Η ικανότητα των μυρμηγκιών να χτίζουν πολυδαίδαλες στοές κάτω από την αυλή μας είναι γνωστή και αξιοθαύμαστη. Οι ερευνητές μελετούν τη συμπεριφορά των μυρμηγκιών για να κατανοήσουν με ποιον τρόπο τα μικροσκοπικά αυτά πλάσματα επικοινωνούν μεταξύ τους και καταφέρνουν να χτίσουν τέτοιου είδους πολύπλοκες δομές. Οι κοινωνίες των μυρμηγκιών κρύβουν όμως κι άλλα μυστικά: ορισμένα μυρμήγκια, ανάλογα με τον ρόλο που κατέχουν μέσα στην αποικία, μπορούν να αυξήσουν θεαματικά το προσδόκιμο ζωής τους.
Νέα έρευνα, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση «Science», ρίχνει φως στον μηχανισμό ο οποίος επιτρέπει στα μυρμήγκια αυτά να ζήσουν πολύ περισσότερα χρόνια από την πλειονότητα των μυρμηγκιών. Τα ευρήματα των επιστημόνων «ξεκλειδώνουν» ένα σημαντικό μυστικό της μακροζωίας μιας κατηγορίας εντόμων το οποίο ενδέχεται να αποδειχθεί πολύτιμο και στη μελέτη της μακροζωίας των θηλαστικών.
Σε αντίθεση με τα μυρμήγκια εργάτες, των οποίων ο χρόνος ζωής είναι σχετικά μικρός, οι βασίλισσες κάποιων ειδών μπορούν να ζήσουν μέχρι και τριάντα χρόνια
Εργάτριες και βασίλισσες
Ενα από τα πιο εντυπωσιακά γνωρίσματα της οργάνωσης που παρατηρείται σε μερικά είδη μυρμηγκιών είναι ο ρόλος της βασίλισσας, δηλαδή των θηλυκών μυρμηγκιών τα οποία «επωμίζονται» κατ’ αποκλειστικότητα τη δημιουργία απογόνων. Η βασίλισσα μιας αποικίας είναι συνήθως η μητέρα όλων των μυρμηγκιών που υπάρχουν στην αποικία. Επιπλέον, σε αντίθεση με τα μυρμήγκια-εργάτες, των οποίων ο χρόνος ζωής είναι σχετικά μικρός, οι βασίλισσες κάποιων ειδών μπορούν να ζήσουν μέχρι και τριάντα χρόνια. Μέχρι πρότινος, οι επιστήμονες δεν είχαν σαφείς ενδείξεις για τους παράγοντες οι οποίοι επιτρέπουν στις βασίλισσες να ζουν τόσο πολλά χρόνια. Μία διεθνής ομάδα ερευνητών επιχείρησε να λύσει αυτό το μυστήριο μελετώντας μυρμήγκια του είδους Harpegnathos saltator.
«Πρόκειται για ένα από τα ελάχιστα είδη μυρμηγκιών όπου οι εργάτριες μπορούν να μετατραπούν σε «ψευδοβασίλισσες» όταν η πραγματική βασίλισσα πεθάνει» αναφέρει στο ΒΗΜΑ-Science o δρ Κλοντ Ντεπλάν, καθηγητής Βιολογίας και Νευροεπιστημών στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης και ένας εκ των επικεφαλής της έρευνας. «Στα περισσότερα είδη, όταν η βασίλισσα πεθαίνει, η αποικία είναι καταδικασμένη να ζήσει χωρίς βασίλισσα και άρα χωρίς καινούργιους απογόνους. Ωστόσο, το Harpegnathos saltator είναι ένα ιδιαίτερο είδος μυρμηγκιών, με την έννοια ότι οι εργάτριες – είναι όλες θηλυκές – έχουν ωοθήκη και διαθέτουν σπερματοθήκη για να αποθηκεύουν το σπέρμα των αρσενικών ατόμων. Ετσι, μπορούν γεννήσουν αβγά, κάτι που ωστόσο δεν τους επιτρέπεται, αφού εάν αυτό συμβεί τα αβγά καταστρέφονται αμέσως από τα άλλα μυρμήγκια».
Ο Κλοντ Ντεπλάν
Διεκδικώντας τον θρόνο
Οταν λοιπόν η βασίλισσα πεθάνει, τα μέλη της αποικίας καλούνται να αναδείξουν μια αντικαταστάτρια, η οποία προκύπτει έπειτα από μια σύντομη μάχη κατά την οποία οι εργάτριες «διαξιφίζονται» χρησιμοποιώντας τις μικροσκοπικές κεραίες τους. Η νικήτρια της μάχης διαδέχεται τη βασίλισσα και τον ρόλο της μέσα στην αποικία. Παράλληλα όμως αποκτά και ένα άλλο χάρισμα της βασίλισσας: τη μακροζωία. Ενώ οι εργάτριες του συγκεκριμένου είδους μυρμηγκιών έχουν μέσο όρο ζωής περίπου επτά μήνες, η ψευδοβασίλισσα μπορεί να ζήσει μέχρι και τέσσερα χρόνια, δηλαδή έναν χρόνο λιγότερο σε σχέση με τη διάρκεια ζωής της βασίλισσας του συγκεκριμένου είδους. Την ίδια στιγμή, εάν μια καινούργια βασίλισσα αναλάβει τα ηνία της αποικίας, η ψευδοβασίλισσα γίνεται ξανά εργάτρια και το προσδόκιμο ζωής της μειώνεται στους επτά μήνες! Η ικανότητα των μυρμηγκιών του συγκεκριμένου είδους να εναλλάσσονται μεταξύ διαφορετικών ρόλων στην αποικία, και ως εκ τούτου να εναλλάσσουν το προσδόκιμο ζωής τους, αποτελεί μια εξαιρετική ευκαιρία για τους ερευνητές για να μελετήσουν τον μηχανισμό ο οποίος «ξεκλειδώνει» τη μακροζωία.
Η ινσουλίνη το «κλειδί» της μακροζωίας
Για τον σκοπό αυτόν η επιστημονική ομάδα χρησιμοποίησε μία τεχνική, την αλληλούχιση RNA, η οποία επέτρεψε τη σύγκριση της έκφρασης των γονιδίων μεταξύ των θηλυκών μυρμηγκιών που παρέμεναν εργάτριες και αυτών που έτυχε να γίνουν ψευδοβασίλισσες. Οι αναλύσεις των ερευνητών έδειξαν πως όταν οι εργάτριες μετατρέπονται σε ψευδοβασίλισσες παρατηρείται αύξηση της ινσουλίνης στον εγκέφαλό τους. Η αύξηση της ινσουλίνης ενεργοποιεί ένα μονοπάτι αντιδράσεων το οποίο είναι εξαιρετικά σημαντικό για την αναπαραγωγή, αφού ελέγχει την ανάπτυξη των ωοθηκών, των αναπαραγωγικών δηλαδή οργάνων όπου αναπτύσσονται τα ωάρια. Καθώς αναπτύσσονται οι ωοθήκες, εκκρίνεται μια πρωτεΐνη η οποία εμποδίζει την ενεργοποίηση ενός διαφορετικού μονοπατιού, το οποίο υπό φυσιολογικές συνθήκες ενεργοποιείται επίσης από την αυξημένη συγκέντρωση ινσουλίνης. Το μονοπάτι αυτό ελέγχει διάφορες διεργασίες της γήρανσης και η αυξημένη δραστηριότητά του σχετίζεται με μικρότερο προσδόκιμο ζωής. Οι ψευδοβασίλισσες λοιπόν έχουν την ικανότητα να αξιοποιούν την ινσουλίνη για να απενεργοποιούν ένα σημαντικό μονοπάτι το οποίο σχετίζεται με τη γήρανση, διατηρώντας παράλληλα ενεργό το μονοπάτι αντιδράσεων που είναι απαραίτητο για την αναπαραγωγή.
Το εύρημα αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό επειδή προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει ότι στα περισσότερα ζώα η αυξημένη έκκριση ινσουλίνης είναι κρίσιμη για την αναπαραγωγή, παράλληλα όμως συμβάλλει στη μείωση του προσδόκιμου ζωής. Ο μηχανισμός τον οποίο ανακάλυψαν οι ερευνητές αποκάλυψε τον τρόπο με τον οποίο οι βασίλισσες των μυρμηγκιών παραμένουν αναπαραγωγικά ενεργές, «εμποδίζοντας» ταυτόχρονα τη γήρανση.
Αναλογίες σε διαφορετικά είδη
Αν και η ανακάλυψη του συγκεκριμένου μηχανισμού είναι πολύτιμη για τη μελέτη της μακροζωίας, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη αν παρόμοιοι μηχανισμοί παρατηρούνται και σε άλλα είδη ζώων ή ακόμα και στον άνθρωπο. «Στον άνθρωπο υπάρχει μια πρωτεΐνη η οποία είναι ομόλογη με την πρωτεΐνη που εμποδίζει την ενεργοποίηση του μονοπατιού της γήρανσης στα μυρμήγκια. Ωστόσο, ο ρόλος της δεν είναι ακόμη ξεκάθαρος» αναφέρει ο δρ Ντεπλάν, συμπληρώνοντας ότι «σκοπεύουμε να μελετήσουμε το σύστημα αυτό σε μύγες του είδους Drosophila melanogaster, και αν λειτουργήσει, θα προχωρήσουμε τη μελέτη σε θηλαστικά».
Πώς προκύπτουν τα θηλυκά και τα αρσενικά
Τα θηλυκά άτομα των μυρμηγκιών προκύπτουν από γονιμοποιημένα ωάρια. Αντίθετα, τα αρσενικά άτομα προκύπτουν από μη γονιμοποιημένα ωάρια, δηλαδή κληρονομούν το γενετικό υλικό μόνο της μητέρας. Στη γενετική, αυτός ο τρόπος προσδιορισμού του φύλου ονομάζεται απλοδιπλοειδία.
Η… μοναχική πορεία της βασίλισσας
Ο κυριότερος τρόπος με τον οποίο καθορίζεται εάν ένα θηλυκό μυρμήγκι θα γίνει εργάτρια ή βασίλισσα είναι η διατροφή. Μυρμήγκια τα οποία όταν γεννιούνται λαμβάνουν τροφή πλούσια σε πρωτεΐνες μετατρέπονται σε βασίλισσες. Ετσι, αποκτούν μια διαφορετική πορεία από τις αδελφές τους, οι οποίες γίνονται εργάτριες. «Παρόλο που τα – σπάνια – αρσενικά που υπάρχουν στην αποικία ζευγαρώνουν με τις εργάτριες αδελφές τους, δεν ζευγαρώνουν με τις μη γονιμοποιημένες βασίλισσες, οι οποίες γεννιούνται ταυτόχρονα με τα υπόλοιπα μυρμήγκια, αλλά λόγω της διατροφής τους γίνονται βασίλισσες» αναφέρει στο ΒΗΜΑ-Science ο δρ Κλοντ Ντεπλάν, συμπληρώνοντας: «Μια μέρα, τα μυρμήγκια από όλες τις αποικίες που βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή απελευθερώνουν τα αρσενικά και τις μη γονιμοποιημένες βασίλισσές τους και κάθε βασίλισσα ζευγαρώνει με 50 αρσενικά, τα οποία πεθαίνουν αμέσως. Αυτή είναι η μοναδική φορά που οι βασίλισσες θα ζευγαρώσουν. Σε ορισμένα είδη μυρμηγκιών, οι βασίλισσες διατηρούν το σπέρμα για 30 χρόνια και μπορούν να γεννήσουν μέχρι και 1 εκατομμύριο αβγά σε όλη τους τη ζωή».
