Haben Sie jemals ein Bild von einer Hündin gesehen, die sich um ein ungewöhnliches Baby kümmert, wie ein Kätzchen? Diese Art von Tieradoptionsgeschichte ist ein Beispiel für ein Phänomen, das als alloparentierend bezeichnet wird: Betreuung von Nachkommen, die nicht genetisch verwandt sind.
Wir Menschen mögen den Satz "Es braucht ein Dorf, um ein Kind zu erziehen" herumwerfen, aber es gibt Fälle in der Tierwelt, in denen dies wörtlich wahr ist. Nackte Maulwurfsratten, faltige Säugetiere der ostafrikanischen Wüste, bieten ein Beispiel für das gesamte „Dorf“, das bei der Aufzucht von Nachkommen zusammenarbeitet.
Jede einzelne nackte Maulwurfsratte hat eine bestimmte Aufgabe. Wie in einem Honigbienenstock hat eine nackte Maulwurfskolonie eine Königin, deren Aufgabe es ist, sich zu vermehren. Es gibt nur wenige geschlechtsreproduktive Männer, die sich mit der Königin paaren. Alle anderen, sowohl Männer als auch Frauen, sind entweder Soldaten, die die Kolonie beschützen, oder Arbeiter, die nach Nahrung suchen, Tunnel graben und sich um den Nachwuchs der Königin, die sogenannten Welpen, kümmern.
Bisher hatte niemand eine physiologische Erklärung dafür, warum sich nackte Maulwurfsarbeiter um Welpen kümmern, die nicht ihre eigenen sind. Normalerweise ist der Östrogenspiegel bei der Geburt einer Mutter hoch und der Progesteronspiegel sinkt, was mütterliche Verhaltensweisen wie Füttern oder Pflege zur Folge hat. In vielen ungewöhnlichen Adoptionsgeschichten, wie der Geschichte der Mutter, die sich um ein Kätzchen kümmert, hat die Adoptivmutter kürzlich ihren eigenen Nachwuchs zur Welt gebracht. t ihr eigenes.
Aber weibliche Nacktmullrattenarbeiter haben einen niedrigeren Spiegel dieser Hormone, weil ihre Fortpflanzungsorgane niemals reifen. Wie konnten die nackten Maulwurfsarbeiter so großartige Eltern sein? Die Antwort auf diese Frage besteht aus einem Netz von Arbeitern, Königinnen, Hormonen und Kotfressern.
Senden einer Nachricht ... über Poop?
Als Biologe bin ich daran interessiert zu verstehen, wie Chemikalien im Körper zu Verhaltensänderungen führen können. In meinem Labor untersuche ich die Rolle von Neurotransmittern, den chemischen Botenstoffen des Gehirns, bei der Sprachkommunikation.
Kürzlich stellten Forscher in Japan fest, dass Arbeiter mit nackten Maulwurfsratten schneller auf Welpenrufe reagierten und mehr Zeit in dem Gebiet verbrachten, in dem die Anrufe entstanden, nachdem eine Königin geboren hatte. Nackte Maulwurfsratten können lautstark kommunizieren, haben aber ein schlechtes Gehör.
Es sah so aus, als würde das Fortpflanzungsstadium der Königin das Verhalten der Arbeiter beeinflussen. Aber was war los? Es ist unwahrscheinlich, dass sie aufgrund ihres schlechten Hörvermögens nur durch Lautäußerungen kommunizierten. Könnte es eine Art chemische Kommunikation geben?
Nackte Maulwurfsratten fressen Wurzeln und Knollen… und auch Kot. (Ltshears / Wikimedia Commons) Da nackte Maulwurfsratten normalerweise Kacke essen, um Nährstoffreste zu erhalten, fragten sich die Forscher, ob die schwangere Kacke der Königin möglicherweise eine Chemikalie enthält, die beim Verzehr das Verhalten der Arbeiter beeinflusst. Vielleicht ist es ein Weg für sie, mit den Arbeitern zu kommunizieren und sie auf die Elternschaft vorzubereiten.
Sie entwarfen eine Reihe von Experimenten, um zu untersuchen, ob das Essen des östrogenreichen Puffs einer schwangeren Königin weibliche Arbeiterinnen dazu bringt, den Welpen der Kolonie besser zu begegnen und sie aufmerksamer zu machen.
Entwirren der Östrogenverbindung
Zunächst fütterten die Forscher Arbeiter mit nackten Maulwurfsratten, die von schwangeren und nicht schwangeren Königinnen gekackt wurden. Sie wollten herausfinden, ob es Unterschiede in der Art und Weise gibt, wie die beiden Arbeitnehmergruppen auf Welpenrufe reagierten. Und in der Tat waren nackte Maulwurfsratten, die die Schwangerschaftsscheiße aßen, reaktionsfreudiger und aufmerksamer als die Eltern, denen die normale Königinscheiße verabreicht wurde.
Dann wandten sich die Forscher dem zu, was sich im Hintern befand. Der Poop der schwangeren Königin wies hohe Konzentrationen an Östrogen und Progesteron auf - zwei Hormone, die häufig mit dem Verhalten der Eltern in Verbindung gebracht werden. Und während der Schwangerschaft der Königin hatten die Arbeiterinnen auch höhere Konzentrationen an Östrogen in ihrem eigenen Poop.
Um sicherzugehen, dass der Anstieg des Östrogenspiegels der Arbeitnehmer nicht nur auf die Anwesenheit einer schwangeren Königin zurückzuführen ist, sondern auch auf die Hormone im Schwangerschaftsstillstand, mischten die Forscher eine Menge „künstliches Poop“. Sie formulierten das Poop mit Östrogen- und Progesteron-Konzentrationen ähnlich dem, was sie bei der schwangeren Königin als ausgeschieden befunden hatten. Sicher genug, stiegen die Östrogenkonzentrationen der Arbeiter, nachdem sie diesen Kotcocktail gegessen hatten. Jetzt waren die Forscher zuversichtlich, dass das Östrogen von der Königin über ihren schwangeren Poop auf die Arbeiter übertragen wurde.
Teil einer guten Elternschaft für nackte Maulwurfsratten ist es, die Welpen warm und sicher zu halten. (Neil Bromhall / Shutterstock.com) Das Forscherteam wollte dann die Verbindung zwischen den Hormonen und dem Verhalten herstellen. Also fütterten sie die Arbeiter entweder mit normalem, nicht schwangerem Queen Poop oder mit nicht schwangerem Queen Poop, ergänzt mit Östrogen. Arbeiter, die die östrogenverstärkte Kacke aßen, zeigten ein ähnliches Maß an Reaktionsbereitschaft und Aufmerksamkeit für Welpenrufe wie diejenigen, die die Forscher ursprünglich dazu inspiriert hatten, diese Experimente fortzusetzen.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Studie in einer Kolonie von nackten Maulwurfsratten durchgeführt wurde, die im Labor geboren und aufgewachsen sind. Es wäre interessant, diese Reihe von Experimenten vor Ort zu wiederholen und zu sehen, ob Östrogen in Poop bei Arbeitern wilder nackter Maulwurfsratten die gleichen Verhaltensänderungen verursacht.
Östrogen in der Kacke: Mehrere Kommunikationsebenen
Die veränderten Verhaltensweisen der Arbeiter nach der Einnahme von östrogenbeladenem Kot deuten darauf hin, dass das Hormon nicht nur dazu diente, die nackten Maulwurfsratten zu besseren Eltern zu machen, sondern auch dazu, dass die Königin mit ihren Arbeitern kommunizieren konnte. Auf diese Weise wirkt das Östrogen in der Kacke der Königin auf zwei Ebenen: Es gibt den Arbeitnehmern einen Überblick über den Schwangerschaftszustand der Königin und verbessert auch die Reaktion der Arbeiter auf die Kommunikation mit den Welpen.
Viele Studien zur chemischen Kommunikation zwischen Säugetieren konzentrieren sich auf Pheromone: Geruchssignale, die von anderen Individuen abgegeben werden und das eigene Verhalten beeinflussen. Wissenschaftler haben Östrogen in erster Linie als ein Hormon angesehen, das das Verhalten des Individuums beeinflusst, das es produziert. Diese Studie gibt jedoch Aufschluss darüber, wie das von anderen produzierte Östrogen nicht nur ein Kommunikationsmittel, sondern auch ein Faktor sein kann, der das eigene Verhalten beeinflusst.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Gina Mantica, Ph.D. Kandidat für Biologie, Tufts University
