У Панами, у лабораторији неуробиологије Смитхсониан Тропицал Ресеарцх Институте, истраживачи проучавају како се мозак тропске знојне пчеле Мегалопта геналис односи на понашање друштвених краљица врста и самотних краљица. Студија помаже научницима да постигну велике кораке у разумевању друштвеног понашања инсеката.
Сличан садржај
- Тајни живот пчела
Након посматрања пчела током свакодневних активности (скупљања хране и одлагања јаја), истраживачи су пронашли занимљив образац у регији мозга који је одговоран за учење и памћење. Код друштвених матица пчела које су одговорне за координацију друштвене мреже пчелињих радника, већи део њиховог мозга посвећен је учењу и памћењу него у самотним краљицама, које већину посла морају одрадити саме.
Разговарали смо с Адамом Смитхом, постдокторским колегом на студији, како бисмо сазнали више о врстама и шта их чини крпељима.
Било је и других истраживања која су проучавала величину мозга код друштвених и несоцијалних животиња. Зашто сте се одлучили фокусирати на пчеле, уместо на неку другу друштвену врсту?
Од четири главне групе друштвених инсеката - термита, пчела, оса и мрава - пчеле су једине са врстама које могу прелазити између друштвених и самотних. Сви мрави и сви термити су социјални. Постоје и социјалне и самотне оси, али, бар до сада истражене врсте, ниједна врста осе не може се размножавати солитарно и друштвено, као што то могу пчеле Мегалопта геналис .
Такође, неуробиологија и развој мозга пчеле су веома добро проучени, а неколико других врста су проучаване у много мањем обиму. Заједно, ове студије сугеришу да утицаји околине, чак и на инсекте одраслих, утичу на развој мозга. То нас је навело да посумњамо да друштвено окружење Мегалопта геналис такође може утицати на развој мозга.
Која је разлика између друштвених матица пчела и самотних матица?
Најважнија сличност њих двоје је та што се размножавају - односно полажу јаја. Главна разлика је у томе што друштвене краљице ретко напуштају своје гнездо и ретко се хране храном за полен и нектар. Одлажу само јаја. Самотне краљице, с друге стране, морају да обављају све дужности репродукције. Морају прикупити храну (полен и нектар) за своје потомство, као и развити јајашца у својим јајницима и одложити их у појединачне гнездеће ћелије са предвиђеном храном. Социјалне пчеле многе од тих послова препуштају својим радницима. Друга главна разлика између социјалних и самотних краљица је та што друштвене краљице морају успоставити и одржавати друштвену доминацију над својим кћерима, које остају у гнијезду као радници.
Из перспективе развоја мозга, важно је напоменути да су чак и друштвена гнезда почела као самотна гнезда: женка гради гнијездо и одлаже јаја, а затим прва генерација кћери или напушта гнијездо да крене у властита гнијезда, или остану у наталним гнездима као подређени радници. Дакле, док се друштвене краљице ретко хране, оне су у једном тренутку морале да успоставе своје гнездо. С друге стране, доминантни однос повезан са друштвеним гнездима, јединствен је за друштвене краљице.
Можете ли објаснити хипотезу о социјалном мозгу коју сте истражили у овој студији?
Хипотеза друштвеног мозга предлаже да сложености друштвеног живота - праћење хијерархије доминације, породичних односа, идентитета појединца - толико когнитивно захтевају да захтевају појачану интелигенцију изнад и изван онога што би животињама иначе требало до краја живота.
Основно предвиђање хипотезе друштвеног мозга је да ће, уз све једнаке ствари, друштвене врсте бити интелигентније од самотних. Међутим, постоји неколико практичних проблема са тим. Један је да "интелигенција" није специфична особина која се може измерити, па се уместо тога мери величина мозга или величина специфичних регија мозга (попут кортекса код сисара). Други проблем је што су „све остале ствари“ ретко једнаке између врста. Чак се и уско повезане врсте разликују у мноштву других особина. И на крају, тешко је квантификовати „социјалност“. На примјер, неке врсте могу живјети у великим групама, али с мало сложене интеракције између појединаца. Остале врсте могу живети у малим групама, али са дуготрајним, суптилним везама између појединаца. Који би од њих био когнитивно захтјевнији? Потешкоће у поређењу између врста су нас мотивирале да користимо Мегалопта геналис, јер су јединке унутар врсте врло сличне.
Открили сте да је регија мозга одговорна за учење и памћење већа у друштвеним пчелама. Да ли то значи да је мозак сам по себи већи или да дјелује другачије?
Подручје мозга није било апсолутно веће, нити су сами мозгови били већи. Оно што је веће био је однос једног дела ове регије мозга (неуропил тело гљиве) према другом (тела кенијске ћелије). У претходним студијама развоја пчелињих мозгова, веће вредности овог омјера резултат су повећаних когнитивних изазова, попут учења нових оријентирних локација око гнијезда. Према томе, наши подаци сугерирају да је, како предвиђа хипотеза друштвеног мозга, успостављање и одржавање доминације над друштвеним подређеним више когнитивно захтјевно од самотног живота.
Последњи део вашег питања заиста лежи у срцу ствари: Не знамо шта ове разлике значе у смислу како мозак функционише - било за претходне студије, које су се фокусирале на традиционалније изазове учења, или наше сопствене, које фокусиране на социјалне разлике. Будуће студије које проучавају природу неуронских веза, а не само разлике у развоју мозга, потребне су да се утврди како развојне разлике доводе до функционалних разлика.
Како су ове информације корисне? Како се може даље истраживање пчела у будућности?
Што се тиче будућег истраживања пчела, надам се да то мотивира више компаративних студија. На пример, многе пчеле у истој породици као и Мегалопта, су заједничке, што значи да живе заједно, али немају хијерархију доминације. Да ли показују сличне обрасце развоја мозга? Па чак и међу чисто самоћним врстама пчела има и оних који се хране само једном врстом цвећа, и других који сакупљају широку палету полена. Показују ли потоњи флексибилнији обрасци развоја мозга, док су први "жичани" за храњење?
Ова студија треба да буде корисна истраживачима које занима еволуција мозга јер показује да вам за проучавање еволуције социјалне интелигенције није потребно користити само примате, са свим логистичким, етичким и научним тешкоћама. Социјални инсекти као група допуштају шири спектар поређења него што су кичмењаци.
