În Panama, la noul laborator de neurobiologie al Smithsonian Tropical Research Institute, cercetătorii studiază modul în care creierul albinelor de transpirație Megalopta genalis se raportează la comportamentul reginelor sociale și al reginelor solitare ale speciilor. Studiul ajută oamenii de știință să facă pași mari în înțelegerea comportamentului social al insectelor.
Continut Asemanator
- Viața secretă a albinelor
După ce au observat albinele în timpul activităților zilnice (culegerea de alimente și depunerea ouălor), cercetătorii au descoperit un model interesant în regiunea creierului care este responsabil de învățare și memorie. În reginele de albine sociale, care sunt responsabile de coordonarea unei rețele sociale de albine, o porțiune mai mare a creierului lor este dedicată învățării și memoriei decât în reginele solitare, care trebuie să facă o mare parte din muncă.
Am vorbit cu Adam Smith, un coleg post-doctoral la studiu, pentru a afla mai multe despre specii și ce le face să bifeze.
Au fost și alte studii care au analizat dimensiunea creierului în rândul animalelor sociale și non-sociale. De ce ai decis să te concentrezi asupra albinelor, în locul altei specii sociale?
Dintre cele patru mari grupuri de insecte sociale - termitele, albinele, viespile și furnicile - albinele sunt singurele cu specii care pot trece între a fi sociale și solitare. Toate furnicile și toate termitele sunt sociale. Există și viespe solitare și solitare, dar, cel puțin din speciile cercetate până în prezent, nicio specie de viespe nu se poate reproduce solitar și social, după cum poate albinele genalis Megalopta .
De asemenea, neurobiologia și dezvoltarea creierului albinelor sunt foarte bine studiate, iar alte câteva specii au fost studiate într-o măsură mult mai mică. Împreună, aceste studii sugerează că influențele mediului, chiar și asupra insectelor adulte, influențează dezvoltarea creierului. Aceasta ne-a determinat să bănuim că mediul social al genalisului Megalopta ar putea influența și dezvoltarea creierului.
Care este diferența dintre reginele de albine sociale și reginele solitare?
Cea mai importantă asemănare între cei doi este aceea că se reproduc amândoi - adică depun ouă. Diferența majoră este că reginele sociale își părăsesc rareori cuibul și rareori se hrănesc pentru polen și nectar. Nu depun ouă. Reginele solitare, pe de altă parte, trebuie să îndeplinească toate îndatoririle de reproducere. Aceștia trebuie să adune alimentele (polenul și nectarul) pentru urmașii lor, precum și să dezvolte ouă în ovarele lor și să le depună în celule cuiburi individuale cu alimentele furnizate. Reginele de albine sociale lasă multe dintre aceste sarcini lucrătorilor lor. Cealaltă diferență majoră dintre reginele sociale și cele solitare este că reginele sociale trebuie să stabilească și să mențină dominația socială asupra fiicelor lor, care rămân în cuib ca muncitoare.
Din perspectiva dezvoltării creierului, este important de menționat că chiar și cuiburile sociale au început ca niște cuiburi solitare: o femelă își construiește un cuib și depune ouă, apoi prima generație de fete părăsesc cuibul pentru a-și iniția propriile cuiburi, ori rămân. în cuiburile lor natale ca muncitori subordonați. Astfel, în timp ce reginele sociale se hrănesc rar, au trebuit, la un moment dat, pentru a-și stabili cuibul. Relația de dominare asociată cuiburilor sociale, pe de altă parte, este unică pentru reginele sociale.
Ați putea explica ipoteza creierului social, pe care ați explorat-o în acest studiu?
Ipoteza creierului social propune că complexitățile vieții sociale - urmărirea ierarhiilor de dominanță, relațiile de familie, identitatea individuală - sunt atât de exigente cognitiv, încât necesită o inteligență sporită mai presus de ceea ce animalele ar avea altfel nevoie pentru restul vieții.
Predicția de bază a ipotezei creierului social este că, toate celelalte lucruri fiind egale, speciile sociale vor fi mai inteligente decât cele solitare. Cu toate acestea, există câteva probleme practice în acest sens. Unul este că „inteligența” nu este o trăsătură specifică care poate fi măsurată, astfel încât dimensiunea creierului sau dimensiunea regiunilor specifice ale creierului (cum ar fi cortexul la mamifere) sunt de obicei măsurate în loc. O altă problemă este că „toate celelalte lucruri” sunt rareori egale între specii. Chiar și speciile strâns legate diferă de o mulțime de alte trăsături. În cele din urmă, este dificil de cuantificat „socialitatea”. De exemplu, unele specii pot trăi în grupuri mari, dar cu o interacțiune complexă mică între indivizi. Alte specii pot trăi în grupuri mici, dar cu relații subtile, de lungă durată, între indivizi. Care dintre acestea ar fi mai solicitante cognitiv? Dificultățile inerente comparațiilor dintre specii sunt cele care ne-au motivat să folosim Megalopta genalis, deoarece indivizii din cadrul speciei sunt foarte asemănătoare.
Ați descoperit că regiunea creierului responsabilă de învățare și memorie este mai mare în reginele de albine sociale. Asta înseamnă că creierul în sine este mai mare sau că funcționează diferit?
Regiunea creierului nu era mai mare în termeni absoluti și nici creierele în sine nu erau mai mari. Ceea ce a fost mai mare a fost raportul dintre o parte a acestei regiuni a creierului (neuropilul corpului ciupercii) cu o altă (corpurile celulare Kenyon). În studiile anterioare de dezvoltare a creierului de albine, valori mai mari ale acestui raport rezultă din provocări cognitive crescute, cum ar fi învățarea de noi locații de reper în jurul cuibului. Astfel, datele noastre sugerează că, așa cum prevede ipoteza creierului social, stabilirea și menținerea dominanței asupra unui subordonat social este mai exigentă cognitiv decât viața solitară.
Ultima parte a întrebării dvs. afectează cu adevărat în centrul problemei: nu știm ce înseamnă aceste diferențe în ceea ce privește modul în care funcționează creierul - fie pentru studiile anterioare, care s-au concentrat pe provocări de învățare mai tradiționale sau pe ale noastre, care axat pe diferențele sociale. Studiile viitoare privind natura conexiunilor neuronale, mai degrabă decât doar diferențele de dezvoltare a creierului, sunt necesare pentru a descoperi modul în care diferențele de dezvoltare duc la diferențe funcționale.
Cum este utilă această informație? Cum poate fi în continuare viitoare cercetări apicole?
În ceea ce privește cercetările apicole viitoare, sper să motiveze mai multe studii comparative. De exemplu, multe albine din aceeași familie ca Megalopta sunt comunale, ceea ce înseamnă că trăiesc împreună, dar nu au ierarhii de dominare. Prezintă modele similare de dezvoltare a creierului? Și chiar și printre speciile de albine pur solitare, există cei care se hrănesc cu un singur tip de floare și alții care adună o mare varietate de polen. Acestea din urmă arată modele mai flexibile de dezvoltare a creierului, în timp ce primele sunt mai „cu fir” pentru a fi hrănite?
Acest studiu ar trebui să fie util pentru cercetătorii interesați de evoluția creierului, deoarece arată că nu trebuie să folosiți doar primate, cu toate dificultățile logistice, etice și științifice pe care le implică, pentru a studia evoluția inteligenței sociale. Insectele sociale ca grup permit o gamă mai largă de comparații decât vertebratele.
