خاص – مروة البطة
كشفت دراسة جديدة أن النظام الطبقي المعقد لدى النمل قد يتم التحكم فيه جزئيًا من خلال النسخة الحشرية للحاجز الدموي الدماغي، وهو حارس البوابة الذي يسمح فقط لمواد معينة بالدخول إلى الدماغ.
ويعتبر عش النمل عبارة عن مجتمع من الحشرات منظم بدقة، مع تقسيم واضح للعمل لضمان التشغيل السلس، بينما تضع الملكة البيض، تقوم شغالات النمل إما بالبحث عن الطعام أو حماية العش كجنود، وتحدد هرمونات النمل، بما في ذلك هرمون يسمى “هرمون الأحداث”، الدور الذي تلعبه كل نملة.
ومع ذلك، فإن الضوابط الجزيئية الأساسية التي تنظم هذه الهرمونات لتشكيل السلوك الاجتماعي لم يتم فهمها جيدًا.
دراسة حديثة
اليوم أظهرت دراسة حديثة أن حاجز الدم في الدماغ (BBB)، وهو المرشح الذي يحمي الدماغ من المواد غير الضرورية أو التي يحتمل أن تكون ضارة، يلعب دورًا في هذه العملية.
تشير النتائج التي نُشرت في 7 سبتمبر عبر مجلة Cell، إلى أن النمل BBB ينظم مستويات الهرمونات التي تدخل الدماغ، وبالتالي يؤثر على أدوار النمل العامل في المستعمرة.
وخلال الدراسة المجراة شرع الباحثون في فهم أساس الاختلافات السلوكية بين النمل الباحث عن الطعام والنمل الجندي، لقد قاموا بالتحقق من الجينات والبروتينات التي تم التعبير عنها بشكل مختلف بين هاتين الفئتين من النمل النجار العامل في فلوريدا (Camponotus floridanus)، واكتشفوا أن الإنزيم الذي يكسر هرمون الشباب، والذي يسمى هرمون الأحداث، كان موجودًا فقط في الخلايا التي تشكل BBBs لدى النمل.
وكشف تحليلهم أن النمل الجندي لديه مستويات أعلى من هرمون استريز الأحداث مقارنة بالنمل الباحث عن الطعام، وبالتالي، كان وصول الهرمون إلى أدمغة الجنود أقل.
وعندما حقن الباحثون هرمون الأحداث مباشرة في أدمغة النمل الجندي، متجاوزين الحاجز الدموي الدماغي، تخلى النمل عن دوره كمرتزق وبدأ في البحث عن الطعام، أظهر النمل تحولاً مماثلاً في السلوك الاجتماعي عندما قام الباحثون بتقليل إمداداتهم من هرمون الشباب عن طريق التلاعب بالجين الذي ينتجه، وبدون وجود إنزيم لتفكيكه، وصل هرمون الأحداث إلى أدمغة النمل وأعاد برمجة سلوكه.
وقال دانييل كروناور، عالم الأحياء التطورية في جامعة روكفلر والذي لم يشارك في الدراسة: “إن وصول هرمون الأحداث إلى الدماغ يتم تنظيمه بإحكام شديد على مستوى حاجز الدم في الدماغ هو اكتشاف رائع حقًا”. العلوم في البريد الإلكتروني.
تجارب على حشرة أخرى
ولمعرفة ما إذا كان الإنزيم سيؤثر على حشرة أقل تعقيدًا اجتماعيًا، أجرى فريق البحث تجارب على ذباب الفاكهة (Drosophila melanogaster).
أدى تشغيل جين استريز هرمون الأحداث في الذبابة BBB إلى حدوث تغييرات سلوكية مشابهة لتلك التي شوهدت في النمل: فقد قضى الذباب المعدل وراثيًا وقتًا أقل في البحث عن الطعام مقارنةً بأقرانه غير المعدلين.
هل الحيوانات الأخرى مشابهة للنمل؟
ولاستكشاف ما إذا كانت الحيوانات الأخرى تستخدم آليات مماثلة للتحكم في الهرمونات التي تدخل الدماغ، قام الباحثون بتحليل البيانات المنشورة من مختبرات أخرى، ووجدوا أن بعض الإنزيمات المحللة للهرمونات موجودة أيضًا في خلايا الفأر BBB (لم يتم العثور على إنزيمات مماثلة في BBB البشري، ولكن البنية تتحكم في الهرمونات بطرق أخرى).
وعلى الرغم من أن كروناور قال إنه كان حذرًا بشأن توسيع نطاق النتائج لتشمل الحشرات والثدييات، إلا أنه أقر باحتمال أن يكون لـ BBB في الثدييات أنظمة مماثلة تنظم مستويات الهرمونات في الدماغ عن طريق تحطيم الجزيئات، مضيفاً “ذلك سيتطلب المزيد من العمل التجريبي لمعرفة ذلك”.