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

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

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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Regardez la lune recouvrir l’étoile géante bleue Spica le 13 juillet

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Regardez la lune recouvrir l’étoile géante bleue Spica le 13 juillet

L’un des événements les plus intéressants de l’astronomie optique, et certainement le plus rapide, se produit lorsque la Lune éclipse une étoile. Le bord de la lune se rapproche, semble appuyer dessus pendant plusieurs secondes, puis l’étoile disparaît soudainement ! Il réapparaît à la même vitesse sur la face cachée de la Lune jusqu’à une heure ou plus plus tard.

Le samedi 13 juillet, toute personne disposant d’un télescope et d’un ciel dégagé devrait se concentrer sur la lune de ce soir-là, juste après son premier quartier (éclairée à 52 %). À ce moment-là, la Lune passera devant l’étoile de première magnitude Cygnus Spongiosa vue d’Amérique du Nord.

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enfin! Les astronautes peuvent désormais boire leur propre urine lors d’une sortie dans l’espace, grâce à un nouvel appareil intelligent

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enfin!  Les astronautes peuvent désormais boire leur propre urine lors d’une sortie dans l’espace, grâce à un nouvel appareil intelligent

Sortir de la Station spatiale internationale (ISS) est déjà un véritable défi sans avoir à se soucier des appels de la nature à mi-chemin d’une sortie dans l’espace. Aujourd’hui, les scientifiques affirment avoir mis au point une nouvelle façon de capturer l’urine des astronautes et de la recycler en eau potable en quelques secondes. minutes.

Pendant des années, lors de sorties dans l’espace autour de la Station spatiale internationale, les astronautes se soulageaient en utilisant des couches jetables à l’intérieur de leurs combinaisons spatiales, connues sous le nom de Des vêtements avec une absorption maximale (MAG). Ces vêtements, conçus pour la première fois en Début des années 1980Il collecte et stocke l’urine, permettant ainsi aux astronautes de « partir » en mouvement. Mais comme les sorties dans l’espace peuvent parfois prendre jusqu’à huit heures, les appareils MAG peuvent mettre les astronautes physiquement mal à l’aise. Risque d’irritation et d’infection cutanée.

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Une nouvelle proposition changerait cela

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Une nouvelle proposition changerait cela

Droit d’auteur : Unsplash/CC0 Domaine public

Les planétologues proposent une nouvelle définition d’une planète pour remplacer celle que de nombreux chercheurs considèrent comme héliocentrique et dépassée. La définition actuelle — élaborée en 2006 par l’Union astronomique internationale (IAU), l’organisation qui donne des noms officiels aux objets dans l’espace — précise que pour qu’un corps céleste soit classé comme planète, il doit orbiter autour du soleil dans notre système solaire. .

Mais les scientifiques savent que les corps célestes en orbite autour d’étoiles en dehors de notre système solaire sont assez courants, et un article de journal paraîtra prochainement. Journal des sciences planétaires Cette proposition appelle à une nouvelle définition de la planète qui ne la limite pas aux frontières de notre système solaire. La proposition introduit également des critères quantitatifs pour clarifier davantage la définition d’une planète. Le document de recherche est actuellement en cours de publication. disponible Sur le arksif Serveur de préimpression.

Jean-Luc Margot, auteur principal de l’article et professeur de sciences de la Terre, des planètes et de l’espace, de physique et d’astronomie à l’Université de Californie à Los Angeles, présentera la nouvelle définition proposée lors de l’Assemblée générale de l’AIU en août 2024.

Selon la définition actuelle, une planète est un corps céleste qui orbite autour du Soleil et qui a une masse suffisamment grande pour le forcer à prendre une forme sphérique, éliminant ainsi les autres corps proches de son orbite autour du Soleil.

« La définition actuelle mentionne spécifiquement les planètes en orbite autour de notre soleil. Nous savons maintenant qu’il existe des milliers de planètes, mais la définition de l’AIU ne s’applique qu’aux planètes de notre système solaire », a déclaré Margot. « Nous proposons une nouvelle définition qui peut être appliquée aux corps célestes en orbite autour de n’importe quelle étoile, reste stellaire ou naine brune. »

Les auteurs affirment que même si l’exigence selon laquelle une planète doit orbiter autour du Soleil est très spécifique, les autres critères de la définition de l’AIU sont trop vagues. Par exemple, la définition dit que la planète « a diminué son orbite » sans préciser ce que cela signifie. La nouvelle définition proposée contient des critères mesurables qui peuvent être appliqués pour identifier les planètes à l’intérieur et à l’extérieur de notre système solaire.

Dans la nouvelle définition, une planète est un corps céleste :

  • Il orbite autour d’une ou plusieurs étoiles, naines brunes ou restes stellaires.
  • Supérieur à 1023 kg et
  • Masse minimale de 13 masses de Jupiter (2,5 x 10)28 kg).

Margot et ses collègues Brett Gladman de l’Université de la Colombie-Britannique et Tony Yang, étudiant au lycée Chaparral de Temecula, en Californie, ont exécuté un algorithme mathématique sur les propriétés des objets de notre système solaire pour voir quels objets se regroupent. L’analyse a révélé des ensembles de caractéristiques distinctes partagées par les planètes de notre système solaire qui peuvent être utilisées comme point de départ pour créer une classification des planètes en général.

Par exemple, si un objet a suffisamment de gravité pour se frayer un chemin en collectant ou en éjectant des objets plus petits à proximité, on dit qu’il est dynamiquement dominant.

« Toutes les planètes de notre système solaire sont dynamiquement dominantes, mais d’autres objets, y compris les planètes naines comme Pluton, qui n’est pas une vraie planète, et les astéroïdes, ne le sont pas. Cette propriété pourrait donc être incluse dans la définition d’une planète », a déclaré Margot. dit.

La condition de dominance dynamique fournit une limite inférieure à la masse. Mais les planètes potentielles pourraient également être trop grandes pour correspondre à la nouvelle définition. Par exemple, certaines planètes gazeuses sont si massives qu’une fusion thermonucléaire du deutérium se produit, et l’objet devient une sous-étoile appelée naine brune et n’est donc pas une planète. Cette limite a été déterminée comme étant la masse de 13 Jupiters ou plus.

D’un autre côté, l’exigence actuelle selon laquelle les planètes doivent être sphériques pose un problème plus important. Les planètes lointaines peuvent rarement être observées avec suffisamment de détails pour déterminer leur forme avec certitude. Les auteurs affirment que l’exigence de forme est si difficile à mettre en œuvre qu’elle est pratiquement inutile à des fins d’identification, même si les planètes sont généralement rondes.

« Le fait d’avoir des définitions liées à la quantité la plus mesurable – la masse – élimine le débat sur la question de savoir si un objet particulier répond au critère », explique Gladman. « C’est une faiblesse de la définition actuelle. »

La bonne nouvelle est que dans le système solaire, il existe des corps célestes de plus de 1021 Il semble que le poids corporel de 10 kg soit rond. Tous les objets répondent donc à la masse minimale proposée de 10 kg23 Le kilogramme devrait être sphérique.

Même si tout changement formel dans la définition d’une planète par l’AIU se produira probablement d’ici quelques années, Margot et ses collègues espèrent que leurs travaux serviront de point de départ à une conversation qui mènera à une définition améliorée.

Plus d’information:
Jean-Luc Margot et al., Critères quantitatifs d’identification des planètes, Journal des sciences planétaires (2024). DOI : 10.3847/PSJ/ad55f3. sur arksif: arxiv.org/abs/2407.07590

Fourni par l’Université de Californie, Los Angeles


la citationLa définition scientifique d’une planète dit qu’elle devrait orbiter autour de notre soleil : une nouvelle proposition changerait cela (11 juillet 2024) Extrait le 11 juillet 2024 de https://phys.org/news/2024-07-scientific-definition-planet- orbite-soleil.html

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