Забота о потомстве у животных сформировалась на основе древних нейронных цепей, которые изначально отвечали за чувство голода и поиск пищи. К такому выводу пришли нейробиологи, исследовавшие биохимию мозга и социальное поведение муравьев вида Cerapachys biroi. Эти данные свидетельствуют о том, что эволюция не создавала родительский инстинкт с нуля, а использовала уже существующие системы регуляции питания.

Исследование нейрохимии поведения муравьев

В качестве модели для экспериментов были выбраны муравьи Cerapachys biroi, чей мозг содержит около 60 тысяч клеток, что значительно меньше по сравнению с мозгом мышей. Это позволило провести детальное изучение нейрохимических процессов, связанных с поведением.

Исследователи разработали автоматизированную систему для отслеживания и анализа взаимодействий между взрослыми особями и личинками. Было изучено 70 различных нейропептидов — сигнальных молекул мозга муравья, а также изменения их концентрации на разных этапах жизни насекомого.

Ключевые вещества, регулирующие заботу о потомстве

Установлено, что за смену социальных ролей у муравьев и их отношение к личинкам отвечают два основных вещества, связанных с системой контроля голода:

• Нейропептид F (NPF) напрямую стимулирует заботу о потомстве. Его концентрация максимальна у молодых муравьев, ухаживающих за кладкой.
• Аллатостатин А (AstA) действует противоположным образом, побуждая особь покидать личинок и отправляться на поиски пищи. Концентрация этого вещества увеличивается с возрастом, когда муравей становится фуражиром.

В муравейнике существует возрастная иерархия: молодые особи ухаживают за потомством внутри гнезда, а взрослые занимаются поиском пищи снаружи.

Влияние физиологического состояния на поведение

Сигнальные молекулы NPF и AstA чувствительны к физиологическому состоянию муравья. При голодании уровень NPF резко возрастает, а показатели AstA снижаются, что стимулирует возвращение к личинкам и уход за ними. После насыщения баланс веществ меняется, и взрослая особь выходит из гнезда в поисках новых ресурсов.

Универсальность механизма

Ранее аналогичные механизмы, связывающие нейропептиды голода с родительским поведением, были обнаружены у мышей. Новое исследование показало, что этот принцип характерен для различных групп животных. Эволюция использовала уже существующие системы регуляции питания для формирования заботы о потомстве, поскольку кормление лежит в основе обоих процессов — только в случае заботы о потомстве пищу получают не сами животные, а их детеныши.