تحقیق جدید نشان میدهد تکامل مسیرهای گرسنگی را به والدگری بازکاربردی کرده
بررسی روی مورچههای غارتگر کلونال نشان میدهد تکامل با بازاستفاده از مدارهای عصبی کهن، سیگنالهای مرتبط با گرسنگی را به رفتارهای مراقبتی از لاروها تبدیل کرده است. تیم پژوهشی دانشگاه راکفلر با آزمایشی دقیق نشان داد دو نوروپپتید متضاد تعادل بین ماندن در لانه برای مراقبت و ترک لانه برای جستجوی غذا را تعیین میکنند.
روششناسی
پژوهشگران برای ثبت و تحلیل صدها تعامل فردی یک سامانهٔ رفتاری خودکار ساختند که هر بار یک مورچه بالغ را با یک لارو قرار میداد. گامهای اصلی شامل موارد زیر بود:
- شناسایی و سنتز مجموعهٔ کامل نوروپپتیدهای مغز مورچه (نوروپپتیدوم).
- آزمایش تأثیر هر مولکول بر تمایل مورچه به مراقبت از لارو یا جستجوی غذا.
- مقایسهٔ مورچههای تغذیهشده و محروم از غذا برای بررسی همپوشانی مدارهای تغذیه و مدارهای مراقبتی.
دو مولکول با اثرهای مخالف
تحلیلها دو سیگنال شیمیایی کلیدی را نشان داد: نوروپپتید F (NPF) که رفتار مراقبت از لارو را تقویت میکند و آلستاتین A (AstA) که مورچهها را به ترک لانه و جستجوی غذا ترغیب میکند. نسبت این مولکولها در طول عمر تغییر میکند؛ مورچههای جوانتر سطح بالاتری از NPF دارند و بیشتر در لانه میمانند، در حالی که مورچههای مسنتر سطح AstA بالاتری نشان میدهند و احتمال خروج آنها برای یافتن غذا افزایش مییابد.
اهمیت تکاملی و همبستگی با پستانداران
یافتهها حاکی از همپوشانی مدارهای والدگری و مدارهای تغذیهای است؛ الگویی که پیشتر در برخی پژوهشهای پستانداران نیز مشاهده شده است. این همپوشانی از فرضیهٔ بازاستفادهٔ مسیرهای عصبی توسط تکامل پشتیبانی میکند و نشان میدهد مورچهها میتوانند مدل ساده و کارآمدتری برای واکاوی مدارهای پایهای والدگری نسبت به گونههایی مانند مگس سرکه یا کرم باشند. سادگی نسبی مغز مورچه (حدود 60,000 نورون) در مقایسه با مغز موش (تقریباً 100,000,000 نورون) امکان نقشهبرداری دقیقتر مدارها را فراهم میآورد.
کاربردها و چشمانداز پژوهش
نقشهبرداری عملکرد NPF و AstA در سطوح سلولی و مدار امکان فهم بهتر منشأ زیستشناختی رفتارهای مراقبتی را فراهم میکند. پژوهشهای آتی که اتصال این نوروپپتیدها به مدارهای عصبی مشخص را بررسی کنند، میتوانند به شناسایی مکانیسمهای مشترک اختلالات رفتاری و اجتماعی در پستانداران کمک کنند. استفاده از مدلهای ساده مانند مورچه ممکن است سرعت پیشرفت در این حوزه را افزایش دهد.
نقلقول محقق
دنیل کرونوائر، رئیس آزمایشگاه تکامل و رفتار اجتماعی، میگوید: «تکامل اغلب چیزها را از صفر نمیسازد؛ آنچه را دارد بازمیسازد و گاهی به روشهایی شگفتانگیز به کار میگیرد.»
منابع و اطلاعات تکمیلی
نتایج این مطالعه در نشریهٔ Nature منتشر شده و بخشهایی از کار در وبسایت Rockefeller University شرح داده شده است. برای مرور مفاهیم مرتبط میتوانید به مقالات مروری در Nature و صفحهٔ توضیحی دربارهٔ نوروپپتید مراجعه کنید.
