Elternschaft begann nicht erst bei Säugetieren.
Es begann mit Hunger.
Eine neue in Nature veröffentlichte Studie zeigt, wie die Evolution alte biologische Schaltkreise umgestaltet hat, um fürsorgliches Verhalten zu schaffen. Forscher der Rockefeller University untersuchten klonale Räuberameisen. Diese Insekten kümmern sich um ihre Jungen. Aber sie haben dafür keine neue Gehirnhardware gebaut. Sie haben die Systeme gekapert, die die Ernährung regulieren.
Die Evolution erfindet selten von Grund auf. Es nimmt, was funktioniert, und dehnt es aus.
„Die Evolution nimmt, was sie hat, und funktioniert so, manchmal auf sehr überraschende Weise“, sagt Daniel Kronauer, der dort das Labor für soziale Evolution und Verhalten leitet.
Der Befund erklärt, warum sich Ameisen, Vögel und Säugetiere trotz unterschiedlicher Vorfahren alle um ihre Jungen kümmern. Der Mechanismus ist bei allen Arten überraschend ähnlich.
Die Hypothese des antiken Speisekreislaufs
Viele Tiere legen Eier und gehen. Sie bieten null Pflege.
Säugetiere pflegen. Vögel pflegen Nester. Ameisen ernähren sich von Larven.
Wie kam es zu dieser Veränderung? Der Leitgedanke ist Modifikation. Die Evolution veränderte bestehende Systeme. Es wurden keine neuen gebaut.
Frühere Studien an Mäusen legten nahe, dass mit Hunger verbundene Neuropeptide auch die Elternschaft fördern. Dies an einfachen Tieren wie Fruchtfliegen oder Spulwürmern zu testen, ist schwierig. Sie kümmern sich nicht um Nachkommen.
Mäuse funktionieren. Aber ihre Gehirne sind komplex. 100 Millionen Neuronen.
Ameisen sind einfacher. Ungefähr 60.000 Neuronen.
Diese Einfachheit macht sie zu einem leistungsstarken Modell. Es ermöglicht eine schnellere und detailliertere Untersuchung neuronaler Schaltkreise.
Kartierung des Ameisengehirns
Kronauers Team brauchte eine Möglichkeit, die Pflege präzise zu messen. Sie bauten ein Verhaltenssystem auf. Es verfolgte gleichzeitig Hunderte einzelner Ameisen mit einzelnen Larven.
Sie identifizierten auch chemische Signalmoleküle im Ameisengehirn. Dann testeten sie, wie jeder sein Verhalten änderte.
Ameisenkolonien haben eine klare altersbedingte Arbeitsteilung.
Junge Ameisen bleiben drinnen. Sie kümmern sich um Larven.
Ältere Ameisen gehen raus. Sie suchen nach Nahrung.
Die Forscher wollten herausfinden, wie die Gehirnchemie diesen Übergang vorantreibt.
„Wir haben das Neuropeptidom mit Anmerkungen versehen … Es gab 70, die wir identifizieren konnten.“ – Kay
Das war harte Arbeit. Aber es ergab eine Liste von 70 spezifischen Molekülen. Jetzt können sie sie auf verschiedene Weise untersuchen.
Zwei Moleküle steuern den Schalter
Die Ergebnisse waren eindeutig.
Die Systeme der Pflege sind direkt an alte Hungerkreisläufe gebunden.
Zwei Signalmoleküle steuern den Schalter.
Neuropeptid F (NPF). Es fördert die Pflege.
Allatostatin A (AstA). Es regt zur Nahrungssuche an.
Bei jungen Ameisen ist der NPF hoch. AstA ist niedrig.
Bei älteren Ameisen kehrt sich das Muster um.
Dies entspricht ihrem natürlichen Wechsel von der Pflege zur Nahrungssuche.
Das Team veränderte die Aktivität dieser Moleküle. Das Verhalten der Ameisen änderte sich sofort. Dies beweist den starken Einfluss dieser Neuropeptide auf das Sozialverhalten.
Hunger spielt immer noch eine Rolle.
Hungernde Ameisen erhöhten den NPF. Sie reduzierten AstA.
Sie verhielten sich eher wie Betreuer.
Fed-Ameisen sahen das gegenteilige Gleichgewicht. Sie gaben die Fürsorge auf und widmeten sich der Nahrungssuche.
„Beim elterlichen Verhalten geht es vor allem ums Füttern“, sagt Kronauer. „Nicht nur Sie selbst, sondern auch Ihre Nachkommen.“
Warum dies für die menschliche Gesundheit wichtig ist
Dabei geht es nicht nur um Insekten.
Säugetiere verwenden ähnliche Moleküle. Ein Vergleich dieser Schaltkreise zwischen den Arten könnte Aufschluss darüber geben, wie sich die Elternschaft im Großen und Ganzen entwickelt.
„Es erstaunt mich, dass sich so oft ähnliche Erziehungsverhaltensweisen entwickelt haben“, sagt Kay.
Die evolutionären Wege zu diesen Verhaltensweisen sind eingeschränkter als angenommen.
Dies könnte schließlich zu einer Blaupause für komplexes Sozialverhalten führen.
Es gibt noch einen anderen Aspekt. Ameisen altern auf natürliche Weise vom Betreuer zum Sammler. Dies bietet ein Modell für gesundes Altern.
Neurodegenerative Erkrankungen im Spätstadium erhalten die meiste Förderung. Aber wir wissen wenig über normale Gehirnveränderungen.
„Wir wissen eigentlich sehr wenig darüber, wie sich das Gehirn im Laufe der normalen Gesundheitsspanne eines Menschen verändert“, sagt Kronauer.
Diese Dynamik ist für die Ameisengesellschaft von zentraler Bedeutung.
Neuromodulatoren bewirken altersabhängige Veränderungen.
Dies gilt wahrscheinlich auch für andere Tiere. Einschließlich Menschen.
Das Gehirn verändert sich. Das Verhalten ändert sich.
Es ist ein Wandel. Kein Ende.
