Hai mai visto una foto di un cane madre che si prende cura di un bambino insolito, come un gattino? Questo tipo di storia di adozione degli animali è un esempio di un fenomeno noto come alloparenting: cure fornite alla prole che non sono geneticamente correlate.
Noi umani possiamo gettare la frase "Ci vuole un villaggio per crescere un bambino", ma ci sono casi nel mondo animale in cui questo è letteralmente vero. I ratti talpa nudi, i mammiferi rugosi del deserto dell'Africa orientale, offrono un esempio dell'intero "villaggio" che coopera per allevare la prole.
Ogni singolo topo talpa nudo ha un lavoro specifico. Come in un alveare, una colonia nuda di topo talpa ha una regina, il cui compito è riprodurre. Ci sono solo alcuni maschi sessualmente riproduttivi, che si accoppiano con la regina. Tutti gli altri, sia maschi che femmine, sono soldati che proteggono la colonia o operai che cercano cibo, scavano gallerie e si prendono cura della prole della regina, noti come cuccioli.
Fino ad ora, nessuno aveva una spiegazione fisiologica del perché i lavoratori nudi di topo talpa si prendono cura dei cuccioli che non sono i loro. Normalmente quando una mamma partorisce, i livelli di estrogeni sono alti e i livelli di progesterone diminuiscono, causando comportamenti materni come l'alimentazione o la cura. In molte storie di adozione insolite, come quella del cane madre che si prende cura di un gattino, la mamma adottiva ha recentemente dato alla luce la propria prole - il che significa che i suoi livelli ormonali l'hanno lasciata innescata e pronta a prendersi cura della prole, anche quelle che non sono ' lei stessa.
Ma le lavoratrici nude di talpa hanno livelli più bassi di questi ormoni perché i loro organi riproduttivi non maturano mai. In che modo, quindi, i lavoratori nudi di topo talpa possono essere genitori così grandiosi? La risposta a questa domanda coinvolge una rete di lavoratori, regine, ormoni e cacca.
Invio di un messaggio ... tramite cacca?
Come biologo, sono interessato a capire come i prodotti chimici nel corpo possono causare cambiamenti nel comportamento. Nel mio laboratorio studio il ruolo dei neurotrasmettitori, i messaggeri chimici del cervello, nella comunicazione vocale.
Recentemente, alcuni ricercatori giapponesi hanno notato che i topi nudi operai erano più veloci nel rispondere alle chiamate dei cuccioli e trascorrevano più tempo nell'area in cui le chiamate avevano origine dopo che una regina aveva partorito. I ratti talpa nudi possono vocalizzare per comunicare, ma il loro udito è scarso.
Sembrava che qualcosa sul palcoscenico riproduttivo della regina stesse influenzando il comportamento dei lavoratori. Ma cosa stava succedendo? È improbabile che stessero comunicando solo attraverso vocalizzazioni a causa della loro scarsa udito. Potrebbe esserci una sorta di comunicazione chimica in gioco?
I topi nudi mangiano radici e tuberi ... e anche feci. (Ltshears / Wikimedia Commons) Poiché i ratti talpa nudi mangiano comunemente la cacca per ottenere tutti i nutrienti rimanenti, i ricercatori si sono chiesti se la cacca incinta della regina potesse contenere una sostanza chimica che, una volta mangiata, avrebbe influenzato i comportamenti dei lavoratori. Forse l'estrogeno espulso dalla regina è un modo per lei di comunicare con i lavoratori, preparandoli per la genitorialità.
Hanno progettato una serie di esperimenti per indagare se mangiare la cacca ricca di estrogeni di una regina incinta renderebbe le lavoratrici genitori più sensibili e attenti ai cuccioli della colonia.
Districare la connessione estrogenica
In primo luogo, i ricercatori hanno dato da mangiare alla cacca di talpa dei topi nudi da donne in gravidanza e in gravidanza. Volevano vedere se ci fossero differenze nel modo in cui i due gruppi di lavoratori hanno risposto alle chiamate dei cuccioli. E in effetti, i topi nudi che mangiavano la cacca della gravidanza erano genitori più sensibili e attenti rispetto a quelli che nutrivano la cacca della regina normale.
Quindi i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione a ciò che era nella stessa cacca. La cacca della regina incinta aveva alte concentrazioni di estrogeni e progesterone, due ormoni comunemente associati ai comportamenti dei genitori. E durante la gravidanza della regina, anche i lavoratori avevano concentrazioni più elevate di estrogeni nella loro stessa cacca.
Per essere sicuri che l'aumento dei livelli di estrogeni dei lavoratori derivasse dagli ormoni nella cacca della gravidanza, e non solo dall'essere attorno a una regina incinta, i ricercatori hanno mescolato un lotto di "cacca artificiale". Hanno formulato la cacca con concentrazioni di estrogeni e progesterone simile a quello che avevano trovato escreto dalla regina incinta. Abbastanza sicuro, le concentrazioni di estrogeni dei lavoratori sono aumentate dopo aver cenato su questo cocktail di cacca. Ora i ricercatori erano sicuri che l'estrogeno si stava trasferendo dalla regina ai lavoratori attraverso la sua cacca incinta.
Parte della buona genitorialità per i topi nudi è mantenere i cuccioli caldi e al sicuro. (Neil Bromhall / Shutterstock.com) Il team di ricerca ha quindi voluto inchiodare la connessione tra gli ormoni e il comportamento. Quindi, hanno dato da mangiare ai lavoratori o la normale cacca della regina non incinta, o la cacca della regina non incinta integrata con estrogeni. I lavoratori che hanno mangiato la cacca arricchita con estrogeni hanno mostrato livelli di reattività e attenzione alle chiamate dei cuccioli simili a quelli che avevano originariamente ispirato i ricercatori a proseguire questi esperimenti.
È importante notare che questo studio è stato condotto in una colonia di topi nudi nati e cresciuti in laboratorio. Sarebbe interessante ripetere questo insieme di esperimenti sul campo e vedere se gli estrogeni nella cacca causano gli stessi cambiamenti comportamentali nei lavoratori selvaggi nudi di talpa.
Estrogeni nella cacca: molteplici strati di comunicazione
I cambiamenti nel comportamento dei lavoratori dopo aver ingerito la cacca carica di estrogeni suggeriscono che l'ormone non solo serviva come modo per rendere migliori i genitori di topi nudi, ma anche come modo per la regina di comunicare con i suoi lavoratori. In questo modo, l'estrogeno nella cacca della regina funziona su due livelli: dà agli operai un avvertimento sullo stato di gravidanza della regina e migliora anche la risposta degli operai alle comunicazioni dei cuccioli.
Molti studi sulla comunicazione chimica tra mammiferi si concentrano sui feromoni: segnali di odore secreti da altri individui che influenzano il proprio comportamento. Gli scienziati hanno principalmente considerato gli estrogeni come un ormone che influenza il comportamento dell'individuo che lo produce. Tuttavia, questo studio fornisce informazioni su come gli estrogeni prodotti da altri possano non solo essere un mezzo di comunicazione, ma anche un fattore che influenza i propri comportamenti.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Gina Mantica, Ph.D. Candidato in Biologia, Università Tufts
