Kun muurahaiset hoitavat lapsiaan, niiden aivoissa soi sama sävelmä kuin nälän tunnussa
Seuraavan kerran kun näet muurahaisia työskentelevässä porukassa, kokeile ajatella tätä: se aivojen osa, joka saa ne hoivamaan avuttomia toukkia, saattaa olla täsmälleen sama piiri, jota niiden muinaiset esi-isät käyttivät nälän tunteeseen.
Kuulostaa ehkä hölmöltä. Mutta uusi tutkimus Nature-lehdessä on napannut evoluution sellaisesta käytöksestä, joka muistuttaa lähinnä luovaa kierrätystä.
Rockefeller-yliopiston tutkijaryhmä on tutkinut ns. kloonimuurahaisia (kyllä, sellainen on oikea eläin), ja löydökset ovat kiehtovia. Muurahaiset eivät kehittäneet täysin uutta aivokoneistoa vanhemmuutta varten. Sen sijaan evoluutio tarttui vanhoihin, jo toimiviin hermoradoille, jotka hallitsivat nälkää ja syömistä, ja antoi niille uuden tehtävän.
Nälkä ja vanhemmuus samassa paketissa?
Tiedän mitä ajattelet. Nälkä? Vanhemmuus? Miten tämä edes toimii?
Mutta kun asiaa oikein miettii, järkeä siinä on. Varhaisimmillaan vanhemmuuden hoiva on pohjimmiltaan ruuan antamista. Nisäkkäät imettävät poikasiaan. Linnut sylkevät ruokaa pienten nälkäisten suihin. Muurahaisetkin murskaavat hyönteisiä ja ruokkivat niillä kehittyviä toukkiaan. Vanhemmuus on pohjimmiltaan ruokailuviettien jatke.
Tutkijat löysivät kaksi avaintiheikemikalia, jotka käyvät eräänlaista push-pull -taistelua muurahaisen aivoissa. Neuropeptidi F eli NPF kannustaa hoivaamiseen — siihen lämmittävään, pesässä pysymiseen. Toinen, Allatostatin A eli AstA, työntää toiseen suuntaan ja saa muurahaiset hylkäämään poikaset saalistusreissun vuoksi.
Nuorilla muurahaisilla on luonnostaan korkea NPF-taso ja matala AstA niissä aivoalueissa, joissa nämä piirit sijaitsevat. Tämä on loogista, koska nuoret työmuurahaiset pysyvät kotona ja hoitavat toukkia. Mutta iän myötä tasapaino muuttuu. Vanhemmilla muurahaisilla AstA:n määrä kasvaa ja NPF vähenee, mikä työntää ne ulos keräämään ruokaa. Se on kuin biologinen uramuutos, ohjelmoituna suoraan niiden neuroneihin.
Varsinainen juttu
Tässä kohtaa tarina menee vielä mielenkiintoisemmaksi. Kun tutkijat muokkasivat näitä molekyylejä — joko lisäämällä tai estämällä niitä — muurahaisten käytös muuttui vastaavasti. Lisää NPF:ää ja muurahaisista tulee superhoivaajia. Lisää AstA:ta ja ne jättävät pesän ulkoilmaan.
Mutta tässä tulee se pointti: nämä samat molekyylit reagoivat myös nälkään, aivan kuten niiden vastineet tekevät nisäkkäillä. Kun muurahaisia paastotettiin, niiden NPF-taso nousi ja ne alkoivat käyttäytyä hoivaavammin — jopa sellaisten toukkien suhteen, jotka eivät olleet niiden omia. Kun ne sitten saivat ruokaa? Kemiallinen tasapaino kääntyi, ja yhtäkkiä ne halusivat vain lähteä ulos etsimään lisää.
Käytännössä siis muinaisaikainen yhteys "minulla on nälkä" ja "minun täytyy hoivata jotain" on edelleen näkyvissä muurahaisen aivoissa. Evoluutio ei rakentanut vanhemmuutta alusta alkaen — se lainasi olemassa olevan nälkäpiirin ja antoi sille uuden tarkoituksen.
Miksi tämä kiinnostaa laajemminkin
Tutkijaryhmä huomautti nopeasti, että muurahaiset voisivat toimia hyvänä mallina ymmärtämään vastaavia prosesseja monimutkaisemmissa aivoissa. Hiiren aivot ovat uskomattoman tiheitä — noin 100 miljoonaa solua — mikä tekee tiettyjen hermopiirien tutkimisesta kuin yrittäisi ymmärtää kaupungin liikennettä tarkastelemalla jokaista autoa erikseen. Muurahaisen aivot puolestaan sisältävät vain noin 60 000 solua. Tämä on edelleen monimutkaista, mutta paljon hallittavampaa tutkijoille, jotka yrittävät kartoittaa, miten nämä neuropeptidit vaikuttavat käyttäytymiseen.
Ja tässä on jotain mietittävää: muurahaisilla ja hiirillä on joitakin samoja neuromodulatorisia mekanismeja hoivaamiseen liittyen. Tämä viittaa siihen, että evoluution uusiokäyttö — nälkäpiirien muuttaminen vanhemmuuspiireiksi — ei ehkä ole vain muurahaisten juttu. Se voi olla kaava, joka toistuu koko eläinkunnassa — mahdollisesti myös meissä.
Iso kuva
Johtava tutkija Daniel Kronauer tiivisti sen osuvasti: "Evoluutio harvoin keksii asioita tyhjästä. Se ottaa sen, mitä on, ja työstää sitä, joskus hyvinkin yllättävillä tavoilla."
Ja rehellisesti sanottuna tuo ajatus on sekä nöyryyttävä että jotenkin lohdullinen. Joka kerta kun äiti imettää vauvaansa tai isä nousee kolmatta kertaa yöllä rauhoittamaan itkevää pienokaista, heidän aivoissaan saattaa surista pieni kaiku muinaisista nälkäpiireistä, uusiokäytettynä ja hienosäädettynä miljoonien vuosien aikana pitämään seuraava sukupolvi hengissä.
Vanhemmuus, sen kun tietää, on rakennettu päivitykselle — ei alhaalta ylös -rakennusprojektille. Evoluutio näki olemassa olevan järjestelmän nälän ja ruokailun hallintaan ja ajatteli: "Hei, tämä voisi toimia myös pienten avuttomien olentojen hengissä pitämiseen."
Ja reilusti sanoen? Aika näppärä temppu jollekkin, joka on puurtanut miljardeja vuosia ilman piirustuksia.