Heb je ooit een foto gezien van een moederhond die zorgt voor een ongewone baby, zoals een kitten? Dit soort verhaal over dierenadoptie is een voorbeeld van een fenomeen dat bekend staat als alloparenting: zorg voor nakomelingen die niet genetisch verwant zijn.
Wij mensen gooien misschien de uitdrukking 'er is een dorp voor nodig om een kind op te voeden', maar er zijn gevallen in de dierenwereld waar dit letterlijk waar is. Naakte mol-ratten, rimpelige zoogdieren uit de Oost-Afrikaanse woestijn, bieden een voorbeeld van het hele "dorp" dat samenwerkt om nakomelingen op te voeden.
Elke individuele naakte molrat heeft een specifieke taak. Net als in een honingbijenkorf heeft een naakte mol-rattenkolonie één koningin, wiens taak het is om zich voort te planten. Er zijn maar een paar seksueel voortplantende mannen, die paren met de koningin. Alle anderen, zowel mannen als vrouwen, zijn soldaten die de kolonie beschermen of arbeiders die naar voedsel zoeken, tunnels graven en voor de nakomelingen van de koningin zorgen, bekend als pups.
Tot nu toe had niemand een fysiologische verklaring voor waarom naakte mol-rattenarbeiders voor pups zorgen die niet van hen zijn. Normaal gesproken, wanneer een moeder bevalt, zijn de oestrogeenspiegels hoog en dalen de progesteronspiegels, wat resulteert in moederlijk gedrag zoals voeden of verzorgen. In veel ongewone adoptieverhalen, zoals dat van de moederhond die voor een kitten zorgt, zal de adoptiemoeder onlangs haar eigen nakomelingen hebben gekregen - wat betekent dat haar hormoonspiegels haar klaar hebben gemaakt en klaar staan om voor nakomelingen te zorgen, zelfs die t haar eigen.
Maar vrouwelijke naakte mol-ratwerkers hebben lagere niveaus van deze hormonen omdat hun voortplantingsorganen nooit volwassen worden. Hoe zouden de naakte mol-ratwerkers dan zulke grote ouders kunnen zijn? Het antwoord op deze vraag omvat een web van werkers, koninginnen, hormonen en kaketen.
Een bericht versturen ... via kak?
Als bioloog ben ik geïnteresseerd in het begrijpen hoe chemische stoffen in het lichaam gedragsveranderingen kunnen veroorzaken. In mijn laboratorium bestudeer ik de rol van neurotransmitters, de chemische boodschappers van de hersenen, in vocale communicatie.
Onlangs merkten onderzoekers in Japan op dat naakte mol-ratten sneller reageerden op oproepen van pups en meer tijd doorbrachten in het gebied waar de oproepen ontstonden nadat een koningin was bevallen. Naakte mol-ratten kunnen vocaliseren om te communiceren, maar hun gehoor is slecht.
Het leek erop dat iets in het voortplantingsstadium van de koningin het gedrag van de werknemers beïnvloedde. Maar wat was er aan de hand? Het is onwaarschijnlijk dat ze uitsluitend via vocalisaties communiceerden vanwege hun slechte gehoor. Is er misschien een soort chemische communicatie in het spel?
Naakte mol-ratten eten wortels en knollen ... en ook uitwerpselen. (Ltshears / Wikimedia Commons) Omdat naakte mol-ratten vaak kak eten om eventuele resterende voedingsstoffen te krijgen, vroegen de onderzoekers zich af of de zwangere kak van de koningin een chemische stof bevat die, wanneer gegeten, het gedrag van de werknemers zou beïnvloeden. Misschien is gepoept oestrogeen van de koningin een manier voor haar om met de werknemers te communiceren en hen voor te bereiden op het ouderschap.
Ze ontwierpen een reeks experimenten om te onderzoeken of het eten van de oestrogeenrijke kak van een zwangere koningin vrouwelijke werknemers responsievere en attentere ouders zou maken voor de pups van de kolonie.
De oestrogeenverbinding ontwarren
Ten eerste, de onderzoekers voedden arbeidersnaakte mol-ratten kak van zwangere en niet-zwangere koninginnen. Ze wilden zien of er verschillen zouden zijn in de manier waarop de twee groepen werknemers op de oproepen van de pups reageerden. En inderdaad, naakte mol-ratten die de zwangerschapskak aten, waren responsievere en attentere ouders dan degenen die regelmatig koninginpoep kregen.
Toen richtten de onderzoekers hun aandacht op wat zich in de kak zelf bevond. De kak van de zwangere koningin had hoge concentraties oestrogeen en progesteron - twee hormonen die vaak worden geassocieerd met ouderlijk gedrag. En tijdens de zwangerschap van de koningin hadden werknemers ook hogere concentraties oestrogeen in hun eigen kak.
Om er zeker van te zijn dat de toename van de oestrogeenspiegels van de werknemers voortkwam uit de hormonen in de zwangerschapskak en niet alleen uit de buurt van een zwangere koningin, mengden de onderzoekers een partij 'kunstmatige kak'. Ze formuleerden de kak met oestrogeen- en progesteronconcentraties vergelijkbaar met wat ze hadden gevonden uitgescheiden door de zwangere koningin. En ja hoor, de oestrogeenconcentratie van werknemers steeg nadat ze gegeten hadden op deze kakcocktail. Nu waren de onderzoekers ervan overtuigd dat het oestrogeen via haar zwangere kak van de koningin naar de werkers werd overgebracht.
Een deel van goed ouderschap voor naakte mol-ratten is het warm en veilig houden van de pups. (Neil Bromhall / Shutterstock.com) Het onderzoeksteam wilde vervolgens het verband tussen de hormonen en het gedrag vaststellen. Dus, ze voedden werknemers met ofwel normale niet-zwangere koninginak, of niet-zwangere koninginak, aangevuld met oestrogeen. Werknemers die de oestrogeen-versterkte kak aten, vertoonden niveaus van responsiviteit en aandacht voor pup-oproepen vergelijkbaar met die welke oorspronkelijk de onderzoekers hadden geïnspireerd om deze experimenten voort te zetten.
Het is belangrijk op te merken dat deze studie werd uitgevoerd in een kolonie naakte mol-ratten die in het laboratorium werden geboren en grootgebracht. Het zou interessant zijn om deze reeks experimenten in het veld te herhalen en te kijken of oestrogeen in kak dezelfde gedragsveranderingen veroorzaakt bij wilde naakte mol-ratwerkers.
Oestrogeen in kak: meerdere communicatielagen
De veranderingen in het gedrag van werknemers na inname van met oestrogeen beladen kak suggereert dat het hormoon niet alleen diende als een manier om de naakte mol-ratten betere ouders te maken, maar ook als een manier voor de koningin om met haar werknemers te communiceren. Op deze manier werkt het oestrogeen in de kak van de koningin op twee niveaus: het geeft werknemers een heads-up over de zwangere toestand van de koningin en verbetert ook de reactie van de werknemers op communicatie met de pups.
Veel onderzoeken naar chemische communicatie tussen zoogdieren zijn gericht op feromonen: geursignalen die worden afgescheiden door andere personen en die invloed hebben op het eigen gedrag. Wetenschappers hebben oestrogeen vooral beschouwd als een hormoon dat het gedrag van het individu dat het produceert beïnvloedt. Deze studie geeft echter inzicht in hoe oestrogeen geproduceerd door anderen niet alleen een communicatiemiddel kan zijn, maar ook een factor die het eigen gedrag beïnvloedt.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Gina Mantica, Ph.D. Kandidaat in de biologie, Tufts University
