Ova stvorenja krše osnovno pravilo biologije: Naučnici konačno znaju zašto

Veće životinje obično imaju veće delove tela. To je jedan od najpoznatijih bioloških obrazaca. Ipak, čini se da neki mravi krše to pravilo. Ovo otkriće pruža nov pogled na to kako evolucija može da ublaži biološka ograničenja i stvori nove kombinacije osobina, saopštio je Univerzitet u Otavi.

Istraživači su proučavali rod Pheidole, izuzetno raznolik rod mrava čije kolonije uključuju male radnike i znatno krupnije vojnike. Unutar svake kaste antene i dalje rastu srazmerno veličini tela. Iznenađujuće, između kasti taj odnos se menja: raspon veličina antena kod radnika i vojnika u potpunosti se preklapa, uprkos tome što vojnici imaju znatno veće glave i tela.

Preporučujemo

- Bila je to čista slučajnost. Sedeli smo za mikroskopom i Erika (Erika Vong, istraživač-diplomac i studentkinja na Univerzitetu u Otavi i vodeći autor studije) pokazala mi je antene dve jedinke. Jedna je očigledno bila manja, a ispostavilo se da pripada vojniku! – rekao je Radžendran Radžakumar (Rajendhran Rajakumar), vanredni profesor na Katedri za biologiju Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Otavi, u čijoj je laboratoriji istraživanje i sprovedeno.

- Baš kao kada naručujete svoju omiljenu kafu s mlekom, obe kaste imaju male, srednje i velike antene koje se preklapaju po veličini – dodao je.

Ispostavilo se da su velike antene pripadale najvećem radniku, a male antene najmanjem vojniku, koji je i dalje znatno krupniji, kako po veličini glave, tako i po veličini tela.

- Biolozi su dugo pretpostavljali da osobine poput antena generalno predvidivo prate veličinu tela – rekao je profesor Radžakumar. - Naši nalazi pokazuju da evolucija može odvojiti određenu osobinu od veličine tela u jednom kontekstu, dok taj odnos zadržava u drugom.

Tim je kombinovao laboratorijske eksperimente, terenske podatke, muzejske zbirke i uporedne analize. Merenja na 565 vrsta roda Pheidole pokazala su da je ovaj neobičan obrazac antena široko rasprostranjen u celom rodu. Poređenja sa drugim mravima sugerišu da je možda nastao još kod zajedničkog pretka roda Pheidole i blisko srodnih mrava iz roda Cephalotes (poznatih kao „mravi-kornjače”).

Antene su od presudnog značaja za opstanak mrava. Oni ih koriste za detektovanje hemijskih i fizičkih signala, snalaženje u prostoru i komunikaciju sa ostalim članovima gnezda, što je sve ključno za funkcionisanje njihovog društva. Njihova veličina i oblik takođe mogu uticati na broj i raspored čulnih struktura kojima svaki mrav raspolaže.

- Antena ne postaje veća samo zato što je mrav veći - objašnjava profesor Radžakumar. - U ovim kolonijama, razvoj zadržava fleksibilan raspon oblika antena koji može pomoći jedinkama da usklađeno i zajednički odgovore na promenljive zahteve životne sredine.

Eksperimenti sa vrstom Pheidole dentata pokazali su da ovu fleksibilnost regulišu socijalno okruženje kolonije, juvenilni hormon i signali iz organa koji reguliše alometriju.

Profesor Radžakumar je ranije igrao ključnu ulogu u istraživanjima koja su pokazala da su upravo ovi faktori presudni za razvoj vojnika i „supervojnika“. Menjanjem ovih faktora, a posebno feromona koji koči razvoj vojnika, istraživači su stvorili dosad neviđene „nanoradnike“ i „nanovojnike“, nanovojnike sa telom radnika, ali sa glavom koja ima veličinu i oblik glave vojnika. Ovi mravi su otkrili kombinacije tela i osobina koje uobičajeni razvoj obično drži skrivenim, iako razvojni potencijal postoji i može se aktivirati.

Rezultati takođe pokazuju kako kolonija funkcioniše kao superorganizam, gde društveni uslovi utiču na razvoj pojedinačnih mrava.

- Socijalni signali i hormoni čine više od samog određivanja da li će mrav postati radnik ili vojnik - objašnjava profesor Radžakumar. - Oni takođe mogu preoblikovati način na koji različite osobine rastu i usklađuju se (ili razdvajaju) unutar kasti, između kasti i, u širem smislu, među različitim vrstama.

Ovi nalazi pomažu da se objasni kako biološki sistemi mogu da izbegnu uobičajena pravila skaliranja i stvore nove oblike. Ta fleksibilnost je verovatno doprinela razvoju složenih kastinskih sistema, pomažući mravima da postanu jedna od najraznovrsnijih i ekološki najuspešnijih grupa na planeti.

- Ovaj rad nas podseća na to da evolucija nije uvek proces pukog dodavanja više ili manje iste osobine - zaključuje profesor Radžakumar. - Ponekad se nove mogućnosti javljaju onda kada se očekivane veze između osobina prekinu, a razvoj reorganizuje.

Studija je objavljena u Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

(Telegraf Nauka/uOttawa)