В Панама, в новата лаборатория по невробиология на Smithsonian Tropical Research Institute, изследователите изучават как мозъкът на тропическата пот пчела Megalopta genalis се свързва с поведението на социалните кралици на видовете и самотните кралици. Проучването помага на учените да постигнат големи крачки в разбирането на социалното поведение на насекомите.
Свързано съдържание
- Тайният живот на пчелите
След като наблюдават пчелите по време на ежедневните дейности (събиране на храна и снасяне на яйца), изследователите откриха интересен модел в мозъчния регион, който е отговорен за ученето и паметта. При социалните пчелни кралици, които са отговорни за координирането на социална мрежа от пчелни работници, по-голяма част от мозъка им е посветен на ученето и паметта, отколкото в самотните кралици, които сами трябва да свършат голяма част от работата.
Разговаряхме с Адам Смит, докторант по проучването, за да научим повече за видовете и какво ги кара да текат.
Има и други проучвания, които разглеждат размера на мозъка сред социалните и несоциалните животни. Защо решихте да се съсредоточите върху пчелите, вместо върху друг социален вид?
От четирите основни групи социални насекоми - термити, пчели, оси и мравки - пчелите са единствените, които могат да превключват между социални и самотни. Всички мравки и всички термити са социални. Има както социални, така и самотни оси, но, поне от изследваните досега видове, нито един вид оса не може да се размножава самотно и социално, както могат пчелите Megalopta genalis .
Също така невробиологията и развитието на мозъка на пчелата е много добре проучена, а няколко други вида са проучени в много по-малка степен. Заедно тези изследвания предполагат, че влиянието на околната среда, дори върху насекомите при възрастни, влияе върху развитието на мозъка. Това ни накара да подозираме, че социалната среда на Megalopta genalis също може да повлияе на развитието на мозъка.
Каква е разликата между социалните пчелни кралици и самотните кралици?
Най-важното сходство между двете е, че двамата се възпроизвеждат - тоест снасят яйца. Основната разлика е, че социалните кралици рядко напускат гнездото си и рядко се хранят с цветен прашец и нектар. Снасят само яйца. Самотните кралици, от друга страна, трябва да изпълняват всички задължения за възпроизвеждане. Те трябва да събират храната (цветен прашец и нектар) за своето потомство, както и да развиват яйца в яйчниците си и да ги снасят в отделни гнездови клетки с предвидената храна. Социалните пчелни кралици оставят много от тези задължения на своите работници. Другата основна разлика между социалните и самотните кралици е, че социалните кралици трябва да установят и поддържат социално господство над дъщерите си, които остават в гнездото като работници.
От гледна точка на развитието на мозъка е важно да се отбележи, че дори социалните гнезда започнаха като самотни гнезда: женска изгражда гнездо и снася яйца, тогава първото поколение дъщери или напуска гнездото, за да отидат, за да започне собствените си гнезда, или остават в наталните си гнезда като подчинени работници. По този начин, докато социалните кралици рядко се хранят, в един момент те трябваше да установят своето гнездо. Доминиращата връзка, свързана със социалните гнезда, от друга страна, е уникална за социалните кралици.
Бихте ли обяснили хипотезата за социалния мозък, която изследвахте в това проучване?
Хипотезата за социалния мозък предполага, че сложността на социалния живот - следене на йерархии на доминиране, семейни взаимоотношения, индивидуална идентичност - е толкова когнитивно изискваща, че изисква повишена интелигентност над и отвъд това, което животните иначе биха били необходими до края на живота си.
Основното предсказване на хипотезата за социалния мозък е, че при всички останали неща, при равни други условия, социалните видове ще бъдат по-интелигентни от самотните. Има обаче няколко практически проблема с това. Единият е, че „интелигентността“ не е специфична черта, която може да бъде измерена, затова обикновено се измерва размерът на мозъка или големината на специфични области на мозъка (като кортекса при бозайниците). Друг проблем е, че „всички останали неща“ рядко са равни между видовете. Дори тясно свързани видове се различават в множество други черти. И накрая, е трудно да се определи количествено "социалността". Например, някои видове могат да живеят в големи групи, но с малко сложно взаимодействие между индивидите. Други видове могат да живеят в малки групи, но с дълготрайни, фини отношения между индивидите. Кое от тях би било по-познавателно изискващо? Трудностите, присъщи на сравненията между видовете, са това, което ни мотивира да използваме Megalopta genalis, тъй като индивидите от вида са много сходни.
Открихте, че мозъчният регион, отговорен за ученето и паметта, е по-голям при социалните пчелни кралици. Това означава ли, че самият мозък е по-голям или че работи по различен начин?
Мозъчният регион не беше по-голям в абсолютни стойности, нито самите мозъци бяха по-големи. По-голямото беше съотношението на една част от този мозъчен регион (невропил на тялото на гъбите) към друга (клетъчните тела на Кений). В предишни проучвания на развитието на мозъка на пчелите по-високите стойности на това съотношение са резултат от засилените когнитивни предизвикателства, като например изучаването на нови забележителни места около гнездото. По този начин, нашите данни предполагат, че както е предвидено от хипотезата на социалния мозък, установяването и поддържането на господство над социален подчинен е по-познавателно изискващо от самотния живот.
Последната част от въпроса ви наистина е в основата на въпроса: Ние не знаем какво означават тези различия по отношение на това как работи мозъкът - или за предишните проучвания, насочени към по-традиционни предизвикателства за учене, или за нашите собствени, които фокусирани върху социалните различия. Необходими са бъдещи изследвания, които разглеждат естеството на невронните връзки, а не само разликите в развитието на мозъка, за да разберат как разликите в развитието водят до функционални различия.
Как е полезна тази информация? Как може да продължи бъдещите изследвания на пчелите?
По отношение на бъдещите изследвания на пчелите, надявам се, че това мотивира по-сравнителни изследвания. Например, много пчели от едно и също семейство като Megalopta са общи, което означава, че живеят заедно, но нямат йерархия на господство. Показват ли подобни модели на развитие на мозъка? И дори сред чисто самотните видове пчели има такива, които се хранят само с един вид цвете, и други, които събират голямо разнообразие от цветен прашец. Показват ли последните по-гъвкави модели на развитие на мозъка, докато първите са по-твърди за захранване?
Това проучване трябва да бъде полезно за изследователи, които се интересуват от еволюцията на мозъка, защото показва, че не е необходимо да използвате само примати, с всички логистични, етични и научни трудности, които водят до това, за да изучите еволюцията на социалната интелигентност. Социалните насекоми като група позволяват по-широк спектър от сравнения, отколкото гръбначните.
