Panamában, a Smithsonian Trópusi Kutatóintézet új neurobiológiai laboratóriumában a kutatók azt vizsgálják, hogy a trópusi verejték méh, a Megalopta genalis agya hogyan függ össze a faj társadalmi királynőinek és magányos királynőinek viselkedésével. A tanulmány segít a tudósoknak nagy lépéseket tenni a rovarok társadalmi viselkedésének megértésében.
kapcsolodo tartalom
- A méhek titkos élete
Miután a méheket megfigyelték a napi tevékenységek során (élelmezés és tojásrakás), a kutatók érdekes mintát találtak az agy régióban, amely felelős a tanulásért és az emlékezetért. A szociális méhkirálynőknél, akik felelősek a méhmunkások szociális hálózatának koordinálásáért, az agyuk nagyobb részét a tanulásra és az emlékezetre fordítják, mint a magányos királynőknél, akiknek a munka nagy részét maguknak kell elvégezniük.
Adam Smith-szel, a kutatás posztdoktori doktoranduszával beszéltünk, hogy többet megtudjunk a fajokról és arról, hogy mi teszi őket kullancsba.
Voltak más tanulmányok, amelyek a társadalmi és nem szociális állatok agyméretet vizsgáltak. Miért döntött úgy, hogy egy másik társadalmi faj helyett a méhekre összpontosít?
A társadalmi rovarok négy nagy csoportja közül - a termeszek, a méhek, a darazsak és a hangyák esetében - a méhek közül csak azok a fajok válnak át, amelyek társadalmi és magányosak lehetnek. Minden hangya és minden termit társadalmi. Vannak társadalmi és magányos darazsak is, de legalább az eddig vizsgált fajokhoz egyetlen darazsak faj nem képes egyedül és társadalmilag szaporodni, ahogy a Megalopta genalis méhek képesek.
A mézelő méhek agyának neurobiológiáját és fejlődését szintén nagyon jól tanulmányozták, és néhány más fajt is sokkal kevésbé vizsgáltak meg. Ezek a tanulmányok együttesen azt sugallják, hogy a környezeti hatások, még a felnőtt rovarokra is, befolyásolják az agy fejlődését. Ez arra gyanított bennünket, hogy a Megalopta genalis társadalmi környezete befolyásolhatja az agy fejlődését is.
Mi a különbség a szociális méhek és a magányos királynők között?
A két legfontosabb hasonlóság az, hogy mindkettő szaporodik - azaz tojásokat tojnak. A fő különbség az, hogy a társadalmi királynők ritkán hagyják el fészkét, és ritkán takarmányoznak a pollent és a nektárt. Csak tojásokat tojnak. A magányos királynőknek viszont minden szaporodási kötelezettséget meg kell tenniük. Össze kell gyűjteniük az ételt (pollen és nektár) utódjaik számára, valamint petefészkeikben kell kifejleszteniük a petefészket, és az egyes fészekcellákba kell helyezni őket a biztosított ételrel. A szociális méhkirálynők e feladatok többségét munkavállalóiknak hagyják. A társadalmi és magányos királynők közötti másik fő különbség az, hogy a szociális királynőknek társadalmi dominanciát kell létrehozniuk és fenn kell tartaniuk a lányaik felett, akik munkavállalókként fészekben maradnak.
Az agy fejlődésének szempontjából fontos megjegyezni, hogy még a társadalmi fészek is magányos fészekként kezdődött: egy nőstény fészket épít és tojásokat toj, majd a lányok első generációja vagy elhagyja a fészket, hogy elindítsa saját fészkét, vagy pedig marad szülõfészkeikben, mint alárendelt munkások. Így míg a társadalmi királynők ritkán takarmányoznak, egy ponton kellett volna fészket létrehozniuk. A társadalmi fészekkel kapcsolatos dominanciaviszony viszont egyedülálló a társadalmi királynőknél.
Meg tudná magyarázni a társadalmi agyi hipotézist, amelyet ebben a tanulmányban vizsgáltál meg?
A társadalmi agyi hipotézis azt sugallja, hogy a társadalmi élet összetettségei - a dominancia hierarchiáinak, a családi kapcsolatoknak és az egyéni identitásnak a nyomon követése - annyira kognitív módon megkövetelik, hogy megnövekedett intelligenciára van szükségük azon túlmutatva, amely túlmutat az állatoknak egyébként életük hátralévő részére.
A társadalmi agyi hipotézis alapvetõ becslése az, hogy ha minden más egyenlõ, a társadalmi fajok intelligensebbek, mint az egyedüliek. Ennek ellenére van néhány gyakorlati probléma. Az egyik az, hogy az "intelligencia" nem mérhető tulajdonság, tehát inkább az agy méretét vagy az agy meghatározott régióinak (például az emlőskéregben) méretét mérik. Egy másik probléma az, hogy "az összes többi dolog" ritkán egyenlő a fajok között. Még a szorosan rokon fajok is különböznek egy sor más tulajdonságban. Végül nehéz a "társaság" számszerűsítése. Például egyes fajok nagy csoportokban élhetnek, de az egyének közötti kevés összetett kölcsönhatással. Más fajok kis csoportokban élhetnek, de az egyének közötti tartós, finom kapcsolatokkal rendelkeznek. Ezek közül melyik lenne kognitív szempontból igényesebb? A fajok közötti összehasonlításban rejlő nehézségek motiválták a Megalopta genalis használatát, mivel a fajon belüli egyének nagyon hasonlóak.
Megállapította, hogy a tanulásért és az emlékezetért felelős agyi régió nagyobb a szociális méheknél. Ez azt jelenti, hogy maga az agy nagyobb, vagy másképp működik?
Az agy régió abszolút értelemben nem volt nagyobb, és az agy sem volt nagyobb. Nagyobb volt az agyrégió egyik részének (a gombatest neuropilje) és a másiknak (a Kenyon sejttestek) aránya. A méh agy fejlődésének korábbi tanulmányaiban ez az arány magasabb értékeket eredményez a megnövekedett kognitív kihívások miatt, például új mérföldkő helyek megismerése a fészek körül. Tehát adataink azt sugallják, hogy amint azt a társadalmi agyi hipotézis megjósolja, a társadalmi beosztott feletti dominancia kialakítása és fenntartása kognitív szempontból nagyobb igény, mint a magányos élet.
Kérdése utolsó része valóban a kérdés középpontjában áll: Nem tudjuk, hogy mit jelentenek ezek a különbségek az agy működése szempontjából - akár a korábbi tanulmányokban, amelyek a hagyományosabb tanulási kihívásokra fókuszáltak, akár a sajátunkban, amelyek a társadalmi különbségekre összpontosítva. Az agyi fejlõdés különbségeinek helyett az idegi kapcsolatok természetét vizsgáló jövõbeli tanulmányokhoz szükség van annak kiderítésére, hogy a fejlõdési különbségek hogyan vezetnek a funkcionális különbségekhez.
Mennyire hasznos ez az információ? Hogyan tovább tudja fejleszteni a jövőbeli méhkutatást?
A jövőbeli méhkutatás szempontjából remélem, hogy ez összehasonlítóbb kutatásokat indít. Például a Megalopta-val ugyanabban a családban sok méhek kommunálisak, vagyis együtt élnek, de nincs domináns hierarchiájuk. Megmutatják-e az agy fejlődésének hasonló mintáit? És még a tisztán magányos méhek között is vannak olyanok, akik csak egyfajta virágot takarmányoznak, és mások, akik sokféle pollent gyűjtenek. Az utóbbi az agy fejlődésének rugalmasabb mintázatait mutat-e, míg az előbbiek "keményebben" vannak vezetve a takarmányozáshoz?
Ennek a tanulmánynak hasznosnak kell lennie az agy evolúciója iránt érdeklődő kutatók számára, mert azt mutatja, hogy nem kell a főemlősöket, a hozzájuk kapcsolódó logisztikai, etikai és tudományos nehézségekkel együtt, a társadalmi intelligencia fejlődésének tanulmányozására használni. A társadalmi rovarok mint csoport a szélesebb körű összehasonlítást teszik lehetővé, mint a gerincesek.
