Rodičovství nezačalo u savců.
Začalo to hladem.
Nová studie publikovaná v časopise Nature ukazuje, jak evoluce přeměnila staré biologické mechanismy k vytvoření pečujícího chování. Vědci z Rockefellerovy univerzity studovali klonální nájezdníky. Tento hmyz se stará o své potomky, ale nevybudoval si k tomu v mozku nové „zařízení“. Místo toho unesli systémy, které regulují zásobování potravinami.
Evoluce málokdy vymyslí něco od začátku. Bere to, co již funguje, a používá to jinak.
„Evoluce bere to, co existuje, a jedná podle toho, někdy velmi neočekávaným způsobem,“ říká Daniel Cronauer, ředitel Laboratoře sociální evoluce a chování.
Tento objev vysvětluje, proč se mravenci, ptáci a savci starají o své potomky, přestože mají různé předky. Mechanismus je u všech těchto druhů nápadně podobný.
Antická hypotéza elektrického obvodu
Mnoho zvířat klade vejce a odchází, aniž by projevila jakoukoli péči.
Savci svá mláďata kojí. Ptáci inkubují hnízda. Mravenci krmí larvy.
Jak k tomuto přechodu došlo? Hlavní myšlenkou je úprava. Evoluce změnila stávající systémy spíše než vytvářela nové.
Dřívější studie na myších ukázaly, že neupeptidy související s hladem také stimulují chování rodičů. Testování této hypotézy na jednoduchých zvířatech, jako jsou ovocné mušky nebo škrkavky, je však obtížné. O své potomky se nestarají.
Myši jsou na to lepší. Ale jejich mozky jsou příliš složité: asi 100 milionů neuronů.
Mravenci jsou jednodušší. Mají jen asi 60 000 neuronů.
Tato jednoduchost z nich dělá výkonný model. Umožňuje rychlejší a podrobnější studium nervových okruhů.
Mapování mozku mravenců
Cronauerův tým vyvinul způsob, jak přesně měřit pečující chování. Vytvořili systém chování, který současně sledoval stovky jednotlivých mravenců s jednotlivými larvami.
Identifikovali také chemické signální molekuly v mozcích mravenců a testovali, jak každá z nich ovlivňuje chování.
V koloniích mravenců je jasná dělba práce podle věku.
Mladí mravenci zůstávají uvnitř a starají se o larvy.
Starší mravenci vycházejí hledat potravu.
Výzkumníci chtěli pochopit, jak chemie mozku řídí tento přechod.
“Anotovali jsme neupeptidem… Podařilo se nám identifikovat 70 molekul.” — Kay
Byla to pečlivá práce, ale přinesla seznam 70 specifických molekul. Nyní je lze zkoumat různými způsoby.
Přepínání řídí dvě molekuly
Výsledky byly jasné.
Systémy, které regulují péči, jsou přímo spojeny s dávnými okruhy hladu.
Dvě signální molekuly ovládají tento spínač.
- Neupeptid F (NPF). Stimuluje péči.
- Alatostatin A (AstA). Povzbuzuje hledání potravy.
U mladých mravenců jsou hladiny NPF vysoké a AstA nízké.
U starých mravenců je obraz obrácený.
Tomu odpovídá jejich přirozený přechod od péče o mláďata k hledání potravy.
Když tým uměle změnil aktivitu těchto molekul, chování mravenců se okamžitě změnilo. To dokazuje silný vliv těchto neupeptidů na sociální chování.
Hlad stále hraje roli.
Hladoví mravenci zvýšili hladiny NPF a snížili AstA.
Začali se chovat spíše jako starostliví rodiče.
Dobře živení mravenci pozorovali opačnou rovnováhu. Opustili péči ve prospěch hledání potravy.
„Rodičovství je hodně o krmení,“ říká Cronauer. “Nejen sebe, ale i tvého potomka.”
Proč je to důležité pro lidské zdraví
To se netýká jen hmyzu.
Savci používají podobné molekuly. Porovnání těchto okruhů napříč druhy může odhalit společné mechanismy pro evoluci rodičovství.
“Udivuje mě, že se toto chování tolikrát vyvinulo,” říká Kay.
Evoluční cesty k tomuto chování jsou omezenější, než se dříve myslelo.
V budoucnu to může vést k vytvoření „mapy“ komplexního sociálního chování.
Je tu ještě jeden aspekt. Mravenci přirozeně stárnou, přecházejí z role starostlivých rodičů do role sháněčů potravy. To nabízí model pro zdravé stárnutí.
Nejvíce prostředků je alokováno na léčbu pokročilých stadií neurodegenerativních onemocnění. Ale o normálních změnách mozku víme jen málo.
„Ve skutečnosti víme velmi málo o tom, jak se mozek během zdravého života člověka mění,“ říká Cronauer.
Tato dynamika je jádrem mravenčí společnosti.
Neuromodulátory způsobují změny závislé na věku.
To se pravděpodobně týká i jiných zvířat, včetně lidí.
Mozek se mění. Změny chování.
To je posun, ne konec.
