Naken mullvadsråttor är konstiga. De lever under jorden, är i stort sett okänsliga för vissa typer av smärta, kan överleva utan syre under lång tid, får sällan cancer och kan leva i över 30 år – årtionden längre än liknande stora gnagare. De är också eusociala, som myror eller bin: i en koloni på över hundra djur är det bara en hona, drottningen, som fortplantar sig.

Under lång tid antog forskare att drottningen höll andra honor i schack genom mobbning och våld. Men det verkar opraktiskt när ditt kungarike är ett nätverk av tunnlar som sträcker sig upp till tre kilometer. Nu har ett team från Lewin Lab vid Max Delbrück Center for Molecular Medicine i Berlin upptäckt att det faktiskt är ett sofistikerat luktsignaleringsprogram.

”Det är väldigt tydligt att mullvadsråttor faktiskt har ganska stora näsor och luktar mycket”, säger Gary Lewin, senior författare till studien. Nakna mullvadsråttor har cirka 1 200 luktreceptor gener – fler än möss (ungefär 1 000) och långt fler än människans ynka få hundra. De är också blinda. ”De måste kunna navigera och röra sig utan syn, så lukt är en av de saker som är förbättrad”, sa Lewin.

För att ta reda på hur mycket de förlitar sig på lukt samlade teamet in luktbouquetter från enskilda djur genom att hålla ett absorberande plaströr nära en mullvadsråtta i ungefär en halvtimme. Sedan analyserade de dessa dofter i en masspektrometer och separerade dem i cirka 100 distinkta kemiska föreningar.

Baserat på prover från hundratals mullvadsråttor lärde sig teamet att varje koloni bär en urskiljbar kemisk signatur. När mullvadsråttor från olika kolonier placerades tillsammans nosade de på varandra i cirka 40 sekunder för att avgöra vän eller fiende. Om fiende attackerade de, ofta dödligt. ”Nakna mullvadsråttor är som människor i den meningen att de är väldigt främlingsfientliga”, sa Lewin.

Att tillfälligt stänga av djurens luktsensoriska neuroner med kemikalier fick främlingsfientligheten att försvinna. ”De var i princip okej med varandra, och det blev inget slagsmål”, sa Lewin.

Förutom vän-eller-fiende-signaler hittade forskarna en specifik ester som kallas isopropylmyristat i drottningarnas luktbouquetter – och ingen annanstans. ”Fortplantande honor hade denna speciella molekyl som icke-fortplantande djur inte hade”, sa Lewin.

Drottningar utsöndrar isopropylmyristat från sina könsorgan och smetar ut det i tunnlarna när de vandrar. Att spåra föreningen över drottningens reproduktionscykel visade att den stiger och faller med hennes fertilitet, och når toppen när hon är i brunst eller gravid. ”Det är faktiskt en mycket bra markör för om drottningen är kapabel att fortplanta sig”, sa Lewin. Dessutom är den stabil: forskare kunde fortfarande upptäcka den i burar cirka 24 timmar efter applicering. Eftersom en kolonis tunnelsystem kan sträcka sig upp till tre kilometer, ”stannar den kvar ett tag, så hon har mindre arbete med att sprida doften”, tillade Lewin.

Att identifiera molekylen var en sak; att visa vad den gör var en annan. Nakna mullvadsråttkolonier är organiserade i en hierarki som löst korrelerar med kroppsstorlek. Forskare sorterar rang med hjälp av ett dominanstest: när två djur möts i en tunnel, den som ger vika är lägre rankad. När Lewins team testade hur mullvadsråttor reagerar på isopropylmyristat berodde svaret på rang.

I en T-formad labyrint med drottningens molekyl på ena sidan undvek högre rankade honor – de med en realistisk chans att bli drottning – den. ”Vi har en idé, även om vi inte bevisade det, att i en normal miljö försöker högre rankade djur undvika drottningen, eftersom drottningen kan vara aggressiv mot dem”, sa Lewin.

Funktionell ultraljudsavbildning visade att blåsa isopropylmyristat på näsan aktiverar en stor del av luktbarken. Teamet tolkade detta som bevis på att föreningen registreras som en distinkt signal. Vad mer är, exponering för drottningens doft utlöste hormonella förändringar.

Icke-fortplantande honor har höga nivåer av prolaktin, ett hormon som undertrycker fertilitet under amning. Lewins team fann att prolaktinnivåerna sjunker när en drottning avlägsnas.