DA pesar de tener genes idénticos, las hormigas obreras carpinteras varían enormemente en su comportamiento y apariencia. Los trabajadores mayores luchan contra los depredadores y son más voluminosos que los trabajadores menores que recolectan alimentos y cuidan a los jóvenes. Estas diferencias dependen de la acción de hormona juvenil (JH3)un regulador crucial del desarrollo de los insectos.1
La cantidad de JH3 que se filtra al cerebro está estrictamente controlada por la barrera hematoencefálica, una estudiar publicado en Celúla sugiere.2 Los hallazgos señalan que la barrera cerebral contribuye a aspectos clave del comportamiento animal.
Un equipo liderado por un biólogo. Shelly Berger de la Universidad de Pensilvania utilizó secuenciación de ARN unicelular para comparar la expresión genética en hormigas carpinteras de Florida. En comparación con sus homólogos que buscaban alimento, los trabajadores principales expresaron niveles más altos de una enzima que degrada JH3. Esa enzima, la hormona juvenil esterasa (Jhe), está atrapada dentro de las células gliales perineurales, que forman el equivalente en insectos de la barrera hematoencefálica.
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Cuando los investigadores aumentaron los niveles de la hormona, ya sea inyectando JH3 en el cerebro o reprimiendo la enzima con ARNip, las hormigas mayores descuidaron sus deberes militares en favor de la búsqueda de alimento.
Estos hallazgos sugieren que la barrera del cerebro, a menudo minimizada como una membrana pasiva o un obstáculo para el tratamiento de afecciones neurológicas, media el interacción entre hormonas y neuronas, según el entomólogo Naoki Yamanaka de la Universidad de California, Riverside, que no participó en el estudio. 3,4,5 “[It] cambia nuestra visión de la barrera hematoencefálica”.
Las hormonas juveniles están presentes en todos los insectos y mecanismos similares pueden operar en otras especies, añadió Yamanaka. De hecho, cuando el equipo de Berger expresó artificialmente la hormiga Jhe en la barrera hematoencefálica de Drosofilalas moscas dedicaron menos tiempo a buscar comida.
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“Las hormigas proporcionan este sorprendente sistema para ayudar a comprender algunos de los determinantes del comportamiento debido a esta estructura social notablemente estereotipada”, dijo Berger. Ahora, su equipo está investigando si la barrera hematoencefálica desempeña una función similar en los mamíferos.
La evidencia inicial sugiere que podría ser así. Al examinar los datos disponibles públicamente, Berger y sus colegas encontraron otras enzimas que degradan hormonas, incluida una que descompone la testosterona, en la capa endotelial del cerebro del ratón. Esto sugiere que la barrera hematoencefálica puede regular aspectos de la reproducción de los mamíferos. “Eso es bastante fascinante”, dijo Berger.
Referencias
- Nijhout H, Wheeler DE. Modelos de crecimiento de alometrías complejas en insectos holometábolos.. Soy Nat 1996;148:40-56.
- Ju L, et al. El control hormonal a través de la barrera hematoencefálica gobierna el comportamiento específico de casta en las hormigas. Celúla. 186(20):4289-4309.
- Zhang SL, et al. Un reloj circadiano regula el flujo de salida de la barrera hematoencefálica en ratones y células humanas. Comuna Nacional. 2021;12:617.
- Hindle SJ, et al. Funciones conservadas evolutivamente de los transportadores xenobióticos de la barrera hematoencefálica en la partición y el comportamiento de los esteroides endógenos. Representante celular. 2017;21(5):1304-1316.
- Jones BM, et al. La selección convergente y complementaria dio forma a las ganancias y pérdidas de eusocialidad en las abejas sudoríparas. Nat Ecol Evol. 2023;7:557-569.