蚂蚁吐到彼此的嘴里以形成社会纽带

蚂蚁吐到彼此的嘴里以形成社会纽带

蚂蚁和人类一样拥有社交网络,但它们不是通过帖子和评论来交换信息,而是互相吐到对方的嘴里。

大多数昆虫有前肠、中肠和后肠。“然而,对于群居昆虫来说,前肠已经成为一种‘群居胃’,”瑞士弗里堡大学群居流体实验室的助理教授兼负责人阿德里亚·勒博夫 (Adria LeBoeuf) 说。描述研究结果的新研究的主要作者勒博夫说,中肠和后肠的内容物被消化,而前肠的内容物应该被共享。

Trophallaxis,或将食物反流到另一个生物的嘴里的行为,在蚂蚁等高度社会化的物种中很常见。在 trophallaxis 事件中,营养物质和蛋白质从一个人的社会胃传递到另一个人的胃,通过一系列这些交换,蚂蚁创造了一个“社会循环系统”,将殖民地的每个成员与其他人联系起来,LeBoeuf说过。

木蚁(Camponotus)以这种方式不断地将这些营养物质相互传递。如果你观察一个菌落,在一分钟内你可能会看到“20 个 trophallaxis 事件”,LeBoeuf 告诉 Live Science。(一个蚁群可能至少有数千只蚂蚁。)

“大约五年前,我们发表了一篇论文,描述了这样一个事实,即当蚂蚁进行吞食时,它们不仅仅是通过外部食物,”LeBoeuf 说,他指的是eLife杂志 2016 年的一份报告。“它们散发出激素、同窝识别线索、小RNA和各种其他东西。”

研究作者写道,因此,通过互相吐口水,蚂蚁不仅仅是在交换营养。相反,蚂蚁正在创建一个消化社会网络,其中能量和信息在整个群体中不断循环,以供需要这些资源的个人收集。这很像你的大脑如何分泌一种激素并将它传递到你的循环系统,它最终会到达你的肝脏。

Lebouf 认为蚁群不是单个蚂蚁的集合,而是一个“殖民地超有机体”,蚁群在本质上就像一个身体一样运作。就像一个身体的组织和器官如何为共同的目标执行工作一样,不同工作的蚂蚁群体可以被认为是超有机体的组织和器官。觅食者收集食物,护士照顾年轻人,工人挖隧道等等。器官使用循环系统传递的不仅仅是食物,那么社会循环系统是否有可能也做更多呢?

“为了帮助我们理解为什么蚂蚁会分享这些液体,我们探索了它们交换的蛋白质是否与个体在群体中的角色或群体的生命周期有关,”主要作者、弗里堡大学博士后研究员 Sanja Hakala 说。一个声明。

在他们最近的实验中,LeBoeuf 和 Hakala 分析了野生蚁群和实验室饲养蚁群中木蚁的社会胃内容物。在他们的样本中,他们确定了 519 种蛋白质在蚁群周围传递;这些蛋白质中有 27 种在他们的所有样本中都被发现,无论群体的年龄、群体的位置或个体蚂蚁的状态如何。

LeBoeuf 说,工人们似乎在寻找食物,将食物构建成特定的蛋白质,然后将这些蛋白质传递出去。研究小组发现,随着菌落成熟,更多的营养储存蛋白——作为一种非常浓缩的食物来源——进入循环,因此较老的菌落总体上比年轻的菌落含有更多的这些蛋白质。

“通常,蚁群中的成年人甚至不需要吃东西,”勒博夫告诉 Live Science。“相反,它们有点缓慢地分解这些营养储存蛋白质。”

群体中的许多成年人不必进食,因为有代表群体进食的蚂蚁。

“这些发现表明,一些群体成员可以为他人的利益进行代谢劳动,”哈卡拉在一份声明中说。

通过分析在何处发现了哪些蛋白质,LeBoeuf 及其同事可以区分年轻和成熟菌落之间的差异,并区分野生菌落和实验室培养菌落。与野生同类相比,它们的社会胃中蛋白质的多样性要低得多。

研究小组发现,一只蚂蚁在蚁群中扮演的角色也可以由它的社会胃内容物决定。照顾幼蚁的所谓保姆蚁往往比其他蚁群成员含有更多的抗衰老蛋白质,这可能是为了确保它们能够存活下来以照顾后代。

LeBoeuf 说:“我们现在知道,某些东西是在某些人身上产生的,它们最终会在其他人身上产生,这非常令人兴奋。” 然而,仍有许多问题需要回答,她说。例如,该团队发现觅食者的营养储存蛋白浓度高于护士,但护士生产这些蛋白质的速度更快。研究人员不确定这是为什么。

LeBoeuf 认为研究蚂蚁的营养交换等系统可以帮助科学家更好地了解代谢劳动如何在个体生物体内进行分配,例如在构成身体的细胞之间。“很难衡量细胞之间如何共享代谢工作,”LeBoeuf 说。“在这里,蚂蚁以一种我们可以轻松访问它们共享的内容的方式传递东西。”

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