مورچه ها یک قانون اساسی زیست شناسی را زیر پا می گذارند تا به آنها کمک کند تا با محیط های جدید سازگار شوند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

مطالعه جدیدی که توسط محققان آزمایشگاه Eco-Evo-Devo در دانشگاه اتاوا انجام شد، نشان می‌دهد که مورچه‌ها می‌توانند اندازه آنتن را از اندازه سر و بدن جدا کنند، زیرا به کاست‌های مختلف اجتماعی تبدیل می‌شوند و نشان می‌دهد که چگونه سیگنال‌های اجتماعی و هورمون‌ها به شکل‌دهی ویژگی‌ها برای نقش‌های مستعمره تخصصی کمک می‌کنند.

حیوانات بزرگتر معمولا اعضای بدن بزرگتری دارند. این یکی از آشناترین الگوهای زیست شناسی است. با این حال به نظر می رسد برخی مورچه ها این قانون را زیر پا می گذارند. این کشف دیدگاه جدیدی از اینکه چگونه تکامل می‌تواند محدودیت‌های بیولوژیکی را از بین ببرد و ترکیب‌های جدیدی از صفات را ایجاد کند، ارائه می‌دهد.

این مطالعه با عنوان "شکستن پوسته پوسته شدن صفت از طریق تکامل و تنظیم جداسازی دو شکل در مورچه ها" در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است.

محققان Pheidole را مورد مطالعه قرار دادند، یک جنس بسیار متنوع از مورچه ها که مستعمرات آن شامل کارگران کوچک و سربازان بسیار بزرگتر است. در هر طبقه، آنتن ها هنوز متناسب با اندازه بدن رشد می کنند. با کمال تعجب، در بین کاست ها، رابطه تغییر می کند: محدوده اندازه آنتن های کارگر و سرباز کاملا با هم همپوشانی دارند، علیرغم این واقعیت که سربازان سر و بدن بسیار بزرگتری دارند.

راجندران راجاکومار، دانشیار دانشکده علوم Facul Ottawa، می‌گوید: "این کاملا عجیب بود. ما پشت میکروسکوپ نشسته بودیم و اریکا (اریکا وانگ یک محقق و دانشجوی فارغ التحصیل در اوتاوا و نویسنده اصلی این مطالعه است) آنتن دو نفر را به من نشان داد. یکی به وضوح کوچکتر بود، اما معلوم شد که از سرباز است." این تحقیق در آزمایشگاه او انجام شد.

درست مانند زمانی که لاته مورد علاقه خود را تهیه می کنید، هر دو کاست دارای اندازه های کوچک، متوسط ​​و بزرگ آنتن های همپوشانی هستند.

معلوم شد که آنتن‌های بزرگ متعلق به بزرگترین کارگر و آنتن کوچک از کوچک‌ترین سرباز بوده که هنوز هم از نظر اندازه سر و بدن بسیار بزرگ‌تر است.

راجاکومار می‌گوید: «زیست‌شناسان مدت‌ها تصور می‌کردند که ویژگی‌هایی مانند آنتن‌ها معمولا با اندازه بدن قابل پیش‌بینی است. «یافته‌های ما نشان می‌دهد که تکامل می‌تواند یک ویژگی را از اندازه بدن در یک زمینه جدا کند در حالی که آن رابطه را در شرایط دیگر حفظ کند.»

این تیم آزمایش‌های آزمایشگاهی، داده‌های میدانی، مجموعه‌های موزه و تحلیل‌های مقایسه‌ای را با هم ترکیب کردند. اندازه گیری از 565 گونه Pheidole نشان داد که این الگوی شاخک غیر معمول در سرتاسر جنس گسترده است. مقایسه با مورچه های دیگر نشان می دهد که ممکن است نزدیک به اجداد مشترک فیدول و مورچه های لاک پشت Cephalotes منشا گرفته باشد.

آنتن ها برای بقای مورچه ضروری هستند. مورچه ها از آنها برای تشخیص نشانه های شیمیایی و فیزیکی استفاده می کنند، راه خود را از طریق محیط اطراف خود پیدا می کنند و با هم لانه ها ارتباط برقرار می کنند که همه در عملکرد جوامع آنها حیاتی است. اندازه و شکل آنها همچنین می تواند بر تعداد و ترتیب ساختارهای حسی موجود برای هر مورچه تأثیر بگذارد.

راجاکومار توضیح می دهد: "آنتن به سادگی بزرگتر نمی شود زیرا مورچه بزرگتر است." در این مستعمرات، توسعه طیف انعطاف‌پذیری از اشکال آنتن را حفظ می‌کند که ممکن است به افراد کمک کند تا با هم به تقاضاهای در حال تغییر محیط پاسخ دهند.

آزمایش‌ها با Pheidole dentata نشان داد که این انعطاف‌پذیری توسط محیط اجتماعی کلنی، هورمون جوانی و سیگنال‌های یک اندام تنظیم‌کننده آلومتری تنظیم می‌شود. پیش از این، راجاکومار در کارهایی که نشان داده بود همین عوامل برای رشد سرباز و ابرسرباز بسیار حیاتی هستند، ایفای نقش کرده بود.

با تغییر این عوامل، به‌ویژه فرمون بازدارنده سرباز، محققان اکنون «نانوکارگران» و «نانو سرباز» جدیدی تولید کردند - نانوسربازهایی با اندازه بدن یک کارگر و اندازه سر و شکل یک سرباز. این مورچه‌ها ترکیب‌های بدن و ویژگی‌هایی را آشکار کردند که رشد معمولی معمولا پنهان نگه می‌دارد، اما پتانسیل رشد وجود دارد و می‌توان آن را فعال کرد.

نتایج همچنین نشان می دهد که چگونه کلنی به عنوان یک ابر ارگانیسم عمل می کند، با شرایط اجتماعی که بر رشد مورچه های فردی تأثیر می گذارد. راجاکومار توضیح می‌دهد: «سیگنال‌ها و هورمون‌های اجتماعی بیشتر از تعیین کارگر یا سرباز شدن مورچه انجام می‌دهند. آنها همچنین می توانند نحوه رشد و مقیاس بندی صفات مختلف با هم (یا جدا شدن)، در درون کاست ها، بین کاست ها و به طور گسترده تر در بین گونه ها را تغییر دهند.

این یافته‌ها به توضیح این که چگونه سیستم‌های بیولوژیکی می‌توانند از قوانین مقیاس‌گذاری آشنا فرار کنند و اشکال جدیدی تولید کنند، کمک می‌کند. این انعطاف‌پذیری ممکن است به ظهور سیستم‌های کاست پیچیده کمک کرده باشد و به مورچه‌ها کمک کند تا به یکی از متنوع‌ترین و موفق‌ترین گروه‌های زیست‌محیطی سیاره تبدیل شوند.

راجاکومار در پایان می‌گوید: «این کار به ما یادآوری می‌کند که تکامل همیشه فرآیندی برای افزودن کم و بیش یک ویژگی نیست. "گاهی اوقات زمانی که ارتباطات مورد انتظار بین صفات شکسته می شود و توسعه مجدد سازماندهی می شود، احتمالات جدید ظاهر می شود."

اریکا ونگ و همکاران، شکستن پوسته پوسته شدن صفت از طریق تکامل و تنظیم جداسازی دو شکلی در مورچه ها، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (2026). DOI: 10.1073/pnas.2612172123

اطلاعات مجله: مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →