Hoe naakte molrattenkoninginnen onvruchtbaarheid onderdrukken met een enkele geur

7

Ze zijn lelijk. Of schattig. Jij beslist. Naakte molratten hebben een rimpelige, haarloze huid, uitstekende tanden en het soort rimpelige gezichten waardoor je ze wilt omhelzen of weg wilt rennen. Ze piepen met accenten. Ze kunnen achttien minuten zonder zuurstof overleven. En ze hebben een pijntolerantie die de biologie tart, waarschijnlijk als gevolg van gespecialiseerde moleculen in hun lichaam die hen immuun maken voor bepaalde vormen van pijn.

Maar het is vooral de lange levensduur die de aandacht van mensen trok. Deze knaagdieren leven bijna 40 jaar. Dat is tien keer langer dan muizen. En in tegenstelling tot ons lijken ze geen kanker te krijgen naarmate ze ouder worden. Hun cognitieve vermogens blijven stabiel. Ze tarten de wet van Gompertz, die een exponentiële daling van de sterfte voorspelt naarmate dieren ouder worden.

Jarenlang waren onderzoekers geobsedeerd door hun cellulaire mechanismen. Ze zochten naar de geheimen van het ouder worden. Ze wilden weten waarom hun DNA stabiel blijft terwijl het onze breekt.

Maar uit een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature, blijkt dat het krachtigste instrument van de naakte molrat geen biologische magie is. Het is geur.

De chemische hiërarchie

Naakte molratten leven als mieren. Ze verblijven ondergronds in complexe tunnelnetwerken. En net als sociale insecten zijn ze strikt hiërarchisch. Eén vrouwtje, de koningin, broedt. Tientallen anderen niet.

Die arbeiders graven. Ze verdedigen de tunnels. Zij voeden de pups op. Het is een meedogenloze, efficiënte samenleving.

We weten al tientallen jaren dat als je de koningin verwijdert, er chaos ontstaat. Ondergeschikte vrouwtjes vechten. Gevechten tot de dood gebeuren. De hiërarchie valt uiteen totdat er een nieuwe dominante vrouw opduikt.

Het mysterie was simpel: hoe houdt de koningin de rest van de kolonie onvruchtbaar gedurende haar gehele 30-jarige regering?

Onderzoekers onder leiding van Mohammed Khallaf van het Max Delbrück Centrum voor Moleculaire Geneeskunde in Berlijn identificeerden de dader. Het is een verbinding genaamd isopropylmyristaat (IPM).

Mensen kunnen het niet ruiken. IPM komt veel voor in cosmetica. Voor ons is het geurloos. Maar in de donkere, vochtige tunnels van de kolonie naakte molratten fungeert het als een feromonale riem.

“Het werkt zelfs als de koningin afwezig is”, zegt Khallaf. “In de wereld van naakte molratten is het realiteit.”

De geur traceren

Het team begon met te bevestigen dat de dieren sterk afhankelijk zijn van geur. Ze analyseerden monsters van meer dan 350 molratten. Ze vonden honderden vluchtige organische stoffen.

Eén viel op. Isopropylmyristaat.

Het was overvloedig aanwezig in koninginnen. Bijna niet waarneembaar bij iedereen. Het niveau piekte toen de koningin ovuleerde.

In tegenstelling tot veel geuren die snel verdampen, blijft IPM hangen. Het hangt in de lucht van de tunnels. De koningin patrouilleert meer dan anderen en verspreidt de geur effectief door haar koninkrijk. Het is een chemische kaart van macht.

Onderdrukte hormonen, stille voortplanting

Nadat het team het molecuul had gevonden, moest het kijken of het daadwerkelijk het gedrag veranderde.

Ze testten hooggeplaatste vrouwtjes – degenen die het meest waarschijnlijk de koningin uitdaagden. Deze dieren vermeden actief strooisel dat behandeld was met IPM. Lagergeplaatste mensen maakten zich er niet druk over. Beeldvorming van de hersenen bevestigde dat de verbinding specifieke reukcircuits activeerde. Ze konden het ruiken. En het betekende zakendoen.

Wat nog belangrijker is, het veranderde hun chemie.

Blootstelling aan IPM verhoogde de prolactinespiegels. Prolactine is meestal gekoppeld aan de melkproductie. Maar in deze context fungeert het als een voorbehoedsmiddel. Het interfereert met reproductieve hormoonsignalering. Hoge prolactine staat gelijk aan onderdrukte vruchtbaarheid.

De ultieme test was verwijdering.

Als wetenschappers koninginnen uit de koloniën haalden, zou de normale procedure binnen enkele dagen een burgeroorlog zijn. Dominante vrouwen zouden strijden om de troon.

Maar toen ze dagelijkse doses isopropylmyristaat toevoegden? De kolonie bleef drie maanden vredig.

Progesteron bleef laag. Geen gevechten. Geen zwangerschappen. De fysieke aanwezigheid van de koningin was niet nodig. Alleen de geur was genoeg.

“Het simpelweg spuiten van isopropylmyristaat… was genoeg”, merkte onderzoeker Lewin op.

Convergente evolutie

Stop met het verspreiden van de geur en de kolonie raakte onmiddellijk in conflict. De agressie nam toe. Er moest een nieuwe koningin gevonden worden.

Dit komt opvallend overeen met wat er gebeurt bij bijen en mieren. Bijen gebruiken feromonen om de voortplanting van werknemers te onderdrukken. Mieren doen hetzelfde. Maar het zijn insecten. Naakte molratten zijn zoogdieren.

Dit suggereert convergente evolutie. Verschillende geslachten, verschillende lichamen, een soortgelijk sociaal probleem. De natuur kwam onafhankelijk tot dezelfde oplossing. Eén klein geurtje zorgt ervoor dat een complexe samenleving zichzelf niet uit elkaar scheurt.

Decennia lang hebben we ons afgevraagd hoe de koningin regeerde. We zochten naar superkrachten. We hebben gezocht naar genetische mutaties.

Blijkt dat ze gewoon de betere geur heeft.