De grote evolutionaire mierenparadox verklaard: Waarom werksters zich zo uitsloven en nooit baren

Beeld Getty Images

Wat bezielt de werksters in de mierenkolonie, die niet baren maar zich uit de naad werken voor het nageslacht van een ander? Een gefixeerde hormoonhuishouding, vermoeden onderzoekers. 

Mieren leven in kolonies waarin een enkeling, doorgaans de koningin, het nageslacht ter wereld brengt en een enorme kaste werksters al het andere doet. Die werksters zijn steriel, ze planten zich niet voort. Dat maakt eusocialiteit, want zo heet dit fenomeen, tot een van de grote raadsels in de biologie. Want evolutionair succes betekent je genen doorgeven aan een volgende generatie, niet je doodwerken zonder voortplanting. 

Eusocialiteit is dan ook een zeldzaamheid. Het is in miljoenen jaren evolutie welgeteld negentien keer los van elkaar ontstaan, het vaakst nog bij kreeftachtigen in zee. Bij mieren is het één keer gebeurd, en dat moet bij een verre voorouder zijn geweest want alle 12.000 mierensoorten die we kennen zijn eusociaal. Dat zeldzame fenomeen heeft zeer succesvolle soorten opgeleverd: per mens lopen op aarde 100.000 mieren rond.

In een poging dit raadsel op te lossen ging een ploeg van Amerikaanse en Europese onderzoekers op zoek naar genen die bij koningin en werksters in activiteit verschilden. Daar kwam één gen uit met een sleutel, een gen dat zorgt voor de aanmaak van de mierenvariant van insuline. De aanmaak van dit hormoon staat bij de koningin in hoge stand en bij werksters in lage. Dat is ook verklaarbaar, want insuline reguleert de stofwisseling. Reproduceren is een energievretend proces, waar je met een lage stofwisseling niet aan toekomt.

Kastenverdeling

Om te achterhalen wat insuline doet gingen de onderzoekers te rade bij Ooceraea biroi, een Aziatische mier. O. biroi heeft nog niet zo'n strikte kastenverdeling; alle leden van de kolonie kunnen beurtelings koningin en werkster zijn. En dat patroon konden de onderzoekers beïnvloeden. Als ze bij mieren die aan het bakeren waren de larven weghaalden, gingen de mieren insuline produceren en eicellen aanmaken. Na de bakertijd kan er weer gereproduceerd worden! 

Maar hetzelfde effect konden de wetenschappers bewerkstelligen door mieren extra insuline te geven, terwijl de larven in hun nabijheid bleven. Het signaal dat de larve normaal afgeeft ('zorg voor mij en denk nog niet aan nieuw nageslacht') wordt blijkbaar uitgeschakeld door extra insuline, melden ze in vakblad Science.

Dat brengt deze onderzoekers bij het volgende vermoeden: in den beginne waren er mieren die, net als O. biroi, nog geen arbeidsverdeling kenden maar cycli, met perioden van voortplanting en perioden van broedzorg. Het niveau van insulineproductie zal bij die mieren ongetwijfeld hebben gevarieerd. Een hoge insulineproductie heeft sommige mieren in staat gesteld de roep om zorg van de larven te negeren en alvast met de volgende leg te beginnen.

Als die kolonies daarmee succesvol werden, kan dat het verschil zijn uitvergroot en bestendigd. De lage insulineproductie van het overgrote dele van de mieren veroordeelde hen tot een bestaan als werkster.

Lees ook: 

Deze mier ontploft om zijn eigen volk te redden

De mier Colobopsis explodens weet wat zij moet doen als de vijand nadert; ze laat haar lijf ontploffen, lanceert daarmee een dodelijk gif en redt haar volk. Deze daad moet de mier wel met de dood bekopen.

Een mier is slim genoeg om nooit te verdwalen

Mieren vinden altijd de weg naar hun nest, zelfs als ze achteruit lopen omdat ze een stuk voedsel verslepen. Hoe doen ze dat?

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden