حاسة الشم هي الحس الحاسم الذي يربط مجتمع النمل معًا ، مما يساعد الحشرات على التعرف والتواصل والتعاون مع بعضها البعض

يمكن العثور على النمل في كل مكان تقريبًا على الأرض ، مع تقديرات تقريبية تشير إلى وجود أكثر من 10 كوادريليون فرد – أي 1 متبوعًا بـ 16 صفرًا ، أو حوالي مليون نملة لكل شخص. النمل من بين أكثر الحيوانات نجاحًا من الناحية البيولوجية على هذا الكوكب.

جزء مدهش من نجاحهم التطوري هو حاسة الشم المذهلة التي تتيح لهم التعرف على بعضهم البعض والتواصل والتعاون مع بعضهم البعض.

يعيش النمل في مستعمرات معقدة ، يشار إليها أحيانًا باسم أعشاش ، وهي موطن لمجموعة واسعة من التفاعلات الاجتماعية. هنا ، واحدة أو أكثر من الملكات هي المسؤولة عن جميع عمليات التكاثر داخل تلك المستعمرة. الغالبية العظمى من أعضاء المستعمرة هم من العاملات – الأخوات اللائي لا يتزاوجن أو يتكاثرن ولا يعشن إلا لخدمة المجموعة.

يحتاج النمل للدفاع عن مستعمرته والبحث عن الطعام ورعاية النسل. لإنجاز هذه المهام ، تقوم بعض أنواع النمل بتدجين حشرات أخرى ، بينما يقوم البعض الآخر بإنشاء أنظمة زراعية ، وحصاد الأوراق التي تنمو منها حدائق فطرية صالحة للأكل. يتطلب التنسيق الناجح لكل هذه المهام المعقدة اتصالاً موثوقًا وآمنًا بين رفاق العش.

نحن علماء أحياء ندرس القدرات الحسية الرائعة للنمل. يُظهر عملنا الأخير كيف تعتمد مجتمعاتهم على تبادل المعلومات الموثوقة التي ، إذا تعطلت ، ستؤدي إلى الهلاك لمستعمراتهم.

روائح فريدة

يعتمد التواصل البشري بشكل أساسي على الإشارات اللفظية والبصرية. عادة ما نتعرف على أصدقائنا من خلال أصواتهم أو مظهر وجوههم أو الملابس التي يرتدونها. ومع ذلك ، يعتمد النمل في المقام الأول على حاسة الشم الحادة.

الغلاف الخارجي ، المعروف باسم الهيكل الخارجي ، يغلف جسم النملة. يحمل هذا الغلاف الدهني رائحة فريدة تختلف من فرد لآخر ويعطي كل نملة توقيعًا فريدًا للرائحة يمكن أن يكتشفه النمل الآخر. هذا التوقيع الرائحة يمكن أن ينقل معلومات مهمة.

على سبيل المثال ، ستختلف رائحة الملكة قليلاً عن رائحة العامل ، وبالتالي تتلقى معاملة خاصة داخل المستعمرة. الأهم من ذلك ، أن رائحة النمل من مستعمرات مختلفة تختلف قليلاً عن بعضها البعض. يعد اكتشاف هذه الاختلافات وفك تشفيرها أمرًا حيويًا للدفاع عن المستعمرات ويمكن أن يؤدي إلى حروب عدوانية بين المستعمرات عندما يمسك النمل برائحة المتسللين.

بالنسبة للنمل والحشرات الأخرى ، يبدأ تلقي المعلومات الكيميائية عندما تدخل الرائحة الشعيرات الصغيرة الموجودة على طول قرون الاستشعار الخاصة بهم. هذه الشعيرات مجوفة وتحتوي على مستقبلات خاصة ، تسمى الخلايا العصبية الحسية الكيميائية ، تقوم بفرز المعلومات الكيميائية وإرسالها إلى دماغ النمل.

الروائح ، مثل تلك المنبعثة من طبقة دهنية النملة ، تعمل مثل “مفاتيح” كيميائية. يمكن للنمل أن يشم رائحة مفاتيح الرائحة هذه فقط إذا تم إدخالها في المجموعة الصحيحة من “أقفال” الخلايا العصبية الحسية الكيميائية. يظل قفل الخلايا العصبية مغلقًا أمام أي روائح باستثناء مفتاحه الخاص. عندما يرتبط المفتاح الصحيح بقفل الخلايا العصبية الصحيح ، فإن المستقبل يرسل رسالة معقدة إلى الدماغ. إن دماغ النملة قادر على فك شفرة هذه المعلومات الحسية لاتخاذ قرارات تؤدي في النهاية إلى التعاون بين رفقاء العش – أو المعارك بين غير الرفاق.

تغيير الأقفال

لفهم كيفية اكتشاف النمل للمعلومات وتوصيلها بشكل أفضل ، نستخدم أدوات معملية مثل الأدوية المستهدفة بدقة والهندسة الوراثية للتلاعب بحاسة الشم. نحن مهتمون بشكل خاص بما يحدث عندما تسوء حاسة شم النملة.

على سبيل المثال ، عندما نمنع “مفتاح” الرائحة من فتح “قفل” حسي كيميائي ، فإنه يمنع المعلومات الكيميائية من الوصول إلى الدماغ. سيكون هذا مثل سد أنفك أو الوقوف في غرفة مظلمة تمامًا – لن تسجل أي روائح أو مشاهد. يمكننا أيضًا فتح جميع “الأقفال” في نفس الوقت ، مما يغمر الخلايا العصبية بعدد كبير جدًا من الرسائل. كل من هذين السيناريوهين يضر بشكل كبير بقدرة النملة على اكتشاف وتلقي معلومات دقيقة.

عندما عبثنا بحاسة الشم لدى النمل – سواء كانت تغلق مستقبلات الرائحة أو تغمرها – وجدنا أنها لم تعد تهاجم رفاقها من غير العش. بدلا من ذلك ، أصبحوا أقل عدوانية. في حالة عدم وجود معلومات واضحة ، مارس النمل ضبط النفس واختار القبول بدلاً من مهاجمة زميله النمل. بعبارة أخرى ، يطرح النمل الأسئلة أولاً ثم يطلق النار لاحقًا.

نعتقد أن هذا التقييد الاجتماعي متماسك ويمنح النمل ميزة تطورية. عندما تعيش في مستعمرة مع عشرات الآلاف من الأخوات ، فإن حالة بسيطة من الخطأ في الهوية أو سوء التواصل قد تؤدي إلى صراع داخلي قاتل وفوضى مجتمعية ، والتي من المحتمل أن تكون مكلفة للغاية.

عندما يفقد النمل في تجاربنا حاسة الشم ، وتصبح قدرته على اكتشاف المعلومات الدقيقة معرضة للخطر ، فإنه لم يعد يلتصق ببعضه البعض في مستعمرة متماسكة.

فهم لا يفشلون في التعرف على الأعداء ومهاجمتهم فحسب ، بل يتوقفون أيضًا عن التعاون مع أصدقائهم. بدون ممرضات لرعاية الصغار أو علف لجمع الطعام ، يجف البيض وتجوع الملكة.

اكتشفنا أنه بدون وسيلة دقيقة للتواصل وتلقي المعلومات الكيميائية ، تنهار مجتمعات النمل وتموت المستعمرة بسرعة. يؤثر سوء التواصل أو نقص المعلومات الدقيقة على الحيوانات الأخرى الاجتماعية للغاية ، بما في ذلك البشر أيضًا. بالنسبة للنمل ، كل هذا يتوقف على حاسة الشم لديهم.