Mengasuh anak tidak dimulai dari mamalia.
Ini dimulai dengan rasa lapar.
Sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature menunjukkan bagaimana evolusi mengubah sirkuit biologis kuno untuk menciptakan perilaku pengasuhan. Para peneliti di Universitas Rockefeller mempelajari semut perampok klonal. Serangga ini merawat anak-anaknya. Namun mereka tidak membangun perangkat keras otak baru untuk melakukan hal tersebut. Mereka membajak sistem yang mengatur pemberian makan.
Evolusi jarang terjadi dari awal. Dibutuhkan apa yang berhasil dan mengembangkannya.
“Evolusi mengambil apa yang dimilikinya dan bekerja dengan cara itu, terkadang dengan cara yang sangat mengejutkan,” kata Daniel Kronauer, yang mengepalai Laboratorium Evolusi dan Perilaku Sosial di sana.
Temuan ini menjelaskan mengapa semut, burung, dan mamalia merawat anak-anak mereka meski nenek moyangnya berbeda. Mekanismenya sangat mirip antar spesies.
Hipotesis Sirkuit Makan Kuno
Banyak hewan bertelur dan pergi. Mereka tidak memberikan perhatian apa pun.
Perawat mamalia. Burung cenderung membuat sarang. Semut memberi makan larva.
Bagaimana perubahan ini terjadi? Ide utamanya adalah modifikasi. Evolusi mengubah sistem yang ada. Itu tidak membangun yang baru.
Penelitian sebelumnya pada tikus menunjukkan bahwa neuropeptida yang terkait dengan rasa lapar juga mendorong pola asuh. Sulit untuk mengujinya pada hewan sederhana seperti lalat buah atau cacing gelang. Mereka tidak peduli dengan keturunannya.
Tikus bekerja. Tapi otak mereka rumit. 100 juta neuron.
Semut lebih sederhana. Sekitar 60.000 neuron.
Kesederhanaan ini menjadikan mereka model yang kuat. Hal ini memungkinkan pemeriksaan sirkuit saraf yang lebih cepat dan lebih detail.
Memetakan Otak Semut
Tim Kronauer membutuhkan cara untuk mengukur pengasuhan secara tepat. Mereka membangun sistem perilaku. Ini melacak ratusan individu semut dengan larva individu secara bersamaan.
Mereka juga mengidentifikasi molekul pemberi sinyal kimia di otak semut. Kemudian mereka menguji bagaimana masing-masing mengubah perilaku.
Koloni semut memiliki pembagian kerja berdasarkan usia yang jelas.
Semut muda tetap berada di dalam. Mereka merawat larva.
Semut yang lebih tua keluar. Mereka mencari makanan.
Para peneliti ingin melihat bagaimana kimia otak mendorong transisi ini.
“Kami memberi anotasi pada neuropeptidome… Ada 70 yang dapat kami identifikasi.” —Kai
Ini adalah kerja keras. Tapi itu menghasilkan daftar 70 molekul spesifik. Kini, mereka dapat menyelidikinya dengan berbagai cara.
Dua Molekul Mengontrol Saklar
Hasilnya jelas.
Sistem yang mengatur pengasuhan anak terkait langsung dengan sirkuit kelaparan pada zaman dahulu.
Dua molekul pemberi sinyal mengontrol saklar.
Neuropeptida F (NPF). Ini mendorong pengasuhan.
Allatostatin A (AstA). Ini mendorong mencari makan.
Pada semut muda, NPF tinggi. AstA rendah.
Pada semut yang lebih tua, polanya sebaliknya.
Hal ini sesuai dengan peralihan alami mereka dari mengasuh ke mencari makan.
Tim mengubah aktivitas molekul-molekul ini. Perilaku semut segera berubah. Hal ini membuktikan kuatnya pengaruh neuropeptida tersebut terhadap perilaku sosial.
Kelaparan masih berperan.
Semut yang kelaparan meningkatkan NPF. Mereka mengurangi AstA.
Mereka bertindak lebih seperti pengasuh.
Semut yang diberi makan melihat keseimbangan sebaliknya. Mereka meninggalkan pengasuhan untuk mencari makan.
“Perilaku orang tua terutama berkaitan dengan pemberian makan,” kata Kronauer. “Bukan hanya dirimu sendiri, tapi keturunanmu.”
Mengapa Ini Penting bagi Kesehatan Manusia
Ini bukan hanya tentang serangga.
Mamalia menggunakan molekul serupa. Membandingkan sirkuit antar spesies dapat mengungkap bagaimana pola asuh berkembang secara luas.
“Saya heran bahwa perilaku pengasuhan serupa telah berevolusi berkali-kali,” kata Kay.
Jalur evolusi menuju perilaku ini lebih terbatas daripada yang dibayangkan.
Hal ini pada akhirnya dapat menghasilkan cetak biru perilaku sosial yang kompleks.
Ada sudut lain. Semut secara alami menua mulai dari pengasuh hingga penjelajah. Hal ini menawarkan model penuaan yang sehat.
Penyakit neurodegeneratif stadium akhir mendapatkan pendanaan paling besar. Tapi kita hanya tahu sedikit tentang perubahan otak yang normal.
“Kami sebenarnya hanya tahu sedikit tentang bagaimana otak berubah sepanjang masa kesehatan normal seseorang,” kata Kronauer.
Dinamika ini penting bagi masyarakat semut.
Neuromodulator menghasilkan perubahan yang bergantung pada usia.
Kemungkinan besar hal ini juga berlaku pada hewan lain. Termasuk manusia.
Otak berubah. Perilakunya berubah.
Ini adalah perubahan. Bukan sebuah akhir.
