Изменения в архитектуре мозга могут определяться различными когнитивными задачами

Учёные, пытающиеся понять, как эволюционирует мозг животных, обнаружили, что эволюционные изменения в структуре мозга отражают типы социальных взаимодействий и стимулов окружающей среды, с которыми сталкиваются разные виды.

Это первое исследование, в котором сравниваются несколько видов родственных животных — в данном случае общественных ос — для изучения того, как роль особи в социуме может влиять на архитектуру мозга. Работа рассматривает различия в структуре мозга между видами, задаваясь вопросом, как размер разных областей мозга соотносится с социальной сложностью и архитектурой гнезда каждого вида. Результаты опубликованы 24 июня в британском журнале Proceedings of the Royal Society B.

«Похоже, что разные области мозга реагируют на конкретные задачи. Важно находить эти взаимосвязи, потому что они могут подсказать нам, какие именно задачи направляют эволюцию мозга», — сказал Шон О’Доннелл, соавтор исследования.

О’Доннелл и ведущий автор Ямиле Молина изучили мозг восьми видов общественных ос Нового Света из Коста-Рики и Эквадора.

«Одна из идей заключается в том, что сами социальные взаимодействия предъявляют требования к продвинутым когнитивным способностям. Нам интересно выяснить, какие именно социальные и экологические факторы способствуют увеличению данной области мозга», — сказала Молина.

Исследователи собрали маток и рабочих самок из колоний восьми видов ос и изучили их мозг. В большинстве случаев самцы обычно не играют важной поведенческой роли в труде и других активностях колонии общественных ос.

Исследование самок ос показало убедительные доказательства того, что именно матки, а не рабочие, имеют отличную структуру мозга, соответствующую когнитивным задачам вида.

Общественные осы образуют колонии по-разному и строят два типа гнезд:

• Независимые основатели: матка спаривается и улетает отдельно, чтобы основать небольшую колонию.
• Основатели роя: несколько молодых маток и группа рабочих покидают колонию роем, чтобы основать новую колонию с гораздо большей популяцией.

Независимые основатели и немногие основатели роя строят гнёзда с открытыми сотами, в то время как большинство основателей роя строят закрытые гнёзда с гораздо более тёмным внутренним пространством.

Ключевые находки:

• Матки из гнёзд с открытыми сотами имели более крупные центральные области обработки информации, отвечающие за зрение.
• Матки из закрытых гнёзд, где зрение не так важно и где они полагаются на химическую коммуникацию через феромоны, имели более крупные антеннальные доли для обработки химических сигналов.
• Среди ос-независимых основателей, где матки регулируют поведение колонии, матки имели более крупные зрительные области (грибовидные тела), чем их рабочие.
• Среди основателей роя, у которых децентрализованная форма регулирования колонии, рабочие имели более крупные грибовидные тела и более крупные оптические доли, чем матки.

«Мозг может быть зеркалом, отражающим то, для чего животное его использует», — резюмирует Ямиле Молина.

Источник: University of Washington