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Certaines fourmis ouvrières peuvent recâbler leur cerveau pour devenir des reines – et les chercheurs découvrent comment

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Les cerveaux des animaux sont en plastique, ils peuvent changer de structure et de fonction. Mais certaines fourmis poussent cela à un niveau très extrême. Dans certaines circonstances, ils peuvent se transformer d’une ouvrière en une fourmi ressemblant à une reine – et la clé de ce changement est détenue par une seule molécule.

Dans le nid souterrain sel. Photographie de Bert Holdupler.

Dans les colonies de fourmis, le rôle principal de la reine est de pondre, tandis que les ouvrières travaillent bien. Une colonie de fourmis peut avoir plus d’une reine, selon les espèces, mais certaines espèces font quelque chose de plus intéressant : elles ont des fourmis qui peuvent pondre des œufs comme des reines. Ces « fausses » reines sont appelées gamergates.

Chez la plupart des espèces de fourmis, les ouvrières sont stériles, mais chez d’autres espèces, les joueuses se reproduisent en plus des reines. Chez certaines espèces, les reines « ordinaires » ont été complètement remplacées par des gamergates. Mais qu’est-ce qui fait qu’un travailleur devient un acteur du frai, et comment ce processus se déroule-t-il exactement ? Pour le savoir, une équipe de chercheurs a étudié les fourmis d’une espèce appelée Harpegnathos salé (ou la fourmi sauteuse indienne).

« Les gamergates sont des travailleurs qui ont assumé le rôle social de reines », a déclaré à ZME Science Robert Bonacio, de la Perelman School of Medicine de l’Université de Pennsylvanie. C’est un « switch » entre les rôles sociaux, mais c’est aussi un changement physiologique. Bien qu’aucun changement physique ne puisse être observé à l’extérieur, beaucoup de choses changent à l’intérieur. « Par exemple, les ovaires sont agrandis. Leurs cerveaux sont également quelque peu recâblés », explique Bonacio.

Bonacio et ses collègues voulaient comprendre comment « activer » ou « désactiver » certains gènes affecte la fonction cérébrale et le comportement. Pour ce faire, les chercheurs ont dû trouver un moyen d’isoler les neurones des fourmis du cerveau des fourmis et de les maintenir en vie dans des plats en plastique et au milieu d’une culture artificielle. C’est une pratique courante pour la recherche sur les souris et les rats, mais plus difficile pour les insectes. Cependant, le Dr Janko Josposek, premier auteur de l’étude, a fait une innovation importante.

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« Pendant un certain temps, Janko a essayé de créer un milieu de culture en fabriquant des extraits de cocons de fourmis (c’est-à-dire en les congelant et en les homogénéisant), puis en les ajoutant à des neurones en culture », explique Bonacio. « Cela s’est avéré impossible à maintenir en raison du grand nombre de cocons nécessaires. Ensuite, il a eu un moment eurêka. Il a pensé que, puisque les fourmis et les abeilles sont des cousins ​​relativement proches, il pourrait valoir la peine de remplacer les cocons d’abeilles dans la recette. Et voilà, ça a marché. Donc, le secret d’un cerveau de fourmi en bonne santé semble être le jus d’abeille congelé ! »

Armé de cette méthode, l’équipe peut étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents qui provoquent ce changement. Ils ont identifié deux types d’hormones (hormone juvénile Et Acdisson) présents à différents niveaux dans les corps des travailleurs et des joueurs. Ces hormones semblent produire des schémas distincts d’activation des gènes dans le cerveau des deux couches. C’était surprenant, dit Bonacio, car les chercheurs s’attendaient à trouver un ou plusieurs facteurs de transcription personnalisés (une protéine qui active ou désactive les gènes) chez les travailleurs, puis un ensemble différent de facteurs de transcription actifs uniquement dans les jeux. « C’était excitant de trouver quelqu’un qui pourrait jouer les deux rôles », a déclaré Bonacio à ZME Science.

Cependant, la surprise est venue lorsque les chercheurs ont découvert que les deux hormones affectent les cellules en activant une seule protéine appelée Kr-h1. Cependant, les chercheurs avertissent que ce n’est pas le seul interrupteur responsable de la transformation d’une ouvrière en reine ou vice versa.

« Cela ne signifie pas que Kr-h1 est la seule protéine qui régule l’identité de classe. Ces choses sont généralement complexes et il est probable que Kr-h1 soit l’un des nombreux commutateurs qui contrôlent la transformation sociale », explique Bonacio.

Il est difficile de tracer des lignes directes entre les invertébrés et les humains, dit Bonacio, mais les chercheurs peuvent s’appuyer sur cette étude pour comprendre la plasticité cérébrale et les mécanismes qui la régissent chez différents types d’animaux.

« La plasticité est bien sûr très importante pour tout cerveau, y compris le nôtre, et la perte de plasticité a des conséquences négatives. Ce sera très excitant de découvrir que des protéines et des hormones similaires à celles que nous avons trouvées chez les fourmis fonctionnent également dans le cerveau des mammifères, et nous poursuivra certainement ce type d’enquête à l’avenir », conclut Bonacio.

Référence de revue : Janko Gospocic, Karl M. Glastad, Lihong Sheng, Emily J. Shields, Shelley L. Berger, Roberto Bonasio. Kr-h1 maintient des neurotransmetteurs distincts spécifiques à la classe sociale en réponse aux hormones socialement régulées. cellule de prison, 2021 ; EST CE QUE JE: 10.1016 / j.cell.2021.10.006

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SpaceX et la NASA ont décollé pour lancer la mission d'astronaute Crew-8 vers la Station spatiale internationale le 1er mars.

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SpaceX et la NASA devraient lancer officiellement la prochaine mission d'astronautes vers la Station spatiale internationale (ISS) cette semaine, avec leur équipage de quatre personnes arrivant sur le site de lancement en Floride dimanche 25 février.

La prochaine mission de SpaceX, baptisée Crew-8, lancera quatre astronautes en orbite à bord d'une capsule Dragon Endeavour et d'une fusée Falcon 9 depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center de la NASA à Cap Canaveral. Le décollage devrait avoir lieu le 1er mars à 00 h 04 HAE (05 h 04 GMT).

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

On me demande souvent pourquoi je suis passionné par l’astronomie. Sans aucun doute, la réponse courte réside dans les efforts très réussis de la NASA pour faire atterrir des Américains sur la Lune. Mais il y avait aussi autre chose. J'ai grandi dans une petite ville où tout ce que j'avais à faire après le lancement d'une fusée depuis Cap Kennedy était de sortir dans mon jardin pour une vue imprenable sur la lune, Vénus et les étoiles les plus brillantes du ciel de début de soirée.

Cette année, j'ai passé la majeure partie de l'hiver nord-américain sous l'équateur, au Chili et en Argentine ; D'abord lors d'une conférence d'astronomie au Chili, puis lors d'une visite des radiotélescopes au sud de Buenos Aires.

J'ai aussi eu le temps de profiter d'un été sud-américain qui m'a beaucoup fait réfléchir sur le fait que nous vivons sur une planète qui précession (ou change son axe de rotation) lorsqu'elle tourne autour de son étoile d'une manière qui a permis à notre planète d'avoir un climat stable et prévisible sur de longues périodes. Un fait sans doute essentiel à la vie telle que nous la connaissons ici. En conséquence, j’ai réfléchi au rôle que jouent finalement les sciences planétaires et l’astronomie dans notre vie quotidienne.

Les personnes qui vivent dans des régions offrant de superbes vues sur le ciel, comme les déserts du sud-ouest américain, Hawaï, l’Afrique du Sud, l’Australie, le Chili et l’Argentine, sont-elles intrinsèquement plus intéressées par l’astronomie ?

Le désert d'Atacama, au nord du Chili, est un véritable paradis pour l'astronomie, comme très peu de sites terrestres peuvent l'être. Il bénéficie d’un ciel exceptionnellement clair et d’une pollution lumineuse relativement faible. Le Chili et l’Argentine ont également une fenêtre sur l’ensemble de notre Voie lactée, ce qui n’est pas possible depuis l’hémisphère Nord.

Un ciel clair suscite également l’intérêt pour l’astronomie

Estela Pérez, professeur de biochimie et de chimie à l'Université nationale Andres Bello de Santiago, affirme que sa passion pour l'astronomie a été suscitée dans son enfance par le ciel nocturne clair au-dessus des nombreux grands lacs du sud du Chili.

Partout au Chili, même à Santiago, nous sortons de notre maison ou de notre appartement et voyons les étoiles et utilisons des applications téléphoniques pour identifier les étoiles que nous ne connaissons pas, explique Pérez, qui est désormais actif localement dans la sensibilisation du public à l'astronomie. Cependant, malgré le ciel clair local, elle affirme que les astronomes professionnels chiliens ont encore besoin de plus de temps pour utiliser les télescopes internationaux qui fonctionnent dans tout le nord du pays.

Posez les grandes questions

Un dimanche après-midi récent, dans le parc du bicentenaire de Santiago, alors que les gens jouaient au paddle-ball et faisaient courir leurs chiens pour récupérer des balles sans fin, je me suis assis et j'ai regardé notre étoile la plus proche disparaître derrière le mont Manquihue, à proximité. J’ai commencé à m’interroger sur la situation dans son ensemble.

Une fois de plus, j’ai été touché de réaliser qu’il est difficile de comprendre nos courtes vies dans un univers qui existe sur de vastes étendues d’espace et de temps. L’univers reste largement incompréhensible, même pour nos meilleurs physiciens théoriciens.

Ces problèmes astrologiques sont ceux auxquels chacun d’entre nous est confronté quotidiennement. Mais aucune religion ou philosophie ne peut répondre pleinement au mystère de notre existence, encore moins à notre place dans l’univers.

Mais l’astronomie est mondiale.

Même la personne la moins instruite en astronomie lève les yeux vers le ciel nocturne et se rend compte qu’il y a quelque chose au-delà d’elle-même et de cette Terre. Les bousiers, les phoques communs et même les albatros connaissent tous la sphère céleste d'une manière qui reste fascinante et mystifiante.

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

Les astronomes amateurs ont été invités à aider les chercheurs spatiaux en essayant d'attraper une comète avec une queue manquante devant la caméra.

La comète, connue sous le nom de C/2021 S3 PanSTARRS, est située à peu près à la même distance de la Terre que le Soleil et les chercheurs de l'Université de Reading souhaitent obtenir des images de passionnés de l'espace pour faciliter les recherches météorologiques.

Les chercheurs tentent de développer des moyens d’améliorer et de poursuivre l’analyse de la météorologie spatiale.

Une image d'une comète montre ce qui pourrait arriver à la queue de PanSTARRS. Cette personne sur la photo s'appelle Leonard (Université de Reading/Pennsylvanie)

Ces prévisions sont cruciales pour prévenir les dommages causés par les vents solaires, des flux de particules contenant des tempêtes solaires qui peuvent endommager la technologie dans l'espace et sur Terre.

Sarah Watson, chercheuse doctorante à l'Université de Reading, qui a fait appel aux astronomes amateurs, a déclaré : « Ce que nous nous attendons à voir peut sembler quelque peu inhabituel. Lorsque nous parlons de comètes, les gens pensent souvent à une grosse boule brillante suivie d'une queue longue et fine.

« La comète que nous observons pourrait avoir un aspect différent, car sa queue pourrait se briser lorsqu'elle est frappée par le vent solaire. »

Elle a poursuivi : « Nous avons besoin de nombreuses images chronométrées de la comète pour avoir une idée de son voyage à travers notre système solaire.

« C'est une opportunité fantastique pour les astronomes amateurs de sortir leurs télescopes et de capturer un moment cosmique vraiment étonnant et d'apporter une contribution majeure à une science importante. »

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Les images de la comète permettront à l'équipe de recherche d'enregistrer des données sur les conditions locales du vent solaire des éjectas spatiaux.

Si la queue se sépare de la comète ou semble se balancer, l’équipe peut déterminer qu’il y a une augmentation de l’activité du vent solaire à proximité.

La comète est visible dans notre ciel depuis le 14 février et le restera jusqu'à fin mars. La meilleure chance d’attraper la comète sera probablement jusqu’à lundi.

Ce n’est pas visible à l’œil nu.

Les astronomes auront besoin d'un petit télescope qu'ils pourront fixer à un appareil photo ou à un appareil photo doté d'un grand objectif pour photographier la comète, les meilleurs étant envoyés à la British Astronomical Society pour être archivés.

Si vous souhaitez simplement jeter un coup d’œil rapide au C/2021 S3 PanSTARRS, il sera plus facile à repérer dans les semaines à venir car il apparaît plus loin du Soleil et reste plus longtemps au-dessus de l’horizon dans le ciel nocturne.

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