Социальные пауки демонстрируют удивительные различия в строении мозга
Исследователи, использовав микро-КТ сканирование для изучения мозга пауков-охотников (huntsman) и пауков-бокоходов (crab spiders), обнаружили, что для жизни в группах паукам не обязательно иметь больший мозг, однако у социальных видов мозг "настроен" на лучшую память, распознавание и сотрудничество.
Новые данные исследования доктора Ванессы Пенна-Гонсалвес, опубликованные в Integrative Zoology, показывают, что хотя общий размер мозга у социальных и одиночных пауков схож, их внутренняя структура радикально отличается. Это первая серьёзная проверка "Гипотезы социального мозга" на пауках, не строящих ловчих сетей.
Социальность против тренда
Социальность среди пауков чрезвычайно редка — только 0.1% из 53 000 известных видов живут группами. Большинство пауков — агрессивные одиночки.
Социальное поведение, по-видимому, возникает из-за того, что молодые пауки дольше остаются с матерью после первой линьки, вместо того чтобы расселяться. В лабораторных экспериментах детёныши социальных видов совместно охотились на крупную добычу (например, кузнечика) и делились ею, в то время как детёныши одиночных видов такого поведения не проявляли.
Картирование микроскопического разума
Для изучения мозга пауков доктор Пенна-Гонсалвес разработала новые методики окрашивания тканей, на совершенствование которых ушло почти два года. Некоторые образцы требовали более 100 дней окрашивания перед микро-КТ сканированием в сотрудничестве с Университетом Мельбурна.
Мозг паука расположен в головогруди (cephalothorax) и окружён мышцами, что затрудняет его изоляцию. После сканирования каждое изображение мозга вручную картировалось — процесс, который пока нельзя автоматизировать.
Размер — не главное
Команда сравнила мозг шести видов: социальных пауков-охотников (Delena cancerides), социальных пауков-бокоходов (Xysticus bimaculatus) и четырёх близкородственных одиночных видов.
Общий размер мозга и центральной нервной системы не показал значимых различий между социальными и одиночными видами. Однако внутренние структуры мозга различались.
У социальных пауков-охотников были заметно увеличены области мозга, называемые "арочными телами" (arcuate bodies) и "грибовидными телами" (mushroom bodies), связанные с памятью и когнитивными функциями. У социальных пауков-бокоходов были увеличены области зрительной обработки, но когнитивные регионы были схожи с одиночными родственниками. Это соответствует их разной социальной структуре: бокоходы живут небольшими семейными группами в тёмных гнёздах из листьев, а сообщества охотников могут быть сложными, включая нескольких взрослых самок и самцов.
Разделение нагрузки
Одно из самых интригующих открытий: у социальных пауков-охотников ядовитые железы меньше, чем у их одиночных сородичей. Это прямое свидетельство того, что кооперация даёт эволюционное преимущество.
"Поскольку социальные охотники делятся добычей, каждому из них нужно использовать лишь немного яда, чтобы убить жертву. Производство яда требует много энергии, поэтому такое устройство выгодно для всех пауков этого вида", — объясняет доктор Пенна-Гонсалвес.
Эволюция социального интеллекта
Исследование показало, что социальная структура пауков меняется в течение года: летом обнаруживается больше групп самок вместе, больше яиц и матерей с потомством, что указывает на более сложное общество.
"Мы показали, что объём мозга не является ключевым показателем интеллекта. Скорее, интеллект отражает количество нейронов и их связей в мозге", — говорит доктор Пенна-Гонсалвес.
Будущие исследования могут использовать такие методы, как "мозговой суп" (буквально растворение мозга для подсчёта отдельных нейронов), чтобы точнее измерить когнитивные способности. Команда также планирует изучить, как социальный опыт в процессе развития влияет на структуру мозга.