Ученые научились менять профессию муравьев с помощью двух молекул

Графический абстракт обсуждаемой работы.

Обнаружены две сигнальные молекулы, активность которых можно повышать или понижать для перепрограммирования обязанностей муравьев.

У муравьев-листорезов (Atta cephalotes) строгое разделение труда: крупные Majors охраняют гнездо, Media собирают листья, Minors ухаживают за потомством, а крошечные Minima обслуживают грибницу. Эти роли связаны с анатомией, возрастом и активностью нейропептидов.

Учёные из Пенсильванского университета показали, что две молекулы, CCAP и NPA, могут управлять поведением и “профессией” муравья. Кардиоактивный пептид ракообразных (CCAP) повышен у фуражиров и активирует сбор листьев. Нейропарсин-А (NPA) преобладает у солдат, подавляет уход за потомством и связан с оборонительным патрулированием.

Инъекции этих веществ или генная регуляция их уровня вызывали обратимые поведенческие сдвиги. Снижение NPA превращало охранников в нянек, повышение CCAP побуждало ухаживающих особей резать листья. Эти изменения сопровождались перепрограммированием экспрессии генов в мозге, которые отражают новую “кастовую” идентичность.

Исследователи также обнаружили поразительную параллель: паттерны экспрессии генов, регулирующие разделение труда у муравьев-листорезов, зеркально отражают таковые у эусоциальных голых землекопов, млекопитающих, которые также придерживаются кооперативного ухода за выводком. Хотя молекулы у них иные, генные пути, на которые они влияют, частично совпадают. Это указывает на конвергентную эволюцию молекулярных механизмов социальной организации, возникшую независимо у насекомых и млекопитающих.

Исследование: Michael B. Gilbert et al, Neuropeptides specify and reprogram division of labor in the leafcutter ant Atta cephalotes, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.023