Ένα έξυπνο μοριακό κόλπο επεκτείνει τη ζωή αυτών των βασίλισσων μυρμηγκιών
September 1, 2022Για ορισμένες βασίλισσες μυρμηγκιών, το μυστικό της μακροζωίας μπορεί να είναι ένας αναστολέας ινσουλίνης που παράγεται από τον ίδιο τον οργανισμό.
Οι βασίλισσες των μυρμηγκιών είναι περίφημα μακρόβιες, παρόλο που δεν θα έπρεπε. Γενικά, τα ζώα που δίνουν πολλή ενέργεια στην αναπαραγωγή θυσιάζουν λίγο χρόνο από τη ζωή τους. Αλλά οι βασίλισσες των μυρμηγκιών παράγουν εκατομμύρια αυγά και ζουν εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα σε σύγκριση με τα μυρμήγκια εργάτριες που δεν αναπαράγονται.
Τώρα, οι ερευνητές έχουν δείξει πώς ένα είδος μυρμηγκιών καταφέρνει αυτό το επίτευγμα κατά της γήρανσης. Όταν βασίλισσες και wannabe βασίλισσες του είδους Αρπηγνάθος αλατιστής ετοιμαστείτε για αναπαραγωγή, ένα μέρος αυτού που ονομάζεται μονοπάτι σηματοδότησης της ινσουλίνης μπλοκάρεταιεπιβραδύνοντας τη γήρανση, αναφέρουν οι ερευνητές στις 2 Σεπτεμβρίου Επιστήμη. Αυτή η μοριακή οδός εμπλέκεται από καιρό στη γήρανση των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
«Υπήρχε ανάγκη να κατανοήσουμε γιατί οι βασίλισσες ή τα αναπαραγωγικά άτομα στα κοινωνικά έντομα μπορούν να ζήσουν τόσο εκπληκτικά πολύ», λέει ο Marc Tatar, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Brown στο Providence, RI, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Ορισμένα είδη μυρμηγκιών έχουν βασίλισσες που επιβιώνουν 30 φορές περισσότερο από τις εργάτριές τους. Άλλα κοινωνικά έντομα όπως οι μέλισσες και οι τερμίτες έχουν επίσης μακρόβιες βασίλισσες.
Σε μια σπάνια συμπεριφορά για τα μυρμήγκια, όταν μια βασίλισσα H. saltator πεθαίνει, μερικές εργάτριες αρχίζουν να ανταγωνίζονται σε μονομαχίες για την ευκαιρία να την αντικαταστήσουν (SN: 17/1/14). Αυτά τα ελπιδοφόρα μέλη της βασιλικής οικογένειας αναπτύσσουν ωοθήκες, αρχίζουν να γεννούν αυγά και μεταβαίνουν σε μορφές που μοιάζουν με βασίλισσα που ονομάζονται gamergates. Όταν μια εργαζόμενη μεταβαίνει σε ένα gamegate, η διάρκεια ζωής της γίνεται πέντε φορές μεγαλύτερη από αυτή. Αλλά αν δεν καταλήξει να γίνει βασίλισσα και επιστρέψει σε εργάτρια, η διάρκεια ζωής της μειώνεται ξανά.
Οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν αυτή τη συμπεριφορά για να διερευνήσουν τα μοριακά υπόβαθρα της αντιγήρανσης σε αυτά τα μυρμήγκια. H. saltator Οι gamergates, αποδεικνύεται, παρατείνουν τη διάρκεια ζωής τους εκμεταλλευόμενοι τη διάσπαση της οδού σηματοδότησης της ινσουλίνης, την αλυσίδα των χημικών αντιδράσεων που οδηγούν τις επιδράσεις της ινσουλίνης στο σώμα. Ο ένας κλάδος αυτού του μονοπατιού εμπλέκεται με την αναπαραγωγή, ενώ ο άλλος εμπλέκεται στη γήρανση.
«Η ινσουλίνη έρχεται με τη ζωή μας – [after] τρώμε, έχουμε υψηλή ινσουλίνη», λέει η Hua Yan, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα στο Gainesville. «Αλλά ένα σταθερό υψηλό επίπεδο ινσουλίνης είναι κακό για τη μακροζωία».
Εξετάζοντας τα πρότυπα γονιδιακής δραστηριότητας, ο Yan και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι τα gamergates έχουν περισσότερα ενεργά γονίδια ινσουλίνης από τα κανονικά μυρμήγκια εργαζομένων και, ως αποτέλεσμα, έχουν αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα και ανάπτυξη ωοθηκών. Όμως η μυστική σάλτσα που προστατεύει τα μυρμήγκια από τις επιδράσεις της γήρανσης της ινσουλίνης φαίνεται να είναι ένα μόριο που ονομάζεται Imp-L2, το οποίο μπλοκάρει τον κλάδο της οδού ινσουλίνης που συνδέεται με τη γήρανση, έδειξαν πειράματα. Ο κλάδος που ασχολείται με την αναπαραγωγή, ωστόσο, παραμένει ενεργός.
«Αυτό που δεν καταλαβαίνουμε είναι πώς το Imp-L2 μπορεί να δράσει σε μια πτυχή της οδού και όχι στην άλλη», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Claude Desplan, αναπτυξιακός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.
Αυτά τα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν ένα άλμα προς τα εμπρός στην κατανόησή μας για την ακραία κοινωνική μακροζωία των εντόμων, λένε οι ερευνητές, ενώ παρουσιάζουν επίσης μια εξελικτική προσαρμογή κατά της γήρανσης που δεν έχει ξαναδεί στην άγρια φύση.
