ศึกษาเกี่ยวกับมด

การศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Natureเผยให้เห็นว่าดักแด้หลั่งของเหลวที่ไม่เคยสังเกตเห็นมาก่อน ซึ่งตัวเต็มวัยและตัวอ่อนจะดื่มทันที สุขภาพของทั้งฝูงดูเหมือนจะขึ้นกับการบริโภคของเหลวที่มีสารอาหารนี้อย่างรวดเร็ว ตัวอ่อนต้องการให้มันเติบโต และหากตัวเต็มวัยและตัวอ่อนล้มเหลวที่จะดื่มมัน ดักแด้จะตายจากการติดเชื้อราเมื่อของเหลวก่อตัวขึ้นรอบๆ พวกเขา. Daniel Kronauer, Stanley S. และ Sydney R. Shuman รองศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Rockefeller กล่าวว่า "วิธีที่มดใช้ของเหลวนี้ทำให้เกิดการพึ่งพาระหว่างขั้นตอนการพัฒนาต่างๆ "มันแสดงให้เห็นว่าฝูงมดทำงานเป็นหน่วยบูรณาการได้อย่างไร" "นม" สำหรับตัวอ่อนมด มดทำงานภายในอาณานิคมที่พลุกพล่านวุ่นวาย ก่อให้เกิดความยากลำบากสำหรับนักวิจัยที่พยายามสังเกตปฏิสัมพันธ์ต่างๆ ของมดที่ทำให้ฝูงดำเนินไปอย่างราบรื่น Orli Snir ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและ postdoc ในห้องทดลองของ Kronauer กล่าวว่า "ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เป็นหัวใจสำคัญของการทำความเข้าใจสังคมแมลง แต่เนื่องจากความท้าทายโดยธรรมชาติ พวกมันจึงไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ เพื่อจัดการกับปัญหานี้โดยตรง Snir ตัดสินใจทำวิศวกรรมย้อนกลับกับฝูงมดเพื่อระบุหลักการสำคัญบางประการที่ขับเคลื่อนปฏิสัมพันธ์ทางสังคม ในการทำเช่นนั้น เธอกำจัดมดในระยะพัฒนาการต่างๆ ออกจากฝูง และตรวจสอบว่าการแยกตัวทางสังคมส่งผลต่อแมลงอย่างไร สิ่งแรกที่เธอสังเกตเห็นคือของเหลวที่สะสมรอบดักแด้ที่แยกตัวออกมา โดยปกติแล้วแมลงจะไม่หลั่งของเหลวออกมาในระยะดักแด้ และไม่เคยพบของเหลวดังกล่าวในตัวมดเช่นกัน ของเหลวนี้มีแนวโน้มที่จะติดเชื้อราซึ่งทำให้ดักแด้ตายในที่สุด เมื่อสเนียร์เอาของเหลวออกด้วยตนเองเท่านั้น ดักแด้จึงอยู่รอดได้จนถึงวัยผู้ใหญ่ เห็นได้ชัดว่าฝูงมดกำลังขัดขวางการสร้างของเหลวดักแด้ Kronauer, Snir และเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดลองติดตามสีย้อมเพื่อหาว่าของเหลวนั้นไหลไปทางไหน และเมื่อพบว่าตัวเต็มวัยและตัวอ่อนกำลังดื่มมัน พวกเขาก็เริ่มสำรวจองค์ประกอบของของเหลวและสังเกตว่าเกิดอะไรขึ้นกับมดที่ไม่ได้กิน นักวิจัยค้นพบว่าของเหลวดังกล่าวได้มาจากกระบวนการอนุรักษ์ซึ่งพบในแมลงทุกชนิดที่เรียกว่าการลอกคราบ ซึ่งแมลงจะผลัดเซลล์หนังกำพร้าเก่าเพื่อเติบโต ในขณะที่แมลงที่ไม่อยู่ในสังคมนำของเหลวที่ลอกคราบกลับมาใช้ใหม่เพื่อรักษาสารอาหาร ดักแด้ของ มด จะแบ่งปันมันกับเพื่อนร่วมรังของพวกมัน ของเหลวดังกล่าวอุดมไปด้วยสารอาหาร นักวิจัยพบว่ารวมถึงสารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาท ฮอร์โมน และส่วนประกอบบางอย่างที่พบในนมผึ้งที่ผึ้งสงวนไว้สำหรับตัวอ่อนผึ้งนางพญา และในขณะที่มดทุกวัยดูเหมือนจะชอบของเหลวนี้ ตัวอ่อนมดวัยอ่อนก็ต้องการมัน มดที่ขาดของเหลวในช่วง 4 วันแรกของชีวิตไม่สามารถเติบโตได้ และหลายตัวตายในที่สุด Kronauer กล่าวว่า "ในช่วงสองสามวันแรกหลังจากฟักไข่ ตัวอ่อนจะพึ่งพาของเหลวเกือบจะเหมือนกับที่ทารกแรกเกิดต้องพึ่งนม" "ผู้ใหญ่ยังดื่มมันอย่างตะกละตะกลาม และแม้ว่าจะไม่ชัดเจนว่ามันให้ประโยชน์อะไรกับผู้ใหญ่ แต่เรามั่นใจว่ามันส่งผลต่อเมตาบอลิซึมและสรีรวิทยา" หลังจากทำการศึกษาเบื้องต้นในมดโคลนนิ่ง ทีมงานของ Kronauer พบปรากฏการณ์ทั่วไปที่เหมือนกันในบรรดามดแต่ละตระกูลย่อยที่สำคัญ 5 ชนิด ซึ่งบ่งชี้ว่ากลยุทธ์ในการเลือกใช้ของเหลวลอกคราบร่วมกับของเหลวส่งสัญญาณที่มีคุณค่าทางโภชนาการนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี Kronauer กล่าว "มันอาจจะวิวัฒนาการครั้งเดียว ในช่วงต้นของการวิวัฒนาการของมด หรือแม้แต่การวิวัฒนาการของมดก่อนหน้านี้" กายวิภาคของ superorganism ฝูงมดบางครั้งเรียกว่า superorganism ซึ่งเป็นเอนทิตี้เดียวที่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่ทำงานประสานกัน อันที่จริงแล้ว มดถ่ายทอดข้อมูลโดยการแลกเปลี่ยนสัญญาณเคมีในรูปแบบที่คล้ายคลึงกับการสื่อสารของเซลล์ในเนื้อเยื่อ ซึ่งรวมถึงฟีโรโมนซึ่งมักจะสื่อถึงข้อมูลระยะสั้น และของเหลวทางสังคม ซึ่งอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมและพฤติกรรมในระยะยาว การค้นพบของเหลวทางสังคมของดักแด้และบทบาทของมันในการเชื่อมโยงตัวเต็มวัย ดักแด้ และตัวอ่อน เพิ่มบริบทให้กับความเข้าใจเกี่ยวกับอาณานิคมของมดในฐานะสิ่งมีชีวิตเหนือธรรมชาติที่พึ่งพาอาศัยกัน Snir กล่าวว่า "กระแสสังคมของดักแด้เป็นแรงผลักดันที่อยู่เบื้องหลังเครือข่ายการปฏิสัมพันธ์ที่เป็นศูนย์กลางและก่อนหน้านี้มองข้ามไปในสังคมมด" "สิ่งนี้เผยให้เห็นแง่มุมใหม่ของการพึ่งพาระหว่างตัวอ่อนกับดักแด้ และดักแด้กับตัวเต็มวัย" ในการศึกษาในอนาคต ทีมงานจะสำรวจผลกระทบของของเหลวที่ลอกคราบนี้ต่อการทำงานภายในของโคโลนีต่อไป Kronauer สนใจเป็นพิเศษในการระบุว่าของเหลวลอกคราบมีบทบาทในการตัดสินวรรณะของตัวอ่อนมดหรือไม่ และมีผลอย่างไรต่อพฤติกรรมของผู้ใหญ่ Snir กล่าวว่า "การศึกษานี้ให้ข้อมูลเพียงแวบหนึ่งเกี่ยวกับเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของสังคมแมลง "เป้าหมายระยะยาวของเราคือการได้รับความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับกลไกของระบบประสาทและโมเลกุลที่ควบคุมองค์กรทางสังคม และกลไกเหล่านี้มีวิวัฒนาการอย่างไร"