개미, 말벌, 꿀벌 및 기타 사회 곤충은 암컷의 무리가 생식을 포기하는 고도로 조직화 된“eocial”식민지에 살고 있습니다. 150 년이 넘는 생물 학자의 노력에도 불구하고 어떻게 그렇게했는지 설명하기가 어려웠습니다. 많은 연구자들은 그 대답이 오랫동안 종별 방식으로 진화 한 복잡한 유전 적 변화에 달려 있다고 생각했습니다.
.그러나 새로운 결과는 놀랍도록 단순한 호르몬 메커니즘 (동물 왕국 전역에서 찾을 수있는 것)이 eusociality를 움직일 수있을만큼 충분했을 것임을 시사합니다.
.지난달 뉴욕의 록펠러 대학교 (Rockefeller University)의 진화 생물 학자 인 다니엘 크로 나우어 (Daniel Kronauer)가 이끄는 연구팀은 Science 의 논문을 발표했다. 많은 전문가들이 말하는 것은 eosocial 행동 연구에서 지금까지 가장 상세한 분자 이야기 중 하나를 제공합니다.
과학자들은 개미에서 생식 노동의 분열이 영양과 성장을 유지하는 데 일반적으로 관련된 고대 인슐린 신호 경로가 사회적 신호에 반응했을 때 발생한다는 것을 발견했습니다. 그렇게함으로써 그들은 또한 Urbana-Champaign의 Illinois University의 Genomic Biology의 Carl R. Woese 연구소 인 Gene E. Robinson은“환경이 피부에 피부에 영향을 미치는 방법의 근본이되는 과정”이라고 말했다.
Kronauer와 그의 동료들은 Asociality를 향한 개미의 진화론 적 여정에 대한 공통된 기원을 밝히기를 희망하며, 첫 번째 유전자가 7 개의 다양한 개미 종들 사이에서 여왕과 노동자들의 뇌에서 다르게 발현 된 유전자를 비교했습니다. 그들은 하나의 유전자에 대한 특히 강한 신호를 발견했습니다. ilp2 , 이는 인슐린의 개미 버전을 코딩하고 퀸즈에서 일관되게 더 높았다. 크로 나우어 (Kronauer)는 적어도 24 개의 다른 유전자가 중요하다고 지적했다. 크로 나우어 (Kronauer)는 인슐린 생산 및 신호, 뇌 가소성 및 기타 특성과 관련이있다.)
ilp2 의 역할을 결정합니다 , 연구원들은 단일 개미 종, 클론 레이더 앙트 ooceraea biroi 에 중점을 두었습니다. 식민지에는 고정 여왕이 부족합니다. 대신에, 개미는 유충의 존재에 대한 반응으로, 노동자와 여왕의 역할 사이의 그룹으로 번갈아 가며, 주위에 아기들과 함께, 모든 성인 개미는 그들을 돌보기 위해 재현을 중단했다.
Kronauer의 팀은 인슐린 신호 전달이 그주기에 책임이 있음을 발견했습니다. 연구원들이 개미를 애벌레에 노출 시켜서 생식을 억제하고 돌보는 행동으로의 전환을 유도했을 때 호르몬의 생산은 감소했다. 유충이 제거되었을 때, 인슐린 수치가 크게 상승했고, 인슐린을 인슐린으로 주사하면 유충이 여전히 주변에있을 때에도 난소가 재 활성화되었습니다. Kronauer는“당신이 그것에 대해 생각한다면, 그것은 미쳤지 만 매우 우아하고 매우 우아하고 간단한 유기체를 사회적으로 만들어 유충에 반응하게 만드는 방법입니다.
(그리고 조지아 대학교의 곤충 학자 인 Allen J. Moore는 농담을했습니다.
Urbana-Champaign의 일리노이 대학의 생물 학자 인 Andrew Suarez는“이 단일 유전자는 독방에서 사회 생활 양식으로의 전환이 상대적으로 적은 변화로 시작될 수 있음을 시사합니다. “새로운 유전자를 호출 할 필요가 없습니다. 게놈 구조 또는 유전자 발현 패턴을 크게 변경할 필요는 없습니다. 당신은 단 하나 또는 몇 가지를 조정하고 고급 생식 노동 분할을 향한이 길을 시작할 수 있습니다.”
.Kronauer의 결과는 현재 Smithsonian Tropical Research Institute에서 1987 년 진화 생물 학자 Mary Jane West-Eberhard가 제안한 eusociality의 기원에 대한 이론을 입증합니다. 그녀는 독방 말벌이 난소 활동과 동기화하여 생식 및 관리 단계를 통해 순환했으며, 그 난소주기의 일부가 각 카스트에 배타적이되었을 때, 노동 분야가 등장했다고 주장했다. 퀸즈는 계란에 대한 난소를 끊임없이 적극적으로 적극적으로 적극적으로 적극적으로 태어났다. West-Eberhard는 나중에 이것을“발달 재구성”을 통해 종을 크게 변화시키는 모델로 묘사했으며“이 경우 새로운 (노동자와 여왕 표현형)를 만드는 방법이라고 불렀습니다.
West-Eberhard의 이론에서 빠진 것은 말벌이나 다른 사회 곤충의 재구성에 대한 잠재적 인 트리거의 후보였습니다. Kronauer의 발견은 이제 최소한 개미의 경우 범인이 ilp2 이라고 제안합니다. , 유충이 인슐린 통로를 통해 성인을 조작하여 대부분의 정규 관리인으로, 몇몇은 지역 사회에 어머니로 변신합니다.
Kronauer는 인슐린의 참여는 회고에서 의미가 있다고 호르몬은 음식 섭취와 생식 모두에서 중요한 규제 역할을하는 것으로 알려져 있다고 말했다. 초기 적응 후, 진화력은 개별 카스트를 강화하는 것과 다른 개인들 사이에서 인슐린 수준의 타고난 차이를 유발했을 것입니다. Kronauer와 그의 동료들은 Queenless Clonal Raider 개미들 사이에서도 일부는 유충의 존재에도 불구하고 일부는 약간 크고 더 활동적인 난소를 가지고 있으며 덜 구한 것을 관찰했습니다. 그들의 인슐린 수치는 처음부터 더 높아졌습니다.
Kronauer는“이 전구체 상태에서도 여전히 생식 행동과 인슐린 수준 사이에 연결이있는 것 같습니다. 궁극적으로 인슐린 수치가 높은 개인은 여왕이되었고 수준이 낮은 사람은 노동자가되었습니다. "모든 사람이 매우 유사한 인구에서 시작하지만 진화 시간이 지남에 따라 그 작은 차이가 악화됩니다."
.이 작업을 추가로 설득력있게 만드는 것은 이전의 연구가 꿀벌의 노동부를 통치하는 인슐린을 의미하지만 매우 다른 방식으로 연루되어 있다는 것입니다. 개미와 독립적으로 유사성을 발전시킨 꿀벌 종의 경우, 인슐린 신호는 근로자가 유충을 간호하는지 여부를 결정하는 데 도움이되며, Foragers가 선호하는 음식의 종류를 지배 할 수 있습니다 (이는 생리학 및 수행 업무에 더 큰 영향을 미칩니다). 개미와 꿀벌 모두에서 인슐린 메커니즘은 자손에 대한 민감성으로 얽혀 있습니다.
Kronauer는“이것은 시스템의 복잡성을 증가시킬 때 진화가 어떻게 진행되는지에 대해 매우 일반적인 것이 있음을 시사한다. 수아레즈에게는 이런 종류의 진화론 적 혁신이 어떤 의미에서“예측 가능하고, 유전 적 기계적 패턴이 있다는 것을 의미합니다. 꽤 신나는 일입니다.”
인슐린은 독립적으로 여러 번 사용되었음을 통해 진화가 일상적으로 보존 된 대사 및 발달 경로를 재사용하여 복잡한 새로운 특성과 행동을 일으키는 새로운 통찰력을 강화합니다. 사회 곤충의 경우 인슐린과 생식 경로는 사회적 기능을 위해 단지 대기하기를 기다리고 있었다. 또는“조상 지상 계획에서 파생 된”유타 주립 대학의 진화 생물 학자 인 Karen Kapeim은 말했다.
로빈슨은“진화는 오래된 것, 새로운 무언가의 태피스트리입니다. "우리는이 작품에서 이것을 아름답게 볼 수 있습니다.이 새로운 작품을 가진 고대의 고도로 보존 된 인슐린 통로는, 즉 하나의 특정한 생명 단계 인 아기가 인슐린 신호 상태에 영향을 줄 수 있으며, 따라서 성인의 생리적 상태에 영향을 줄 수 있습니다."
.Kronauer와 다른 사람들은 여전히 유충이 성인의 신호 반응을 어떻게 이끌어 냈는지, 그리고 인슐린이 처음부터 사회적 신호에 어떻게 반응했는지를 결정해야합니다. 이 과정을 중재하기 위해 개미의 두뇌에서 일어나는 일에 대한 더 많은 작업이 필요합니다.
다른 동물에서 인슐린 신호 전달이 매우 중요하다는 사실은 또한 더 넓은 영향을 미칩니다. 예를 들어, 곤충 여왕은 근로자보다 훨씬 크며 수명이 상당히 길어집니다. Kronauer에 따르면, 이러한 차이에 대한 근본적인 이유는 알려지지 않았지만 그의 연구는 인슐린 신호 전달이 작용할 수 있음을 암시합니다. "사람들은 이제 인간을 포함한 다른 유기체의 인슐린 신호 전달이 기대 수명과 같은 조절에 비슷한 역할을하는지 여부를 볼 수 있습니다."
그리고 아마도 그것은 다른 종의 원시적 사회적 행동의 진화에 중요한 역할을 할 것이라고 덧붙였다. 그의 분야에서“우리는 완전하고 원인이되는 이야기가 없습니다.”라고 그는 말했다. "그것은 우리의 나머지 사람들을 위해 실제로 막대를 올립니다."
