Нейробиология черепаховых муравьев значительно отличается в зависимости от их особой роли в колонии, согласно исследованию, опубликованному 27 марта 2019 года в журнале открытого доступа PLOS ONE Дарси Грир Гордон из Бостонского университета и его коллег.
Колонии черепахового муравья ( Cephalotes varians ) социально организованы в несколько каст, которые поведенчески и фенотипически различны. К ним относятся стерильные несовершеннолетние работники (которые выполняют большинство задач в колониях ), солдаты (которые используют свои замечательные пластины в форме пластин для защиты входов в колонии, выступая в качестве «живых дверей»), и гинексы (женщины с репродуктивной способностью, которые имеют одну и ту же голову формировать как солдат и использовать его для защиты в начале основания колонии).
В этом исследовании авторы исследовали, является ли нейробиология черепах и муравьев кастовой. Они собрали как королевские колонии, так и фрагменты колоний (состоящие только из крылатых гинексов, солдат и рабочих) из красных мангровых насаждений в штате Флорида-Кис в марте 2015 года. После взятия измерений у своих несовершеннолетних рабочих, солдат и образцов крылатых гинекатов авторы рассек мозг, изобразил их и проанализировал структуры мозга .
У Джинса был значительно больший общий объем мозга, чем у солдат и мелких рабочих, чей объем мозга был схожим. У гинесов и солдат также, как правило, значительно больше областей обработки изображений, чем у мелких рабочих. По сравнению с гинекологами и солдатами, меньший рабочий мозг был больше в регионах, обычно связанных с возможностями обработки, которые могут помочь рабочим в выполнении их разнообразных задач. Изучение синаптической структуры в регионах, связанных с когнитивной обработкой, выявило различия между кастами: у несовершеннолетних было меньше и больше синаптических комплексов, чем у гинекологов и солдат, которые не отличались друг от друга. Промежуточный вид солдатских мозгов указывает на то, что у них есть общие черты как с рабочим, так и с гинекологическим, что может дать представление об их эволюционном происхождении.
Авторы отмечают, что потенциальным ограничением исследования является то, что они брали только образцы девственной гинекологии; Гинекологическая структура мозга может меняться в зависимости от спаривания и основания колонии, и дальнейший анализ может изучить этот эффект. Тем не менее, эти результаты показывают, что нейробиология черепах и муравьев различается по кастам, и в будущем может дать представление о том, как развивались эти касты.
Гордон добавляет: «Муравьиные общества демонстрируют необычайное разделение труда, где размножаются только королевы, а стерильные работники, иногда поразительно разные по размеру и форме, специализируются на таких задачах, как уход, добыча пищи, ведение домашнего хозяйства и защита. В муравейнике-черепахе Cephalotes varians , Различия в размерах и структуре мозга, которые выявляются с помощью компьютерного нейровизуализации, отражают специализацию задач среди королев, солдат и рабочих «.
