Як розбудити суперсолдата, Наука та життя
Гормональні маніпуляції, філогенетичний аналіз та звичайні польові спостереження допомогли вченим створити мурах-суперсолдат у лабораторії.
Ентомологам відомо понад 1100 видів мурах із роду Pheidole. Більшість особин у популяції цих громадських комах належать до двох каст: робітників та солдатів. Солдати відрізняються більшими розмірами голови та щелеп. І тільки у восьми видів з роду Pheidole є окремі особини, яких виділяють в особливу «підкасту» – суперсолдат. Вони захищають гніздо від хижацьких набігів мурах-кочівників і перегороджують їм шлях, закриваючи вхід у своє житло величезною головою. У природі мурах-суперсолдатів можна зустріти в Мексиці і на південному заході США.
Міжнародна команда біологів, яку очолює доктор Ехаб Абухейф, (кафедра біології Університету Макгілла, Монреаль, Канада) вивчила геноми двох видів мурах, які здатні виробляти суперсолдат. Вчені виявили гени «великоголовості» і зуміли їх активувати, обробивши личинки мурах синтетичним аналогом ювенільного гормону комах метопреном. Як і очікувалося, з личинок розвинулися суперсолдати.
Вчені пішли далі - вони обробили аналогічним способом личинки Pheidole morrisi - мурах, які мешкають у Нью-Йорку і, як правило, не виробляють суперсолдатів. Але серед них у поодиноких випадках виникають великоголові особини, що їх нагадують. Оброблені гормоном личинки розвинулися у мурах, дуже схожих на суперсолдат – з великими головами та щелепами. Аналогічний ефект відтворено на двох інших видах Pheilode, серед яких суперсолдати не зустрічаються.
Результати експериментів дозволяють зробити висновки, що навіть ті види мурах, які не виробляють суперсолдат, очевидно, у далекомуминулому – всього якихось 35–60 мільйонів років тому – були здатні на це. У їхніх клітинах все ще зберігається генетична інформація про ці метаморфози. Доктор Абухейф і його співробітники припускають, що загальний предок роду Pheidole мав здатність виробляти суперсолдат. Очевидно, давня інформація може бути затребуваною за певних змін довкілля чи харчового статусу. Збереження таких цінних генетичних властивостей предків може стати в нагоді в подальшій мурашиній еволюції.
Невідомо, чому лише вісім видів зберегли здатність виробляти таких супервоїнів, здатних захистити гніздо. Інші види мурах роду Pheidole при вторгненні армії хижих мурах-кочівників просто залишають своє житло і рятуються втечею. Разом з тим такі «сплячі» гени іноді можуть активуватися. Наприклад, серед особин виду P. morrisi, яким не загрожують набіги мурах-легіонерів, іноді з'являються суперсолдати.
Доктор Абухейф вважає, що «розблокування» деяких сплячих генів зможе дати несподівані результати в сільському господарстві, наприклад при отриманні нових сортів рослин. На його думку, цей підхід буде корисним і при терапії ракової пухлини, якщо розглядати механізм онкогенезу з погляду вивільнення стародавнього генетичного потенціалу. Тоді, ідентифікувавши гени, відповідальні за переродження клітин, можна спробувати звернути злоякісний процес.