Sveitsiläinen tiedemies Auguste Forel purki 12. elokuuta 1886 menetelmällisesti antennit eri lajien muurahaisten päämäärästä. Vaikka tällainen teko voisi olla jotain odotettavissa keskimääräiseltä pieneltä pojalta kuin tutkijalta, se johtaisi uskomattomaan näkemykseen siitä, kuinka muurahaiset kommunikoivat.
Kun Forel asetti kaikki muurahaiset yhteen laatikkoon - teko, joka vahingoittamattomien kriittien kanssa herättäisi aggression esityksiä - ilman antenneja olevat olennot toimivat harmoniassa. ”Vähitellen erilaiset muurahaiset kokottivat itsensä onnelliseksi yhteen”, Forel kirjoitti The Senses of Hyönteissä . Tämä pieni muurahaisparatiisin paikka oli osoittanut käsitteen, joka on edelleen keskeinen tiedemiesten nykyisessä ymmärryksessä muurahaiskommunikaatiosta: Muurahaiset käyttävät antennejaan ystävänsä vihollisen selvittämiseen.
Yli vuosisataa myöhemmin tämän hiljaisen viestinnän yksityiskohdat ovat pitkälti mysteeri. Mutta tänään julkaisussa Proceedings of the Royal Society B julkaistava tutkimus voi auttaa tutkijoita lajittelemaan muurahaisten "kielen" monimutkaisuuden. "Se viittaa siihen, että kuten koirien nuuskaamalla toistensa takaa, muurahaiset asuvat ulkomaalaisten antenneissa poimimaan tärkeitä kemiallisia vinkkejä.
Monia vuosia Forelin kokeilun jälkeen tutkijat huomasivat, että ilman antenneja muurahaiset eivät enää tunnistaneet ryhmää yhdisteitä, joita kutsutaan kutikulaarisiksi hiilivedyiksi tai CHC: ksi. Tämä rasvainen tai vahamainen aine peittää useimpien hyönteisten koko kehon estääkseen niitä kuivumasta, samoin kuin monien kasvien lehtien vaha.
CHC-yhdisteet ovat hyvin monimuotoinen ryhmä yhdisteitä. Ja muurahaista ei peitä vain yksi CHC, mutta monet. CHC-yhdistelmät voivat vaihdella muurahaiskolonien välillä tai jopa yhden pesän sisällä. Muut olennot ovat jopa oppineet matkimaan näitä tuoksuja päästäkseen muurahaisten linnoitukseen.
Tähän asti tutkijat olivat olettaneet, että jokaisella yksittäisellä muurahaisella CHC-pinnoite oli tasainen koko hyönteisessä. Mutta niin ei välttämättä ole, sanoo Qike Wang, Melbournen yliopiston jatko-opiskelija ja uuden tutkimuksen pääkirjailija.
Monissa eläimissä kehon osilla on melko selkeät ja joskus voimakkaat hajut eri rauhasten eritteistä sekä ympäristötekijät. Wang toteaa: ”Kainalosi haisee eri tavalla kuin jalkasi, eikö?” Silti kukaan ei ollut aikaisemmin kyseenalaistanut tätä ideaa muurahaisia varten.
Joten Wang ja hänen kollegansa analysoivat CHC: n profiilia muurahaisten antenneissa, päässä, jaloissa ja vatsassa työntekijöiltä ja Australiasta peräisin olevien Iridomyrmex purpureus -lihamuurahaisten lisääntymiskasteista. He havaitsivat, että hajut voivat vaihdella enemmän yhden muurahaisen ruumiinosien välillä kuin eri pesäkkeiden välillä.
I. purpureus -tapahtumassa ovat yleensä lehtipuunsa, joka erittelee siirappiliuosta, joka voi olla muurahaisten valmisruokalähde. (Qike Wang) Tällaisten tuoksujen suurella vaihtelulla ryhmä pohti, kuinka muurahaiset voisivat käyttää erilaisia vihjeitä pesätovereiden tunnistamiseen. Joten he seurasivat, kuinka työntekijämuurahaparit olivat vuorovaikutuksessa, kun he esitettiin pesätovereiden ja muiden kuin pesätovereiden kanssa. Muurahaiset osoittivat enemmän kiinnostusta käyttää herkkiä antennejaan vastustajan antennien mittaamiseen toisen muurahaisen selän tai jalkojen sijasta - antamalla tutkijoille selitys elimen tuntemattomasta merkityksestä.
Sitten tutkijat toistivat version Forelin kokeesta, mutta he poistivat antennit vain joiltakin muurahaisista. He esittelivät nuo muurahaiset ensin pesätovereiden ja sitten muiden kuin pesätovereiden kanssa. Jopa antenniensa ollessa ehjät, oletetut vastustajat eivät osoittaneet aggressiivisuutta kohti antenneja sisältämättömiä olentoja.
Mutta antennien amputaation muita vaikutuksia olentoihin oli vaikea tietää. Joten Wang ja hänen kollegansa testasivat muurahaisia uudelleen, mutta tällä kertaa vain vahamainen CHC-pinnoite poistettiin antenneista.
Tämän vaikean tehtävän suorittamiseksi tutkijat nukuttivat muurahaiset asettamalla ne hetkeksi pakastimeen. Sitten he upottivat herkullinen muurahaisantennit orgaaniseen liuottimeen, joka raidoitti vahamaisen pinnoitteen.
Kun muurahaiset heräsivät, joukkue esitteli heidät pesätovereille ja muille kuin pesätovereille tarkkailla heidän reaktionsa. Hyönteiset osoittivat vain vähän aggression merkkejä puhdistetulle muurahaiselle, mikä usein osoitti aggressiota edelleen CHC-kuormattuille hyönteisille.
Joukkue toisti kokeen uudestaan ja uudestaan. Tulokset kaikki viittasivat siihen, että muurahaiset ottivat viittansa pesätovereiden tunnistamiseksi käyttämällä vain antenneissa olevia CHC: itä - vihje siitä, että muurahaiskommunikaatio on huomattavasti monimutkaisempaa, minkä tutkijat ovat ehkä unohtaneet.
"Niin kauan pidimme itsestäänselvyytenä, että antennit ovat vain aistielimiä eivätkä ajatelleet muita toimintoja", Wang sanoo. Mutta näyttää siltä, että antennit kuljettavat ja vastaanottavat tietoa.
"Suuntauksena on ollut ymmärtää, että siirtokunnan yksilöiden hajuprofiilit ovat paljon monimuotoisempia kuin kuvittelimme", sanoo Stanfordin yliopiston biologi Deborah Gordon, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa. "Tämä [tutkimus] vie tämän askeleen pidemmälle osoittamalla, että hajut ovat erilaisia jopa yksilöllä."
Joten mistä nämä hajuisat vihjeet ovat peräisin?
Tässä vaiheessa on vaikea sanoa. Tutkijat ajattelivat aiemmin, että muurahaiset levittivät CHC: itä hoitaessaan itseään tai toisiaan tai kenties jakaneet hajuja törmääessään toisiinsa vilkkaissa pesäkkeissä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin ehdottaneet, että myös monet muut tekijät voivat muuttaa näitä kemiallisia vihjeitä, Gordon sanoo. Harvesteri-muurahaisia varten rehut vaivaavat pitkiä tunteja auringossa, mikä voi muuttaa niiden CHC-päällysteensä antaa heille selkeän hajun verrattuna pesään sitoutuneisiin parikavereihinsa.
"Se on todella mielenkiintoinen löytö ja herättää paljon kysymyksiä", Gordon sanoo. "Kuten mistä variaatio tulee? Kuinka se muuttuu ajan myötä?"
Wang ja hänen kollegansa ovat nyt kääntyneet näihin kysymyksiin selvittääkseen, pystyvätkö he jäsentämään mistä eri vihjeet tulevat ja mitä tietoa muurahaiset tuoksuvat tuoksuista.
Jopa yli vuosisadan kestäneen tieteellisen koettelun jälkeen Wang toivoo edelleen, että tutkijat lopulta murskavat muurahaisviestinnän. "Jopa niillä hyvin tutkituilla ja niin tunnetuilla alueilla luonto voi silti yllättää meitä", hän sanoo.
