Солдаты муравьёв не нуждаются в большом мозге

Солдаты кочевых муравьёв (Eciton) крупнее, но не обладают более крупным мозгом по сравнению с другими рабочими в той же колонии, выполняющими более сложные задачи. К такому выводу пришло исследование, опубликованное в открытом журнале BMC Zoology. Международная команда учёных предполагает, что очень специфичные и ограниченные задачи солдат предъявляют к ним минимальные когнитивные требования, поэтому и инвестиции в развитие мозговой ткани у них ограничены.

Ведущий автор исследования, профессор Шон О’Доннелл, заявил: «Солдаты морфологически отличны — они крупнее своих собратьев по гнезду — но также и поведенчески: у них более простой поведенческий репертуар. Наши данные подтверждают идею, что простое поведение солдат позволяет сократить инвестиции в развитие мозга».

Муравьи — эусоциальные насекомые, и различия в индивидуальных способностях организованы на благо колонии в целом, а не отдельной особи. Авторы выдвинули гипотезу, что этот отбор на уровне колонии может приводить к разному размеру мозга у разных каст рабочих муравьёв в зависимости от когнитивных требований их функций.

Авторы сравнили общий размер мозга относительно размера тела у 109 рабочих и 39 солдат восьми видов и подвидов Eciton. Исследуя антеннальные доли (получают обонятельную информацию) и грибовидные тела (высшие мозговые центры, участвующие в обучении и памяти), учёные также проверили, различается ли архитектура мозга у рабочих и солдат. Они обнаружили, что, хотя солдаты были крупнее рабочих, общий размер их мозга существенно не отличался. У них также были относительно меньшие антеннальные доли и грибовидные тела.

Результаты показывают, что поскольку развитие и поддержание мозговой ткани энергетически затратны как для отдельного организма, так и для колонии в целом, естественный отбор на уровне колонии благоприятствует сокращению инвестиций в мозговую ткань у солдат, которые сталкиваются с меньшими когнитивными требованиями. Авторы также обнаружили, что у солдат относительно крупные мышцы, прикреплённые к мандибулам (используются для борьбы с врагами), что предполагает возможный компромисс между инвестициями в мозг и развитие мышц у разных типов рабочих муравьёв.

Профессор О’Доннелл отметил: «Мы полагаем, что это первое исследование, изучающее возможность сокращения инвестиций в мозг у членов социальной группы, когда эволюционные преимущества получает колония в целом, несмотря на потенциальные когнитивные издержки для отдельных особей».