ربما تكون التربية قد تطورت من خلال إعادة استخدام دوائر الجوع القديمة في الدماغ.

قبل فترة طويلة من انتشار التربية على نطاق واسع، كانت العديد من الحيوانات تضع بيضها وتترك نسلها للبقاء على قيد الحياة بمفردها.

دراسة جديدة نشرت في طبيعة يكشف كيف أن التطور ربما حول هذا النقص في الرعاية إلى سلوك تنشئي. من خلال دراسة النمل المهاجم النسيلي، وهي حشرة معروفة برعاية صغارها، وجد الباحثون أن التطور لم يكن بحاجة إلى إنشاء دوائر دماغية جديدة تمامًا. وبدلاً من ذلك، قامت بتكييف الأنظمة القديمة التي تنظم الجوع لتحفيز تقديم الرعاية والسلوكيات الاجتماعية الأخرى.

يقول دانييل كروناور، رئيس مختبر التطور الاجتماعي والسلوك في جامعة كاليفورنيا: “إن عملنا هو مثال رئيسي على أن التطور نادرا ما يخترع أشياء من الصفر”. روكفلر. “يأخذ التطور ما لديه ويعمل معه، أحيانًا بطرق مدهشة للغاية.”

ترعى الثدييات صغارها، وترعى الطيور أعشاشها، ويعتني النمل باليرقات. لا يزال العلماء لا يفهمون تمامًا كيف نشأت سلوكيات الأبوة المتنوعة هذه من أسلاف لم يقدموا سوى القليل من الرعاية أو لم يقدموا أي رعاية على الإطلاق. إحدى الأفكار الرائدة هي أن التطور عدّل الأنظمة البيولوجية الموجودة بدلاً من بناء أنظمة جديدة. على سبيل المثال، أشارت دراسات سابقة للثدييات إلى أن بعض الببتيدات العصبية المرتبطة بالجوع ربما تم تكييفها لتشجيع الأبوة والأمومة.

يقدم النمل نموذجًا أبسط للدماغ

لقد كان اختبار هذه النظرية أمرًا صعبًا. ذباب الفاكهة والديدان المستديرة، وهما حيوانان مختبريان يستخدمان على نطاق واسع في علم الأعصاب، لا يهتمان بنسلهما. الفئران آباء يقظون، وقد حدد الباحثون العديد من الببتيدات العصبية المشاركة في سلوكهم في تقديم الرعاية.

وجد فريق كروناور أن بعض آليات التعديل العصبي مشتركة بين الفئران والنمل. يحتوي دماغ النمل على حوالي 60.000 خلية مقابل 100 مليون خلية في دماغ الفأر، مما يجعل النمل نموذجًا أسرع وأبسط لفحص هذه الآليات ودوائرها الأساسية بمزيد من التفصيل.

صورة مقربة للمقايسة عالية الإنتاجية المستخدمة في الدراسة لقياس التفاعلات بين اليرقات (البرتقالية) والبالغين (الأزرق)، وعندما يكونون على اتصال (أرجواني). الائتمان: مختبر التطور الاجتماعي والسلوك في جامعة روكفلر

تتبع تقديم الرعاية عبر عمر النملة

أنشأ الباحثون أولاً نظامًا سلوكيًا يضع النمل الفردي مع يرقات فردية. وقد سمح لهم ذلك بمراقبة المئات من تفاعلات تقديم الرعاية تلقائيًا. ثم قاموا بتحديد وإنتاج العديد من جزيئات الإشارات الكيميائية الموجودة في أدمغة النمل واختبروا مدى تأثير كل منها على تقديم الرعاية.

تنظم مستعمرات النمل العمل حسب العمر. يبقى النمل الصغير داخل العش ويعتني باليرقات، بينما يغادر النمل الأكبر سنًا للبحث عن الطعام. أراد الفريق تحديد كيفية تحكم التغيرات في كيمياء الدماغ في هذا التحول.

استكشفت المزيد من التجارب مكان إنتاج الجزيئات الواعدة، وكيف تغيرت مستوياتها طوال حياة النمل، وكيف استجاب السلوك عندما زاد الباحثون نشاطهم أو خفضوه. قام العلماء أيضًا بمقارنة النمل الذي يتغذى جيدًا والنمل الجائع لمعرفة ما إذا كانت إشارات تقديم الرعاية لا تزال مرتبطة بدوائر التغذية القديمة التي ربما تطورت منها.

يقول كاي: “لقد قمنا بشرح الببتيد العصبي لهذه النملة، والمجموعة الكاملة من الببتيدات العصبية”. “كان هناك 70 جزيئًا يمكننا تحديدها. لقد استغرق الأمر الكثير من العمل الشاق، ولكن لدينا الآن مجموعة من الجزيئات التي يمكننا فحصها بطرق عديدة.”

جزيئين يتحكمان في تقديم الرعاية والبحث عن الطعام

وأظهرت النتائج أن أنظمة الدماغ التي تحكم تقديم الرعاية تظل مرتبطة بشكل وثيق بدوائر الجوع القديمة. يعمل جزيئين من الإشارات بطريقة متعاكسة اعتمادًا على الحالة الداخلية للنملة. شجع نيوروببتيد F (NPF) على تقديم الرعاية، في حين حث Allatostatin A (AstA) النمل على ترك اليرقات والبدء في البحث عن الطعام. كان لدى النمل الصغير بطبيعة الحال مستويات أعلى من NPF ومستويات أقل من AstA في مناطق الدماغ الرئيسية. عرض النمل الأكبر سنا النمط العكسي.

وهذا يتوافق مع التحول الطبيعي للنمل من الرضاعة إلى البحث عن الطعام مع تقدمه في السن. أدى تغيير نشاط أي من الجزيئين إلى تغيير سلوكهم، مما يدل على التأثير القوي لهذه الببتيدات العصبية.

وكما أشارت الأبحاث السابقة للثدييات، فإن كلا الجزيئين يستجيبان أيضًا للجوع. قام النمل الجائع بزيادة NPF وتقليل AstA، مما دفعه إلى التصرف كمقدمي الرعاية. بعد التغذية، انعكس التوازن، وكان النمل أكثر عرضة للتخلي عن واجبات الرعاية والأعلاف.

يقول كروناور: “لقد تعلمنا أن سلوكيات الوالدين تعتمد على الدوائر العصبية المسؤولة عن التغذية، وهذا منطقي إلى حد ما”. “إن سلوك الوالدين يتعلق كثيرًا بالتغذية، ليس فقط نفسك، بل ذريتك.”

النمل يمكن أن ينير الأبوة والأمومة والشيخوخة الصحية

ويخطط الباحثون الآن لرسم خريطة للدوائر العصبية التي تتأثر بهذه الببتيدات العصبية أثناء إنتاجها لسلوك تقديم الرعاية. يبدو أن الثدييات تستخدم بعضًا من نفس الجزيئات، لذا قم بمقارنة هذه الدوائر عبر بعضها البعض صِنف يمكن أن تكشف عن كيفية تطور الأبوة والأمومة. قد تشير أوجه التشابه إلى استراتيجية بيولوجية مشتركة موجودة في معظم أنحاء المملكة الحيوانية.

يقول كاي: “يدهشني أن سلوكيات الأبوة والأمومة المماثلة قد تطورت مرات عديدة في العديد من سلالات الحيوانات المتميزة”. “تشير ورقتنا البحثية إلى أن المسارات التطورية لهذه الأنواع من السلوكيات مقيدة أكثر بكثير مما قد نتخيله بسذاجة. وهذا مثير للغاية، لأنه قد يؤدي في النهاية إلى مخطط لكيفية تطور هذه السلوكيات الاجتماعية المعقدة.”

نظرًا لأن النمل يتغير بشكل طبيعي من مقدم الرعاية إلى الباحث عن الطعام مع تقدمه في السن، فقد يقدم أيضًا نموذجًا قيمًا لدراسة كيفية تأثير الشيخوخة الصحية على الدماغ. يمكن أن تساعد النتائج الباحثين في نهاية المطاف على فحص التغيرات المماثلة في البشر.

يقول كروناور: «هناك الكثير من الأبحاث والتمويل المستثمر في دراسة المراحل المتأخرة من أمراض التنكس العصبي، لكننا في الواقع لا نعرف سوى القليل جدًا عن كيفية تغير الدماغ طوال فترة الصحة الطبيعية للفرد». “في مستعمرات النمل، تعتبر هذه الديناميكيات أساسية لتنظيم المجتمع. يقدم اكتشافنا دليلا مذهلا على أن المعدلات العصبية يمكن أن تنتج تغيرات تعتمد على العمر في الميول السلوكية لدى النمل، وأظن أن هذا هو الحال في الحيوانات الأخرى أيضا، بما في ذلك البشر. ”

المرجع: “الببتيدات العصبية القديمة المرتبطة بالتغذية تنظم عملية الوالدية في النمل” بقلم ألكساندر بول، وتوماس كاي، وإيفان لاكروا، وفيكرام شاندرا، وآساف غال، وباتريك ك. بيكارسكي، وستيفاني فالديس-رودريغيز، وأميليا إل. طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-026-10747-6

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.

إقرأ المزيد