Гормональні маніпуляції, філогенетичний аналіз і звичайні польові спостереження допомогли вченим створити мурахів-суперсолдат в лабораторії.
Ентомологам відомо понад 1100 видів мурахів з роду Pheidole. Більшість особин у популяції цих громадських комах належать до двох кас: робітників і солдатів. Солдати відрізняються більш великими розмірами голови і щелеп. І тільки у восьми видів з роду Pheidole є окремі особи, яких виділяють в особливу «подкасту» - суперсолдат. Вони захищають гніздо від хижацьких набігів мурашок-кочівників і перегороджують їм шлях, закриваючи вхід у своє житло величезною головою. У природі мурахів-суперсолдат можна зустріти в Мексиці і на південному заході США.
Міжнародна команда біологів, очолювана доктором Ехабом Абухейфом, (кафедра біології Університету Макгілла, Монреаль, Канада) вивчила геноми двох видів мурашок, які здатні виробляти суперсолдат. Вчені виявили гени «великоголовості» і зуміли їх активувати, обробивши личинки мурашок синтетичним аналогом ювенільного гормону комах метопреном. Як і очікувалося, з личинок розвинулися суперсолдати.
Доктор Абухейф і його колеги повідомляють у своїй статті, опублікованій у січневому випуску журналу Science, що, як правило, саме рівень ювенільного гормону задає напрям морфогенезу цих комах: якщо рівень гормону високий, то з мурашиних личинок утворюються солдати, а якщо низький - робітники. У біологічних видів, які здатні виробляти суперсолдат, є ще один поріг високої концентрації ювенільного гормону - якщо він подоланий, то вилуплюються не просто солдати, а суперсолдати.
Вчені пішли далі - вони обробили аналогічним способом личинки Pheidole morrisi - мурахів, які мешкають у Нью-Йорку і, як правило, не виробляють суперсолдат. Але серед них у рідкісних випадках виникають великоголові особини, які їх нагадують. Оброблені гормоном личинки розвинулися в мурахів, дуже схожих на суперсолдат - з великими головами і щелепами. Аналогічний ефект був відтворений на двох інших видах Pheilode, серед яких суперсолдати не зустрічаються.
Результати експериментів дозволяють зробити висновки, що навіть ті види мурашок, які не виробляють суперсолдат, очевидно, в далекому минулому - всього яких-небудь 35-60 мільйонів років тому - були здатні на це. У їхніх клітинах все ще зберігається генетична інформація про ці метамарфози. Доктор Абухейф і його співробітники припускають, що загальний предок роду Pheidole володів здатністю виробляти суперсолдат. Мабуть, стародавня інформація може виявитися затребуваною при певних змінах навколишнього середовища або харчового статусу. Збереження таких цінних генетичних властивостей предків може стати в нагоді в подальшій мурахині еволюції.
Не відомо, чому тільки вісім видів зберегли здатність виробляти таких супервоїнів, здатних захистити гніздо. Інші види мурашок роду Pheidole при вторгненні армії хижих мурашок-кочівників просто залишають своє житло і рятуються втечею. Разом з тим, такі «сплячі» гени іноді можуть активуватися. Наприклад, серед особин виду P. morrisi, яким не загрожують набіги мурашок-легіонерів, іноді з'являються суперсолдати.
Доктор Абухейф вважає, що в «розблокування» деяких сплячих генів зможе дати несподівані результати в сільському господарстві, наприклад при отриманні нових сортів рослин. На його думку, цей підхід буде корисним і при терапії ракової пухлини, якщо розглядати механізм онкогенезу з точки зору вивільнення стародавнього генетичного потенціалу. Тоді, ідентифікувавши гени, що відповідають за переродження клітин, можна спробувати звернути злоякісний процес назад.