Arı kovanlarında kraliçe arılar ve işçi arılar olduğunu duymuşsunuzdur. Benzer hiyerarşik yapılara sahip farklı canlı toplulukları da bulunmaktadır. Karınca toplulukları da sosyal statülere sahip hayvan topluluklarından biridir. Yapılan çalışmalar, karıncalardaki hiyerarşinin belli mekanizmalarla değiştirilebileceğini ortaya koymuştur.
Karıncalar, sistematik çalışabilmek için belirli iş bölümlerine sahip, son derece organize böcek topluluklarıdır. Bir karınca yuvasında temelde iki çeşit karınca vardır: Kraliçe karınca ve işçi karıncalar. Kraliçe karınca yumurtlarken işçi karıncalar ya yiyecek arar ya da asker karınca olarak yuvayı korurlar. Bir karınca topluluğunda hangi karıncanın hangi rolde olacağı hormonlar sayesinde belirlenir. Gençlik hormonu da bu hormonlardan biridir ve karıncalarda gençlik hormonunun aktivitesini belirleyen bir mekanizma vardır.
Karıncaların vücutlarında, kanlarındaki olası zararlı maddelere karşı filtre görevi gören ve gençlik hormonu düzeyini değiştiren bir mekanizma vardır. Kan-Beyin Bariyeri olarak tanımlanan bu yapıda karıncalarda hiyerarşiyi belirleyen bir enzim keşfedilmiştir.
Kan- Beyin Bariyeri (KBB), yalnızca belli maddelerin beyne ulaşmasını sağlamaktadır. Yapılan araştırmalarda, KBB’de gençlik hormonunun seviyesini belirleyen bir enzim keşfedilmiştir. Bu sayede gençlik hormonu seviyesi artıp azalmakta, dolayısıyla karıncaların yuvadaki rolleri değişmektedir.
Florida’da işçi marangoz karıncalarla (Camponotus floridanus) bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışma, asker veya arayıcı karıncalar arasında hangi gen ve proteinlerin farklı ifade edildiğini anlamayı amaçlamıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda gençlik hormonunu parçalayan bir enzim olan jüvenil esteraz enziminin karıncalarda yalnızca KBB’yi oluşturan hücrelerde bulunduğu ortaya çıkmıştır. İki farklı karınca sınıfında yapılan analizlerin sonucu ise şaşırtıcıdır: Asker karıncaların jüvenil esteraz enzimi, arayıcılara göre daha fazladır. Yani asker karıncaların beynine daha az büyüme hormonu girmiştir. Bir diğer deyişle Kan- Beyin Bariyeri asker karıncalarda gençlik hormonunun beyne ulaşmasını engellemiştir.
Araştırmacılar KBB’nin etkisini daha net görebilmek için bu bariyeri atlayarak asker karıncaların beynine doğrudan gençlik hormonu enjekte etmişlerdir. Beyinlerinde gençlik hormonu seviyesi artan asker karıncalar, artık arayıcı gibi davranmaya başlamışlardır.
Benzer bir değişim, jüvenil esteraz enzimi üreten gene müdahele edildiğinde de ortaya çıkmıştır. Bu gene müdahele edildiğinde hem esteraz enziminin miktarı hem de büyüme hormonunun parçalanması azalmıştır. Bu durum, karıncaların beynine daha fazla büyüme hormonu ulaşmasını sağlamıştır ve karıncaların sosyal davranışları yeniden programlanmıştır.
Karmaşık toplumlarda sosyal davranışları inceleyen Daniel Kronauer’a göre, gençlik hormonunun Kan-Beyin Bariyeri sayesinde belirlenmesi harika bir bulgudur. Ayrıca KBB aktivitesinin karıncalarda bu denli etkili olması, başka hayvanlarda da araştırmalar yapılmasının önünü açmıştır.
Florida’daki araştırmanın öncesinde, böceklerde de KBB’nin hormon düzeylerini belirleyebileceği bulunmuştur, ancak karıncalardaki sosyal aktiviteler ve KBB arasındaki ilişkiyi keşfeden Karl Glastad’a göre karıncalarda böyle bir sonuca varılması oldukça şaşırtıcı olmuştur.
Benzer bir çalışma, sosyal olarak daha az karmaşık olan meyve sineklerinde (Drosophila melanogaster) yapılmıştır. Sineklerin KBB’sinde jüvenil esteraz enzimini oluşturan gen aktive edilmiştir ve genetiği değiştirilmiş sineklerin yiyecek aramak için daha az vakit harcadığı gözlemlenmiştir.
Araştırmacılar, farklı hayvanlarda beyne girecek hormonların düzeyini ayarlayan farklı mekanizmalar olup olmadığını araştırmak için analizlere devam etmektedirler. Örneğin farelerin KBB’sinde bazı hormonları parçalayan enzimler keşfedilmiştir.
İnsanlardaki Kan-Beyin Bariyerinde benzer enzimler bulunamamıştır ancak insanlarda hormonların farklı şekillerde kontrol edildiği mekanizmaların mevcut olduğu ortaya çıkmıştır.
Karıncalar üzerinde çalışmalar yapan Karl Glastad’a göre diğer canlılarda benzer mekanizmaların olmaması oldukça hayret vericidir. Üstelik Rockefeller Üniversitesi’nde biyolog olan Daniel Kronauer’e göre elde edilen bulguların böceklerden memelilere kadar genişletilmesi gereklidir. Bu nedenle daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır.
