Den 12. august 1886 plukket den sveitsiske forskeren Auguste Forel metodisk antennene fra hodene til score til maur av forskjellige arter. Selv om en slik handling kan være noe mer forventet av en liten gutt enn en forsker, ville det føre til en fantastisk innsikt om hvordan maur kommuniserer.
Da Forel plasserte alle maurene sine sammen i en boks - en handling som med intakte krypere ville inspirere viser til aggresjon - eksisterte de antenneløse skapningene i harmoni. "Litt etter litt kramet de seg forskjellige maur og glede seg sammen, " skrev Forel i The Senses of Insects . Denne lille lappen med maurparadis hadde demonstrert et konsept som fremdeles er sentralt i forskernes forståelse av maurekommunikasjon i dag: Myrer bruker antennene sine for å sortere venn fra fiende.
Over et århundre senere forblir detaljene bak denne tause kommunikasjonen stort sett et mysterium. Men en studie som ble publisert i dag i Proceedings of the Royal Society B, kan hjelpe forskere til å sortere gjennom kompleksitetene i maurspråket.
Mange år etter Forels eksperiment, innså forskere at de antenneløse maurene ikke lenger oppdaget en gruppe forbindelser kalt kutikulære hydrokarboner, eller CHC. Dette fete eller voksagtige stoffet dekker hele kroppen til de fleste insekter for å forhindre at de tørker ut, likt voks på bladene til mange planter.
CHC-er er en veldig variert gruppe av forbindelser. Og en maur vil ikke bli dekket av bare en CHC, men mange. Kombinasjonen av CHC kan variere mellom maurkolonier eller til og med i et enkelt rede. Andre skapninger har til og med lært å etterligne disse duftene for å få tilgang til en maurfestning.
Til nå hadde forskere antatt at CHC-belegget for hver enkelt maur var ensartet over hele insektet. Men det er ikke nødvendigvis tilfelle, sier Qike Wang, en doktorgradsstudent ved University of Melbourne og hovedforfatter av den nye studien.
I mange dyr oppnår deler av kroppen ganske distinkt, og noen ganger kraftig, lukt fra utskillelser av forskjellige kjertler så vel som miljøfaktorer. Wang bemerker: "Armhulen din lukter annerledes enn foten din, ikke sant?" Likevel hadde ingen tidligere stilt spørsmål ved denne ideen for maur.
Så Wang og kollegene analyserte profilen til CHC på antenner, hode, ben og mage fra maur fra arbeideren og reproduksjonsbesetninger av Iridomyrmex purpureus kjøttmyrer fra Australia. De fant ut at luktene kan avvike mer på kroppens deler av en enkelt maur enn mellom forskjellige kolonier.
I. purpureus har en tendens til bladhopperne sine, som skiller ut en sirupaktig løsning som kan være en ferdigmatkilde for maurene. (Qike Wang) Med så stor variasjon i duft, lurte teamet på hvordan maur kan bruke de forskjellige ledetrådene for å identifisere nestekamerater. Så de så hvordan par arbeidermyrer hadde samspill når de ble presentert for nestekamerater og ikke-nestekamerater. Myrene viste mer interesse for å bruke sine følsomme antenner for å undersøke motstanderens antenner, snarere enn den andre maurens rygg eller ben - noe som ga forskere en piff av orgelets uidentifiserte betydning.
Forskerne gjentok deretter en versjon av Forels eksperiment, men de fjernet bare antennene fra noen av maurene. De presenterte maurene først med nestekamerater og deretter med ikke-nestekamerater. Selv med antennene intakte, viste de antatte motstanderne ingen aggresjon mot antenneløse skapninger.
Men det var vanskelig å vite de andre effektene av antenneamputasjon på skapningene. Så Wang og kollegene testet maurene igjen, men denne gangen fjernet bare det voksagtige CHC-belegget fra antennene.
For å utføre denne vanskelige oppgaven bedøvet forskerne maurene ved å legge dem kort i en fryser. Deretter dyppet de nøtt antens antenner i et organisk løsningsmiddel som stripet bort det voksagtige belegget.
Da maurene våknet, presenterte teamet dem for nestekamerater og ikke-nestekamerater for å se på deres reaksjon. Insektene viste få tegn på aggresjon for den rensede mauren, som ofte viste aggresjon for de fremdeles CHC-belastede insektene.
Teamet gjentok eksperimentet igjen og igjen. Resultatene antydet at maur plukket opp ledetrådene sine for å identifisere nestekamerater som bare bruker CHC-er på antennene - et antydning om at det er mye mer kompleksitet til maurkommunikasjon som forskere kan ha savnet.
"I så lang tid tok vi det for gitt at antenner bare er sanseorganer og ikke tenkte på andre funksjoner, " sier Wang. Men det ser ut til at antennene formidler og mottar informasjon.
"Det har vært en trend mot å forstå at luktprofilene til individer i en koloni er mye mer forskjellige enn vi forestilte oss, " sier Deborah Gordon, en biolog ved Stanford University som ikke var involvert i denne forskningen. "Denne [studien] tar det et skritt videre ved å vise at lukt er forskjellig selv i et individ."
Så hvor kommer disse luktende signalene fra?
På dette tidspunktet er det vanskelig å si. Forskere trodde tidligere at maur spredte CHC mens de pleide seg selv eller andre eller kanskje delte lukt da de støt på hverandre i de travle koloniene. Nyere studier har imidlertid antydet at mange andre faktorer også kan endre disse kjemiske ledetrådene, sier Gordon. For høstmyrer sliter foragerne i lange timer i solen, noe som kan forvandle CHC-belegget deres, og gi dem en distinkt lukt sammenlignet med deres reirbundne kamerater.
"Det er en veldig interessant oppdagelse og reiser mange spørsmål, " sier Gordon. "Som, hvor kommer variasjonen fra? Hvordan endrer den seg over tid?"
Wang og kollegene har nå henvendt seg til disse spørsmålene for å se om de kan analysere hvor de forskjellige ledetrådene kommer fra og hvilken informasjon maur henter fra duftene.
Selv etter mer enn et århundre med vitenskapelig sondering, er Wang håpefull på at forskere etter hvert vil knekke maurekommunikasjon. "Selv på disse områdene som er så godt studert og så velkjente, kan naturen fremdeles overraske oss, " sier han.
