Nagie szczury kretowe są dziwne. Żyją pod ziemią, są w dużej mierze niewrażliwe na niektóre rodzaje bólu, potrafią długo przetrwać bez tlenu, rzadko chorują na raka i mogą żyć ponad 30 lat – dekady dłużej niż podobnej wielkości gryzonie. Są także eusocjalne, jak mrówki czy pszczoły: w kolonii liczącej ponad sto zwierząt tylko jedna samica, królowa, się rozmnaża.

Przez długi czas naukowcy zakładali, że królowa trzyma inne samice w ryzach poprzez zastraszanie i przemoc. Ale to wydaje się niepraktyczne, gdy twoje królestwo to sieć tuneli rozciągająca się na trzy kilometry. Teraz zespół z Lewin Lab w Max Delbrück Center for Molecular Medicine w Berlinie odkrył, że to w rzeczywistości wyrafinowany program sygnalizacji węchowej.

„To bardzo jasne, że szczury kretowe mają dość duże nosy i dużo węszą” – mówi Gary Lewin, starszy autor badania. Nagie szczury kretowe mają około 1200 genów receptorów węchowych – więcej niż myszy (około 1000) i znacznie więcej niż ludzkie marne kilkaset. Są też ślepe. „Muszą być w stanie nawigować i poruszać się bez wzroku, więc węch jest jedną z tych rzeczy, które są wzmocnione” – powiedział Lewin.

Aby dowiedzieć się, jak bardzo polegają na węchu, zespół zebrał bukiety zapachowe od poszczególnych zwierząt, trzymając chłonną plastikową rurkę przy szczurze kretowym przez około pół godziny. Następnie przeanalizowali te zapachy w spektrometrze masowym, rozdzielając je na około 100 odrębnych związków chemicznych.

Na podstawie próbek od setek szczurów kretowych zespół dowiedział się, że każda kolonia nosi rozpoznawalny chemiczny podpis. Gdy szczury kretowe z różnych kolonii umieszczono razem, obwąchiwały się nawzajem przez około 40 sekund, aby zdecydować, czy to przyjaciel, czy wróg. Jeśli wróg, atakowały, często śmiertelnie. „Nagie szczury kretowe są jak ludzie w tym sensie, że są bardzo ksenofobiczne” – powiedział Lewin.

Tymczasowe wyłączenie neuronów węchowych zwierząt za pomocą chemikaliów sprawiło, że ksenofobia zniknęła. „Zasadniczo były ze sobą w porządku i nie było walk” – powiedział Lewin.

Oprócz sygnałów przyjaciel-wróg, naukowcy znaleźli specyficzny ester o nazwie izopropyl mirystynian w bukietach zapachowych królowych – i nigdzie indziej. „Samice rozrodcze miały tę konkretną cząsteczkę, której nie miały samice nierozrodcze” – powiedział Lewin.

Królowe wydzielają izopropyl mirystynian z genitaliów i rozsmarowują go w tunelach podczas wędrówek. Śledzenie związku w cyklu rozrodczym królowej pokazało, że wzrasta i spada wraz z jej płodnością, osiągając szczyt, gdy jest w rui lub w ciąży. „To właściwie bardzo dobry wskaźnik, czy królowa jest zdolna do rozrodu” – powiedział Lewin. Co więcej, jest stabilny: naukowcy mogli go wykryć w klatkach około 24 godziny po aplikacji. Ponieważ system nor kolonii może mieć do trzech kilometrów, „utrzymuje się przez jakiś czas, więc królowa ma mniej pracy, aby roznieść zapach” – dodał Lewin.

Zlokalizowanie cząsteczki to jedno; pokazanie, co robi, to drugie. Kolonie nagich szczurów kretowych są zorganizowane w hierarchię luźno skorelowaną z wielkością ciała. Naukowcy klasyfikują rangi za pomocą testu dominacji: gdy dwa zwierzęta spotykają się w tunelu, to, które ustępuje, jest niższe rangą. Kiedy zespół Lewina testował, jak szczury kretowe reagują na izopropyl mirystynian, odpowiedź zależała od rangi.

W labiryncie T z cząsteczką królowej po jednej stronie, samice wyższej rangi – te z realną szansą na zostanie królową – unikały jej. „Mamy pomysł, choć nie udowodniliśmy go, że w normalnym środowisku zwierzęta wyższej rangi starają się unikać królowej, ponieważ królowa może być wobec nich agresywna” – powiedział Lewin.

Funkcjonalne obrazowanie ultradźwiękowe pokazało, że dmuchnięcie izopropyl mirystynianem na nos rozświetla dużą część kory węchowej. Zespół zinterpretował to jako dowód, że związek rejestruje się jako odrębny sygnał. Co więcej, ekspozycja na zapach królowej wywołała zmiany hormonalne.

Samice nierozrodcze mają wysoki poziom prolaktyny, hormonu hamującego płodność podczas laktacji. Zespół Lewina odkrył, że poziom prolaktyny spada, gdy królowa zostanie usunięta.