稀奇!为了争抢“蚁后”生育权,印度跳蚁竟然把大脑缩小25%而且还能再生

2021-04-15 11:50:05 前瞻网

世界上只有少数物种能够缩小它们的大脑,而能让自己大脑再生的物种更是寥寥无几。但印度跳蚁(Indian jumping ants)这种奇特物种,却偏偏同时具备了这两种能力,这是科学家们有记录以来的第一次。

大多数蚁群,都遵循一个等级制度。其中,一只蚁后负责产卵,而其余的工蚁则管理着蚁群中的一切。只有蚁后和雄性蚂蚁能够繁殖,而其他的蚂蚁都不能生育,它们的任务是寻找食物、哺育幼蚁、参战以及为蚁群做其他事情。

蚂蚁的角色,甚至在它们的幼虫阶段就已经确定了:它们是成为工蚁还是蚁后,这取决于它们是否能得到充足的食物和适当的激素。

但这与印度跳蚁(Harpegnathos saltator)不同——这种蚂蚁为了日后有机会成为新蚁后,竟然会经历一个可逆的收缩大脑的过程。

来自美国肯尼索州立大学的Clint Penick博士是该研究的主要作者,他说:“在成年阶段,他们有完全改变自己的能力,这让我们对他们的理解变得有趣。”

这项研究发表在《皇家学会学报B:生物科学》上,题为“Reversible plasticity in brain size, behavior and physiology characterize caste transitions in a socially flexible ant (Harpegnathos saltator)”。

对于印度跳蚁群体,在蚁后死后数小时,它们会开始一场疯狂的“仪式化战斗”,以成为蚁群的下一任首领。

工蚁会进行激烈的决斗,可能会持续一个月,它们的天线会相互干扰。这些被选中的工蚁,在激活自己卵巢的同时,通过激烈的花式战斗成为下一任女王,被称为“伪女王”。

在一个蚁群中,每100只蚂蚁中大约有10只被选中为蚁后“参战”,它们的寿命将从6个月增加到5年。它们的卵巢会膨胀5倍,以填满整个腹部。而它们的大脑会萎缩约20%-25%,科学家认为,这是它们将有限资源保存下来用于卵子生产的“诀窍”。

事实上,发生在其他动物身上的大脑萎缩,可能比我们想象的更常见。据National Geographic报道,一些其他物种的大脑大小也发生了显著变化,比如冬眠中的松鼠和一些鸟类(如麻雀)。

在繁殖季节,白冠麻雀(White-crowned sparrows)可以生长出68000个新神经元,来帮助它们学习新的求偶叫声。而这些神经元会在冬天食物短缺时衰亡。到了春天,这个循环又开始了,如此往复。

但这种类似的机制,现在几乎只在昆虫中观察到。除了印度跳蚁,还没有其他昆虫被观察到具有类似的大脑可塑性和可逆可塑性。

“许多群居昆虫在它们的工作生涯的不同阶段,或者从觅食行为过渡到蚁后行为时,这些大脑区域都会发生变化。但是改变一次神经组织,然后又能变回去,这完全是另一回事。”明尼苏达大学的进化生物学家艾米丽·斯内尔-鲁德(Emilie Snell-Rood)说。

但科学家们相信,这种可逆的大脑大小变化,并不像专家们认为的那样罕见。也许在未来几年,随着科学家们继续探索地球上的不同物种,会发现更多的物种。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://www.sciencetimes.com/articles/30664/20210414/indian-jumping-ants-shrink-regrow-brains-become-queen-colony.htm

论文来源:https://peerj.com/articles/10990/

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