Czy kiedykolwiek widziałeś zdjęcie psa-matki opiekującego się niezwykłym dzieckiem, takim jak kotek? Ten rodzaj historii adopcji zwierząt jest przykładem zjawiska znanego jako alloparenting: opieka zapewniana potomstwu, które nie są genetycznie spokrewnione.
My, ludzie, możemy rzucić wokół zdania: „Wychowanie dziecka wymaga wioski”, ale w świecie zwierząt istnieją przypadki, w których jest to dosłownie prawdziwe. Nagie kretowce, pomarszczone ssaki z pustynnej Afryki Wschodniej, stanowią przykład całej „wioski” współpracującej w celu wychowania potomstwa.
Każdy indywidualny nagi kret ma określoną pracę. Podobnie jak w ulu pszczół miodnych, naga kolonia kretowatych szczurów ma jedną królową, której zadaniem jest rozmnażanie. Jest tylko kilka płciowo płciowych mężczyzn, którzy łączą się w pary z królową. Wszyscy inni, zarówno mężczyźni, jak i kobiety, są albo żołnierzami, którzy chronią kolonię, albo robotnikami, którzy szukają pożywienia, kopią tunele i troszczą się o potomstwo królowej, zwane szczeniętami.
Do tej pory nikt nie miał fizjologicznego wyjaśnienia, dlaczego nagi pracownicy kretów opiekują się szczeniętami, które nie są ich własnymi. Zwykle, gdy mama rodzi, poziom estrogenu jest wysoki, a poziom progesteronu spada, co prowadzi do zachowań matczynych, takich jak karmienie lub pielęgnacja. W wielu niecodziennych opowieściach o adopcji, takich jak matka-pies opiekujący się kotkiem, adopcyjna mama niedawno urodziła własne potomstwo - co oznacza, że poziom hormonów sprawił, że była przygotowana i opiekowała się potomstwem, nawet tym, które nie są jej własny.
Ale kobiety nagich kretowatych szczurów mają niższy poziom tych hormonów, ponieważ ich narządy rozrodcze nigdy nie dojrzewają. Jak zatem nagi robotnicy-kretówki mogli być tak wspaniałymi rodzicami? Odpowiedź na to pytanie dotyczy sieci pracowników, królowych, hormonów i kupy.
Wysyłasz wiadomość… przez kupę?
Jako biolog jestem zainteresowany zrozumieniem, w jaki sposób chemikalia w organizmie mogą powodować zmiany w zachowaniu. W moim laboratorium badam rolę neuroprzekaźników, przekaźników chemicznych mózgu w komunikacji głosowej.
Niedawno naukowcy z Japonii zauważyli, że nagie kretowce pracujące szybciej reagują na wezwania młodych i spędzają więcej czasu w rejonie, w którym wezwania powstały po urodzeniu królowej. Nagie pieprze-szczury mogą wokalizować, aby się komunikować, ale ich słuch jest słaby.
Wyglądało na to, że coś w stadium reprodukcyjnym królowej wpłynęło na zachowanie robotników. Ale co się działo? Jest mało prawdopodobne, że komunikowali się wyłącznie przez wokalizacje z powodu słabego słyszenia. Czy może istnieć jakiś rodzaj komunikacji chemicznej?
Nagie kretowate jedzą korzenie i bulwy… a także kał. (Ltshears / Wikimedia Commons) Ponieważ nagie kretowce często jedzą kupę, aby zdobyć resztki składników odżywczych, badacze zastanawiali się, czy ciężarna kupa królowej może zawierać substancję chemiczną, która po zjedzeniu wpłynie na zachowanie pracowników. Może porzucony estrogen od królowej jest sposobem na komunikację z pracownikami, przygotowując ich do rodzicielstwa.
Zaprojektowali serię eksperymentów w celu zbadania, czy jedzenie bogatej w estrogeny kupy królowej w ciąży sprawi, że pracownice będą bardziej wrażliwe i uważne w stosunku do szczeniąt kolonii.
Uwolnienie połączenia estrogenu
Po pierwsze, naukowcy nakarmili robotnice nagimi kupcami-kretami od ciężarnych i niepłodnych królowych. Chcieli sprawdzić, czy będą różnice w reakcji obu grup pracowników na wezwania młodych. I rzeczywiście, nagie kretowce, które zjadły kupę ciążową, były bardziej wrażliwymi i uważnymi rodzicami niż karmione zwykłą kupą królowej.
Następnie naukowcy zwrócili uwagę na to, co było w samej kupie. Kupa ciężarnej królowej miała wysokie stężenie estrogenu i progesteronu - dwóch hormonów zwykle związanych z zachowaniami rodziców. A podczas ciąży królowej pracownicy mieli także wyższe stężenie estrogenu we własnej kupie.
Aby mieć pewność, że wzrost poziomu estrogenu u robotników wynika z hormonów w ciąży i nie tylko z powodu obecności ciężarnej królowej, badacze zmieszali porcję „sztucznej kupy”. Skonstruowali kupę ze stężeniem estrogenu i progesteronu podobne do tego, co znaleźli wydalane przez ciężarną królową. Rzeczywiście, stężenie estrogenu u pracowników wzrosło po zjedzeniu tego koktajlu. Teraz badacze byli pewni, że estrogen przenosi się z królowej na robotników za pośrednictwem jej ciężarnej kupy.
Częścią dobrego rodzicielstwa nagich kretów jest utrzymywanie szczeniąt w cieple i bezpieczeństwie. (Neil Bromhall / Shutterstock.com) Zespół badawczy chciał następnie ustalić związek między hormonami a zachowaniem. Karmili więc robotników zwykłą kupą królowej niepłodnej lub kupą królowej niepłodnej uzupełnioną estrogenem. Pracownicy, którzy jedli kupę wzmocnioną estrogenem, wykazywali poziomy reaktywności i uwagi na wezwania młodych podobne do tych, które pierwotnie zainspirowały naukowców do przeprowadzenia tych eksperymentów.
Należy zauważyć, że badanie to przeprowadzono w kolonii nagich szczurów-kretów urodzonych i wychowanych w laboratorium. Interesujące byłoby powtórzenie tego zestawu eksperymentów w terenie i sprawdzenie, czy estrogen w kupie powoduje takie same zmiany behawioralne u dzikich nagich robotników-kretów.
Estrogen w kupie: Wiele warstw komunikacji
Zmiany w zachowaniu robotników po spożyciu kupy obciążonej estrogenami sugerują, że hormon ten służył nie tylko jako sposób na uczynienie nagich szczurów lepszymi rodzicami, ale także jako sposób na komunikację królowej ze swoimi pracownikami. W ten sposób estrogen w kupie królowej działa na dwóch poziomach: daje pracownikom informacje o stanie ciąży królowej, a także poprawia reakcję robotników na komunikację szczeniąt.
Wiele badań dotyczących komunikacji chemicznej między ssakami koncentruje się na feromonach: sygnałach zapachowych wydzielanych przez inne osoby, które wpływają na własne zachowanie. Naukowcy uważali przede wszystkim estrogen za hormon, który wpływa na zachowanie osoby go wytwarzającej. Jednak niniejsze badanie zapewnia wgląd w to, jak estrogen wytwarzany przez innych może być nie tylko środkiem komunikacji, ale także czynnikiem wpływającym na własne zachowania.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Dr Gina Mantica Kandydat z biologii, Tufts University
