Sommige mieren graven zich uit alle macht een weg naar een bedolven nestgenoot, andere lopen er onverschillig aan voorbij. Waarom de ene mier wel wil redden en de andere niet, was lang een raadsel.
Een nieuwe studie maakt duidelijk dat het niet afhangt van spierkracht of energie, maar van de activiteit van specifieke genen. “Onze studie laat zien dat hulpvaardigheid bij mieren samenhangt met meetbare verschillen in genactiviteit”, vertelt hoofdonderzoeker Susanne Foitzik van de JGU. “Dat is bijzonder, want reddingsgedrag werd tot nu toe vooral met zoogdieren geassocieerd. Dit gedrag is bij mieren onafhankelijk ontstaan.”
Een mier in nood
Om te ontdekken wat reddende mieren onderscheidt van niet-reddende soortgenoten, is in het lab een nooddecor nagebouwd. Op de bodem van de testkamer, onder een laag zand, werd een werkster vastgezet, waarna individuele nestgenoten een voor een werden losgelaten. Vijftien minuten lang volgden de onderzoekers wat er gebeurde.
Mieren die naar de vastzittende soortgenoot toe gingen en eraan trokken of eromheen groeven, kregen het predicaat redder. Dit gedrag valt onder dezelfde noemer als wanneer de dieren bedolven nestgenoten proberen te bevrijden. Mieren die wel dichterbij kwamen maar niets ondernamen, werden bestempeld als niet-redders.
Actievere genen in het brein van redders
Vervolgens ging het team op zoek naar een biologische verklaring voor dit verschil. Ze onderzochten de antennes en diverse hersengebieden van de eerder geobserveerde mieren, waaronder de optische lobben en centrale hersengebieden. Bijzondere aandacht ging naar de zogeheten mushroom body’s. Dit zijn verwerkingscentra in het insectenbrein die zintuiglijke informatie bundelen en een rol spelen bij leren en gedragssturing. Uit dit weefsel isoleerde het team RNA. Vervolgens vergeleken ze met RNA-sequencing de genactiviteit tussen reddende en niet-reddende werksters.
“Bij reddende dieren waren vijftien genen actiever, waaronder genen die te maken hebben met geurwaarneming, hormoonregulatie, stofwisseling en immuunfuncties”, legt onderzoeker Luisa Maria Jaimes-Nino uit. “We vonden in het onderzochte weefsel in totaal negen genen die actiever waren in reddende dan in niet-reddende mieren.” Tot verbazing van het team was er geen verschil in spierkracht of energiereserves te vinden. “Onze resultaten laten juist zien dat verschillen in de verwerking van zintuiglijke prikkels en in bepaalde moleculaire signaalroutes bepalen of een mier wel of niet reageert op een soortgenoot in nood”, zegt Foitzik.
Moleculaire sporen
Een verrassende rol is weggelegd voor de immuungenen, die bij insecten meer doen dan alleen ziekteverwekkers afweren. Eerdere studies toonden al aan dat ze ook invloed hebben op het activiteitsniveau, de slaap en de neiging om groepen te vormen. De nieuwe studie doet vermoeden dat immuunfuncties mogelijk ook meespelen bij het reguleren van sociale reacties. Denkbaar is dat reddende mieren door hun gedrag een groter risico lopen op verwondingen of infecties en daarom baat hebben bij een sterkere activiteit van immuungenen in zulke situaties.
Maar het is niet zo dat één enkele trigger het reddingsgedrag in gang zet. Vermoedelijk ontstaat het uit een samenspel van meerdere processen: het waarnemen van alarmsignalen, de verwerking daarvan in het zenuwstelsel en moleculaire signaalroutes die bepalen hoe bereid een mier is om te reageren. “Mieren vormen een bijzonder goed model om de biologische basis van complex sociaal gedrag te bestuderen”, besluit Foitzik. “Onze studie maakt duidelijk dat individuele dieren binnen dezelfde kolonie verschillend reageren en dat die verschillen terug te voeren zijn op meetbare moleculaire processen.”
Wil je niets van Scientias missen? Voeg Scientias toe als voorkeursbron op Google dan zie je al onze verhalen!
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
