Naakte molratten zijn raar. Ze leven ondergronds, zijn grotendeels ongevoelig voor sommige soorten pijn, kunnen lang overleven zonder zuurstof, krijgen zelden kanker en kunnen ouder dan 30 jaar worden - tientallen jaren langer dan vergelijkbare knaagdieren. Ze zijn ook eusociaal, zoals mieren of bijen: in een kolonie van meer dan honderd dieren plant slechts één vrouwtje, de koningin, zich voort.

Lange tijd namen wetenschappers aan dat de koningin andere vrouwtjes in toom hield door middel van pesten en geweld. Maar dat lijkt onpraktisch als je koninkrijk een netwerk van tunnels is dat zich tot drie kilometer uitstrekt. Nu heeft een team van het Lewin Lab van het Max Delbrück Centrum voor Moleculaire Geneeskunde in Berlijn ontdekt dat het eigenlijk een verfijnd olfactorisch signaalprogramma is.

“Het is overduidelijk dat molratten eigenlijk vrij grote neuzen hebben en veel ruiken,” zegt Gary Lewin, senior auteur van de studie. Naakte molratten hebben ongeveer 1.200 olfactorische receptorgenen - meer dan muizen (ongeveer 1.000) en veel meer dan de magere paar honderd van de mens. Ze zijn ook blind. “Ze moeten kunnen navigeren en bewegen zonder zicht, dus geur is een van die dingen die versterkt is,” zei Lewin.

Om uit te vinden hoe sterk ze op geur vertrouwen, verzamelde het team geurbouquets van individuele dieren door een absorberende plastic buis ongeveer een half uur bij een molrat te houden. Vervolgens analyseerden ze deze geuren in een massaspectrometer en scheidden ze in ongeveer 100 verschillende chemische verbindingen.

Op basis van monsters van honderden molratten leerde het team dat elke kolonie een herkenbare chemische signatuur draagt. Wanneer molratten uit verschillende kolonies bij elkaar werden geplaatst, besnuffelden ze elkaar ongeveer 40 seconden om te beslissen of het vriend of vijand was. Als het vijand was, vielen ze aan, vaak dodelijk. “Naakte molratten zijn net als mensen in de zin dat ze erg xenofoob zijn,” zei Lewin.

Het tijdelijk uitschakelen van de olfactorische sensorische neuronen van de dieren met chemicaliën deed de xenofobie verdwijnen. “Ze waren eigenlijk oké met elkaar, en er was geen gevecht,” zei Lewin.

Naast vriend-of-vijand-signalen vonden onderzoekers een specifieke ester genaamd isopropylmyristaat in de geurbouquets van koninginnen - en nergens anders. “Vruchtbare vrouwtjes hadden dit specifieke molecuul dat niet-vruchtbare dieren niet hadden,” zei Lewin.

Koninginnen scheiden isopropylmyristaat uit hun geslachtsdelen en smeren het door de tunnels terwijl ze rondzwerven. Het volgen van de stof gedurende de voortplantingscyclus van de koningin toonde aan dat het stijgt en daalt met haar vruchtbaarheid, piekend wanneer ze loops of zwanger is. “Het is eigenlijk een zeer goede marker of de koningin in staat is om zich voort te planten,” zei Lewin. Bovendien is het stabiel: onderzoekers konden het nog ongeveer 24 uur na aanbrengen in kooien detecteren. Aangezien het tunnelsysteem van een kolonie tot drie kilometer kan lopen, “blijft het een tijdje hangen, dus ze heeft minder werk om de geur te verspreiden,” voegde Lewin toe.

Het identificeren van het molecuul was één ding; aantonen wat het doet was iets anders. Naakte molrat-kolonies zijn georganiseerd in een hiërarchie die losjes gecorreleerd is met lichaamsgrootte. Wetenschappers rangschikken rangen met behulp van een dominantietest: wanneer twee dieren elkaar in een tunnel ontmoeten, geeft degene die wijkt de lagere rang aan. Toen Lewins team testte hoe molratten reageren op isopropylmyristaat, hing de reactie af van de rang.

In een T-doolhof met het molecuul van de koningin aan één kant, vermeden hoger geplaatste vrouwtjes - die een realistische kans hebben om koningin te worden - het. “We hebben een idee, hoewel we het niet hebben bewezen, dat in een normale omgeving hoger geplaatste dieren proberen de koningin te vermijden, omdat de koningin agressief tegen hen kan zijn,” zei Lewin.

Functionele echografie toonde aan dat het blazen van isopropylmyristaat op de neus een groot deel van de reukcortex activeert. Het team interpreteerde dit als bewijs dat de stof als een apart signaal wordt geregistreerd. Wat meer is, blootstelling aan de geur van de koningin veroorzaakte hormonale verschuivingen.

Niet-vruchtbare vrouwtjes hebben een hoog prolactinegehalte, een hormoon dat de vruchtbaarheid onderdrukt tijdens de lactatie. Lewins team ontdekte dat prolactinespiegels dalen wanneer een koningin wordt verwijderd.