У некоторых видов муравьев есть небольшой отросток пищевода – зоб, который можно назвать «общественным желудком». Там хранится пища, которая впоследствии распределяется между другими муравьями и личинками. Такой обмен пищей и выделениями желез между членами сообщества встречается не только у муравьев, но и у термитов, пчел и других животных. Это явление называется трофаллаксис.
В 2016 году ученые из Университета Лозанны решили выяснить, какую роль трофаллаксис играет в жизни муравьев. Наноразмерная жидкостная хроматография и тандемный масс-спектрометрический анализ показали, что трофаллактическая жидкость, выделяемая муравьями, содержит углеводороды, микроРНК и ювенильные гормоны, которые регулируют развитие личинок муравьев. Ученые обнаружили, что личинки, которых кормили трофалактической жидкостью имели в два раза больше шансов завершить метаморфоз и стать более крупными рабочими особями.
Однако открытия на этом не закончились. По словам Адрии Лебёф, руководившей исследованием, во время трофаллаксиса питательные вещества и белки передаются из зоба одного муравья к другому, и через серию этих обменов муравьи создают «социальную кровеносную систему», которая связывает каждого члена колонии со всеми остальными. Вот такой вот своеобразный тимбилдинг.
«Муравьи-древоточцы (Camponotus) таким образом постоянно передают эти питательные вещества друг другу. Если вы посмотрите на отдельную колонию, то за одну минуту сможете увидеть пару десятков трофаллаксических явлений. Когда муравьи совершают трофаллаксис, они не просто передают пищу. Они выделяют гормоны, сигналы распознавания сородичей, малые РНК и многое другое», – Адрия Лебёф.
Иными словами, муравьи создают пищеварительную социальную сеть, в которой энергия и информация постоянно циркулируют по всей колонии, чтобы ими пользовались особи, которые нуждаются в ресурсах. По словам Лебёф, это очень похоже на то, как ваш мозг выделяет гормон и передает его в систему кровообращения, и в конечном итоге он достигнет точки назначения.
Лебёф предлагает думать о колонии муравьев не как о совокупности отдельных особей, а как о «колониальном суперорганизме», где колония, по сути, функционирует так, как если бы она была единым телом. Тому есть много других примеров – почитайте, например, как муравьи делают из самих себя плоты.
В организме есть ткани и органы, которые работают слаженно; так и группы муравьев с разными функциями можно рассматривать как ткани и органы суперорганизма. Фуражиры собирают еду, няньки заботятся о детенышах, рабочие роют туннели... Органы используют систему кровообращения, чтобы передавать далеко не только питательные вещества – так и «социальное кровообращение» муравьиной колонии направлено на более масштабные цели пищу.
«Чтобы понять, почему муравьи разделяют эти жидкости, мы исследовали, связаны ли белки, которыми они обмениваются, с ролью особи в колонии или с жизненным циклом колонии», – Санья Хакала, соавтор исследования.
Ученые проанализировали содержимое социальных желудков муравьев-древоточцев как в диких, так и в лабораторных колониях. Они идентифицировали 519 белков, передаваемых по колониям муравьев. 27 из этих белков были обнаружены во всех их образцах, независимо от возраста колонии, ее местоположения или статуса отдельного муравья.
По словам Лебёф, рабочие собирают еду, превращая пищу в определенные белки, а затем передают эти белки повсюду. Команда обнаружила, что по мере созревания колонии в «социальное кровообращение» поступает больше белков, запасающих питательные вещества, которые действуют как очень концентрированный источник пищи, поэтому в более старых колониях этих белков в целом больше, чем в более молодых.
«Часто взрослым особям в колониях муравьев даже не нужно есть. Вместо этого они как бы медленно расщепляют эти белки, хранящие питательные вещества. Эти данные показывают, что некоторые члены колонии могут выполнять метаболический труд на благо других», – Адрия Лебёф.
Анализируя, где были обнаружены белки, Лебёф и ее коллеги смогли определить разницу между молодыми и зрелыми колониями, а также дифференцировать дикие и выращенные в лаборатории колонии, у которых в социальном желудке было гораздо меньшее разнообразие белков, чем у их диких собратьев.
Команда обнаружила, что роль, которую играет отдельный муравей в колонии, также может определяться содержимым его общественного желудка. Так называемые муравьи-няньки, которые заботятся о детенышах, как правило, имеют большее количество антивозрастных белков, чем другие члены колонии, что потенциально гарантирует их выживание и заботу о будущих поколениях.
Лебёф считает, что изучение таких систем, как обмен питательными веществами у муравьев, может помочь ученым лучше понять, как метаболический труд распределяется внутри отдельного организма, например, между клетками, составляющими тело.
