喂蚂蚁多巴胺可能会使他们更聪明的觅食者

在蚁群中，很少有任务和收集食物一样重要。但是沙漠的炎热可能对蚂蚁的觅食任务构成挑战。最近的研究结果发表在9月27日的iScience杂志上，展示了多巴胺如何影响沙漠中蚂蚁的行为。

“如果有一件事你可以说一个蚂蚁的行为，那就是它正在为殖民地做这件事，”第一作者兼生物学博士丹尼尔弗里德曼说。斯坦福大学的候选人。“一个蚁群的行为几乎就像一个多细胞生物;殖民地就是进化单位。我们想看看殖民地之间的集体行为差异是否与个体觅食脑化学的差异有关。”

首先，弗里德曼的团队收集了亚利桑那州沙漠中六个以前研究过的红色收割机蚂蚁殖民地的觅食者。一半的殖民地经常在干燥的天气里觅食，而其他的则在干燥的日子里将觅食者留在家中。

当研究人员通过RNA测序解剖觅食者的大脑并测量基因表达时，他们发现两组之间在与神经递质信号传导和代谢相关的基因表达方面存在差异。看到这些结果，他们想知道操纵大脑多巴胺水平是否会影响野外的觅食行为。

他们决定在亚利桑那州研究一组新的9个殖民地。对于这些菌落中的每一个，它们用多巴胺处理一些巢配偶，一些用对照溶液处理。他们用油漆对蚂蚁进行颜色编码。

弗里德曼说：“我会在他们离开巢穴之后前往殖民地并收集觅食的蚂蚁。”“然后我会把他们带回实验室，把它们放在冰上慢慢放下，涂上头，这样我就可以知道他们属于哪个组。然后我会把多巴胺或对照溶液倒进嘴里然后把它们拿回来他们的殖民地。“

在给药后的第二天，研究人员观察到多巴胺处理的蚂蚁比他们对照处理的巢穴伴侣进行更多的觅食行程。他们还发现受多巴胺影响的菌落似乎自然对湿度更敏感，在闷热的日子里觅食更多，在干燥的日子里呆在家里。

为了验证他们的结果，研究小组重复了实验，但增加了一组用3-碘酪氨酸治疗，这是一种抑制多巴胺的化学物质。他们看到了相反的效果：多巴胺合成的抑制剂导致处理过的蚂蚁减少饲料。

“觅食脑多巴胺的增加似乎增加了个体蚂蚁的觅食。这支持了这样的观点，即巢穴之间的行为差​​异可能与大脑多巴胺水平的差异有关，”弗里德曼说。“我们知道觅食者所承担的个人风险与殖民地的集体决策有关，但在那里学习还有很多。”

在未来的研究中，弗里德曼和他的团队计划研究与多巴胺相关的分子的影响，看看他们发现的结果是否是多巴胺特异性的。他们还计划在不同的栖息地观察更多的蚁群，看看不同的环境条件如何影响觅食行为。

“测试我们在该领域的预测非常有吸引力，而不是实验室，”弗里德曼说。“看到动物在其进化的栖息地中令人惊讶。尽管有必须开车到亚利桑那州并将蚂蚁投入液氮的问题，所有这一切都值得。”