https://frosthead.com

Hrana za možgane za zaposlene čebele

V Panami, v novem laboratoriju za nevrobiologijo Smithsonian Institute of Tropical Research Institute, raziskovalci preučujejo, kako se možgani tropske znojne čebele Megalopta genalis nanašajo na vedenje družbenih kraljic in samotnih matic. Študija pomaga znanstvenikom, da dosežejo velik napredek pri razumevanju družbenega vedenja žuželk.

Sorodne vsebine

  • Skrivno življenje čebel

Po opazovanju čebel med vsakodnevnimi aktivnostmi (nabiranje hrane in odlaganje jajc) so raziskovalci našli zanimiv vzorec na območju možganov, ki je odgovoren za učenje in spomin. Pri socialnih čebeljih maticah, ki so odgovorne za usklajevanje socialne mreže čebeljih delavcev, je večji del njihovih možganov namenjen učenju in spominu kot pri samotnih maticah, ki morajo veliko dela opraviti same.

Na študiju smo govorili z Adamom Smithom, podoktorskim sodelavcem, da bi izvedeli več o vrstah in kaj jih naredi klope.

Obstajajo tudi druge študije, ki so preučile velikost možganov med socialnimi in nesocialnimi živalmi. Zakaj ste se odločili, da se namesto na drugo družbeno vrsto osredotočite na čebele?

Od štirih glavnih skupin socialnih žuželk - termitov, čebel, osov in mravelj - so čebele edine z vrstami, ki lahko preidejo med družbeno in samotno. Vse mravlje in vsi termiti so družabni. Obstajajo tako socialne kot samotne osi, vendar vsaj pri vrstah, ki so bile raziskane do danes, nobena posamezna vrsta osi ne more razmnoževati samostojno in socialno, kot to lahko počnejo čebele Megalopta genalis .

Prav tako je nevrobiologija in razvoj možganov čebele zelo dobro raziskana, v veliko manjši meri pa so bile raziskane še nekatere druge vrste. Te študije skupaj kažejo, da vplivi okolja, tudi na odrasle žuželke, vplivajo na razvoj možganov. To nas je pripeljalo do suma, da lahko družbeno okolje Megalopta genalis vpliva tudi na razvoj možganov.

Kakšna je razlika med socialnimi čebeljimi maticami in samotnimi maticami?

Najpomembnejša podobnost med njima je, da se oba razmnožujeta - torej ležeta jajca. Glavna razlika je v tem, da družabne matice redko zapuščajo gnezdo in redko krmijo za cvetni prah in nektar. Le jajca odlagajo. Samotne kraljice morajo po drugi strani opravljati vse dolžnosti razmnoževanja. Zbirati morajo hrano (cvetni prah in nektar) za svoje potomce ter razviti jajčeca v svojih jajčnikih in jih odložiti v posamezne gnezdeče celice z začasno hrano. Socialne čebelje matice veliko teh dolžnosti prepuščajo svojim delavcem. Druga velika razlika med socialnimi in samotnimi maticami je, da morajo socialne kraljice vzpostaviti in ohraniti družbeno prevlado nad hčerami, ki ostanejo v gnezdu kot delavke.

Z vidika razvoja možganov je pomembno opozoriti, da so se celo socialna gnezda začela kot samotna gnezda: samica zgradi gnezdo in odloži jajca, nato prva generacija hčera bodisi zapusti gnezdo, da gredo, da začnejo gnezda, ali ostanejo v svojih natalnih gnezdah kot podrejeni delavci. Medtem ko se družabne kraljice le redko lovijo, so morale v nekem trenutku, da bi lahko vzpostavile svoje gnezdo. Po drugi strani je prevladujoč odnos, povezan z družbenimi gnezdi, edinstven za socialne kraljice.

Bi lahko razložili hipotezo o družbenih možganih, ki ste jo raziskovali v tej raziskavi?

Hipoteza družbenih možganov predlaga, da so zapletenosti družbenega življenja - sledenje hierarhij prevlade, družinskih odnosov, identitete posameznika - tako kognitivno zahtevne, da zahtevajo večjo inteligenco nad tem, kar bi živali sicer potrebovale do konca svojega življenja.

Osnovna napoved hipoteze o družbenih možganih je, da bodo družabne vrste bolj razumljive od samotnih, če so enake. Vendar pa je s tem nekaj praktičnih težav. Eno je, da "inteligenca" ni posebna lastnost, ki jo je mogoče izmeriti, zato se namesto tega običajno meri velikost možganov ali velikost določenih možganskih regij (kot je skorja pri sesalcih). Druga težava je, da so "vse druge stvari" med vrstami redko enake. Celo tesno povezane vrste se razlikujejo v množici drugih lastnosti. In nazadnje, težko je količinsko opredeliti "socialnost". Na primer, nekatere vrste lahko živijo v velikih skupinah, vendar z malo zapletene interakcije med posamezniki. Druge vrste lahko živijo v majhnih skupinah, vendar z dolgotrajnimi, subtilnimi odnosi med posamezniki. Katera od teh bi bila bolj kognitivno zahtevna? Težave, ki so povezane s primerjavami med vrstami, so tisto, kar nas je motiviralo za uporabo Megalopta genalis, saj so si posamezniki znotraj vrste zelo podobni.

Ugotovili ste, da je možganska regija, odgovorna za učenje in spomin, večja pri družbenih čebeljih maticah. Ali to pomeni, da so možgani sami večji ali da delujejo drugače?

Področje možganov ni bilo absolutno večje, prav tako tudi sami možgani niso bili večji. Večje je bilo razmerje med enim delom te možganske regije (nevropilom gobjega telesa) in drugim (telesi kenijskih celic). V prejšnjih študijah razvoja čebeljih možganov so višje vrednosti tega razmerja posledica povečanih kognitivnih izzivov, kot je učenje novih pomembnih lokacij okoli gnezda. Tako naši podatki kažejo, da je, kot predvideva hipoteza družbenih možganov, vzpostavljanje in ohranjanje prevlade nad socialnim podrejenim bolj kognitivno zahtevno kot samotno življenje.

Zadnji del vašega vprašanja resnično sodi v središče zadeve: Ne vemo, kaj pomenijo te razlike v smislu delovanja možganov - bodisi za prejšnje študije, ki so se osredotočile na bolj tradicionalne učne izzive, bodisi naše, ki osredotočena na družbene razlike. Prihodnje študije, ki proučujejo naravo nevronskih povezav in ne le razlike v razvoju možganov, so potrebne za ugotovitev, kako razvojne razlike vodijo do funkcionalnih razlik.

Kako so te informacije koristne? Kako lahko nadaljuje s prihodnjimi raziskavami čebel?

Glede prihodnjega raziskovanja čebel upam, da bo spodbudilo bolj primerjalne študije. Na primer, številne čebele v isti družini kot Megalopta so skupne, kar pomeni, da živijo skupaj, vendar nimajo hierarhije prevlade. Ali kažejo podobne vzorce možganskega razvoja? In tudi med čisto samotnimi vrstami čebel obstajajo takšne, ki se prehranjujejo samo z eno vrsto rože, in druge, ki nabirajo najrazličnejše cvetni prah. Ali slednji kažejo bolj prožne vzorce možganskega razvoja, medtem ko so prvi bolj "trdo žični" za krmo?

Ta študija bi morala biti koristna za raziskovalce, ki jih zanima evolucija možganov, saj kaže, da vam za proučevanje evolucije socialne inteligence ni treba uporabljati samo primatov z vsemi logističnimi, etičnimi in znanstvenimi težavami. Družbena žuželka kot skupina omogoča večjo primerjavo kot vretenčarji.

Hrana za možgane za zaposlene čebele