Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Как разбудить суперсолдата

Гормональные манипуляции, филогенетический анализ и самые обычные полевые наблюдения помогли учёным создать муравьёв-суперсолдат в лаборатории.

Энтомологам известно более 1100 видов муравьёв из рода Pheidole. Большинство особей в популяции этих общественных насекомых принадлежат к двум кастам: рабочих и солдат. Солдаты отличаются более крупными размерами головы и челюстей. И только у восьми видов из рода Pheidole есть отдельные особи, которых выделяют в особую «подкасту» – суперсолдат. Они защищают гнездо от хищнических набегов муравьев-кочевников и преграждают им путь, закрывая вход в своё жилище громадной головой. В природе муравьёв-суперсолдат можно встретить в Мексике и на юго-западе США.

Международная команда биологов, возглавляемая доктором Эхабом Абухейфом, ( кафедра биологии Университета Макгилла, Монреаль, Канада) изучила геномы двух видов муравьев, которые способны производить суперсолдат. Учёные выявили гены «большеголовости» и сумели их активировать, обработав личинки муравьёв синтетическим аналогом ювенильного гормона насекомых метопреном. Как и ожидалось, из личинок развились суперсолдаты.

Доктор Абухейф и его коллеги сообщают в своей статье, опубликованной в январском выпуске журнала Science, что, как правило, именно уровень ювенильного гормона задает направление морфогенеза этих насекомых: если уровень гормона высокий, то из муравьиных личинок образуются солдаты, а если низкий – рабочие. У биологических видов, которые способны производить суперсолдат, имеется ещё один порог высокой концентрации ювенильного гормона – если он преодолён, то вылупляются не просто солдаты, а суперсолдаты.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Ученые пошли дальше - они обработали аналогичным способом личинки Pheidole morrisi – муравьёв, которые обитают в Нью-Йорке и, как правило, не производят суперсолдат. Но среди них в редких случаях возникают большеголовые особи, их напоминающие. Обработанные гормоном личинки развились в муравьев, очень похожих на суперсолдат – с крупными головами и челюстями. Аналогичный эффект был воспроизведен на двух других видах Pheilode, среди которых суперсолдаты не встречаются.

Результаты экспериментов позволяют сделать выводы, что даже те виды муравьёв, которые не производят суперсолдат, очевидно, в далеком прошлом – всего каких-нибудь 35–60 миллионов лет назад – были способны на это. В их клетках всё ещё хранится генетическая информация об этих метамарфозах. Доктор Абухейф и его сотрудники предполагают, что общий предок рода Pheidole обладал способностью производить суперсолдат. По-видимому, древняя информация может оказаться востребованной при определенных изменениях окружающей среды или пищевого статуса. Сохранение таких ценных генетических свойств предков может пригодиться в дальнейшей муравьиной эволюции.

Не известно, почему только восемь видов сохранили способность производить таких супервоинов, способных защитить гнездо. Остальные виды муравьёв рода Pheidole при вторжении армии хищных муравьёв-кочевников просто покидают свое жилище и спасаются бегством. Вместе с тем, такие «спящие» гены иногда могут активироваться. Например, среди особей вида P. morrisi, которым не грозят набеги муравьёв-легионеров, иногда появляются суперсолдаты.

Доктор Абухейф считает, что в «разблокирование» некоторых спящих генов сможет дать неожиданные результаты в сельском хозяйстве, например при получении новых сортов растений. По его мнению, этот подход будет полезным и при терапии раковой опухоли, если рассматривать механизм онкогенеза с точки зрения высвобождения древнего генетического потенциала. Тогда, идентифицировав гены, отвечающие за перерождение клеток, можно попытаться обратить злокачественный процесс вспять.

Автор: Лариса Аксёнова

Источник: www.physorg.com