Dlouhý život královen
Královny mravenců se dožívají třiceti let. Vědci odhalili tajemství jejich elixíru mládí. Doufají, že bychom se jím mohli inspirovat v boji s neduhy stáří u lidí.
Dělnice povýšená na královnu začne produkovat bílkovinu známou od mušek octomilek. Působí proti účinkům inzulinu. (Harpegnathos saltator)
Společenstva hmyzu člověka fascinovala odedávna. Aristoteles a další starověcí učenci v nich viděli předobraz ideálního státu. Moderní věda hledá v mraveništích, termitištích a včelích úlech léky na neduhy stáří. Mravenci, termiti a včely dokážou vybraným jednotlivcům obdivuhodně prodloužit život. Řadoví členové termití kolonie hynou do dvou let, ale jejich královna se dožívá třiceti roků. Včelí dělnice se během vrcholné sezony upracuje k smrti během pár týdnů, ale včelí matka může žít až sedm let. Mravenčí královny žijí až třicet let, ale dělnice vydrží pracovat pro kolonii nejvýše tři roky.
Přitom mravenci, termiti i včely popírají jednu ze základních přírodních zákonitostí, která říká, že dlouhověcí tvorové mají málo mláďat, zatímco živočichové s jepičím životem po sobě zanechávají početné potomstvo. Samice slona přivede na svět za celý život sedm mláďat, myš rodí až desetkrát do roka v průměru po sedmi potomcích. Dlouhověká termití královna klade denně třicet tisíc vajíček, včelí matka jich uloží do buněk plástu za den kolem dvou tisíc a počet vajíček nakladených za den královnami některých druhů mravenců se vyšplhá až na několik stovek.
Není divu, že se mechanismy regulující stárnutí mravenců a dalších druhů společenského hmyzu dostaly do centra pozornosti řady vědeckých týmů. Vědci vedení Dannym Reinbergem z New York University se pokusili objasnit záhadu dlouhověkosti a vysoké plodnosti indických mravenců druhu Harpegnathos saltator.
Latinské jméno upozorňuje na vynikající skokanské schopnosti těchto mravenců. Dvoucentimetrové dělnice vyskočí do výšky dvou centimetrů a na dálku překonají vzdálenost deseti centimetrů. Pomáhají si dokonalou synchronizací končetin při odrazu. Skokem se zachraňují před nepřáteli, ale samy tak také útočí. Pečlivě vyměřeným skokem jsou s to chytit do kusadel kořist letící kolem. V anglicky mluvících zemích se proto tento druh označuje jako „indický skákající mravenec“.
Z dělnice královnou
Reinberga a spol. zajímal život kolonie mravence H. saltator. Zakládá ji královna oplodněná samečky, která přivede na svět pár desítek neplodných dělnic. Na první pohled není mezi dělnicemi a královnou velký rozdíl. Královna je jen o něco málo větší. Dramaticky se liší dlouhověkostí. Zatímco královna se dožívá až pěti let, dělnice nežijí déle než sedm měsíců.
Když královna uhyne, utkají se dělnice o nástupnictví v nekompromisním střetu. Vítězka se páří se samečky z vlastního hnízda a začne klást vajíčka, ze kterých se vyvíjejí nové dělnice. Tato tzv. gamergata může plnit roli náhradní královny až tři roky.
Žije pětkrát déle, než kdyby zůstala v roli řadové dělnice. Pokud se ale gamergata ocitne v kolonii, které vládne pravá královna, vrátí se zpět do role dělnice. Je neplodná a umírá po půl roce. Mírné zkrácení života je důsledkem tvrdých ataků ze strany ostatních dělnic v době, kdy gamergata vyklízí pozici náhradní královny a vrací se do role řadové dělnice.
Reinberg a spol. využili ve svých experimentech proměny dělnic mravence H. saltator v náhradní královny i jejich společenského pádu na pozici dělnic. Provedli zevrubnou analýzu aktivity genů řadových dělnic, dělnic, které se vyšvihly do role královny, a také gamergat donucených na úlohu královny rezignovat. Vědce zajímaly změny v aktivitě genů v nervovém systému, pohlavních žlázách a také v tukovém tělese, které plní u mravenců funkci jater.
Klíčem je inzulin
Jak vyplývá z výsledků studie zveřejněné vědeckým časopisem Science, postup dělnice do čela kolonie vyvolá v jejím nervovém systému nárůst produkce hormonů plnících v mravenčím organismu stejnou úlohu, jakou má v lidském těle inzulin. Mravenčí hormony označované zkratkou ILP zajistí v organismu dělnice nastartování pohlavních žláz a produkci vajíček. Je to celkem očekávaná změna, protože pro produkci vajíček je zapotřebí velké množství živin a intenzivní metabolismus.
Inzulin a jemu podobné hormony to dokážou zajistit. Za pozitivní účinky inzulinu a jemu podobných hormonů na plodnost se však obvykle platí tvrdá daň v podobě zkráceného života. Plodné náhradnice královen H. saltator si ale s nástupem plodnosti prodlouží život na pětinásobek.
Také téhle záhadě přišli Reinberg a spol. na kloub. Dělnice, která povýší na královnu, začne produkovat vysoké množství bílkoviny označované jako Imp-L2.
Tu už vědci znají z organismu mušek octomilek, kde působí proti účinkům inzulinu. Autoři studie proto označili bílkovinu Imp-L2 jako „antiinzulin“.
„V organismu mravenců dochází k tomu, že antiinzulin zabrání procesům, jež vedou ke stárnutí. Přitom ale nijak neovlivní procesy, které posilují plodnost. Mravenci tak zjevně našli způsob, jak si udržet vysokou produktivitu organismu a k tomu i dlouhověkost,“vysvětluje člen výzkumného týmu Claude Desplan z New York University.
Máme tedy v rukou elixír mládí? Vědci připomínají, že zatím byl omlazovací efekt antiinzulinu prokázán u jednoho jediného druhu mravence. Chtějí proto nejprve prověřit jeho účinky u dalších druhů mravenců. Potom plánují prodloužení života antiinzulinem u mušek octomilek.
O tom, zda antiinzulin zpomaluje stárnutí také u lidí, můžeme zatím jen spekulovat. Určitá šance tu je. U savců zpomaluje procesy stárnutí omezený přísun energie s potravou. A zřejmě ne náhodou přitom u zvířat na nízkokalorické dietě dochází k poklesu hladin inzulinu v těle.