Команда сообщает о своих выводах в Трудах Национальной академии наук.
Новое исследование является продолжением предыдущей работы лаборатории профессора энтомологии Университета Иллинойса и директора Института геномной биологии Джина Робинсона, который также руководил новым анализом. Когда он и его коллеги изучили активность генов мозга у медоносных пчел после того, как они столкнулись с вторжением, команда обнаружила, что некоторые метаболические гены подавлены. Эти гены играют ключевую роль в наиболее эффективном типе выработки энергии в клетках — процессе, называемом окислительным фосфорилированием.
«Это было нелогичное открытие, потому что эти гены были подавлены», — сказал Робинсон. "Вы склонны думать, что агрессия требует больше энергии, а не меньше."
В новом исследовании постдокторант Клэр Ритчоф использовала лекарства для подавления ключевых этапов окислительного фосфорилирования в мозге пчел.
По словам Робинсона, она увидела, что агрессия увеличивалась у пчел, которым вводили наркотики, в зависимости от дозы. Но на пчел, находящихся в хроническом стрессе, препараты не действовали — они не могли усилить агрессию в ответ на вторжение.
«Что-то в хроническом стрессе изменило их реакцию на препарат, что само по себе является захватывающим открытием», — сказал Робинсон. "Мы хотим знать, как этот опыт влияет на их мозг."
В отдельных экспериментах постдокторант Хонгмей Ли-Бьярлей и студент Джонатан Мэсси обнаружили, что снижение окислительного фосфорилирования у плодовых мух также увеличивает агрессию. Используя передовую генетику мух, команда обнаружила этот эффект только тогда, когда окислительное фосфорилирование было снижено в нейронах, но не в соседних клетках, известных как глия.
Этот результат тоже был удивительным, поскольку «глии очень активны в метаболическом отношении и являются хранилищами энергии в головном мозге», — сказал Робинсон.
По словам Робинсона, полученные данные дают представление о немедленных и долгосрочных изменениях, которые происходят в ответ на угрозы.
«Когда животное сталкивается с угрозой, оно немедленно реагирует агрессивно, в течение нескольких секунд», — сказал Робинсон. Но изменения в метаболизме мозга занимают гораздо больше времени и не могут объяснить эту немедленную реакцию, сказал он.
Такие изменения, вероятно, сделают людей более бдительными в отношении последующих угроз.
«Это имеет смысл с экологической точки зрения, — сказал Робинсон, — потому что угрозы часто приходят группами."
Робинсон сказал, что тот факт, что исследователи наблюдали эти эффекты у двух видов, которые разошлись 300 миллионов лет назад, делает выводы еще более убедительными.
«Поскольку дрозофилы и медоносные пчелы разделены 300 миллионами лет эволюции, это очень надежный и хорошо сохраняемый механизм», — сказал он.
Видео реагирования медоносных пчел на злоумышленника: https: // www.YouTube.com / watch?v = niZ3UiWz36Q