, у индийских прыгающих муравьев они сохраняют способность к размножению. Таких муравьев ученые называют гамэргатами (от греческих γάμος — «женатый, замужник» и ἐργάτης — «работник»). Колонию основывает одиночная самка, но после ее гибели между рабочими муравьями начинается конкуренция за возможность занять ее место. В итоге выделяется 5–10 гамэргатов, которые начинают откладывать яйца, а также выделять феромоны, заставляющие собратьев по колонии относится к ним как к матке. После этого социальная стабильность муравьиной семьи восстанавливается и в ней складываются три касты: размножающиеся гамэргаты, гнездовые рабочие и рабочие-фуражиры.

Продолжительность жизни рабочих, сменивших свою функцию, увеличивается с полугода до шести лет, а в их организме происходит значительная перестройка. Их яичники увеличиваются в пять раз, заполняя всю брюшко, а их мозг сокращается на 20–25 %, что, как подозревают исследователи, позволяет направить больше ресурсов на производство яиц.

Клинт Пеник (Clint Penick) из Университета Кеннесо и его коллеги решили проверить, насколько обратимы эти физиологические изменения. Они собрали в лаборатории 30 колоний индийских прыгающих муравьев и взяли из каждой двух половозрелых репродуктивных рабочих. Одного муравья из пары изолировали на три-четыре недели в пластиковом контейнере, в то время как другой оставался в своем гнезде. Исследователи предположили, что отсутствие социального взаимодействия и заботы со стороны рабочих вернет изолированного гамэргата в статус рабочего. Действительно, через день или два гамэргаты переставали откладывать яйца, а после нескольких недель они начали проявлять нормальное поведение рабочих. Вскрытие показало, что их мозг вновь увеличился, а яичники, наоборот, уменьшились.

Итоги исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.