螞蟻大腦有個“情報中心”
時間:2023-06-25 11:32:02
本報訊 你是否注意過這個現象:如果家里出現一只螞蟻,很快整群螞蟻就搬了進來;設置陷阱捕獲了幾只螞蟻后,剩下的螞蟻也很快神秘消失了。
如今,美國科學家發現了這一行為背后的秘密:螞蟻的某些信息素,即相互交流時發出的氣味標記,會激活它們大腦的特定部分并改變整個蟻群行為。相關研究6月14日發表于《細胞》。
(資料圖片僅供參考)
“人類并不是唯一擁有復雜社會和交流系統的動物?!闭撐牡谝蛔髡摺⒚绹蹇朔评沾髮W研究人員Taylor Hart說,“在進化過程中,與其他昆蟲相比,螞蟻進化出了極其復雜的嗅覺系統,這使得它們能夠使用許多不同類型的信息素進行交流,不同信息素可能代表著不同的意義?!?/p>
這項研究表明,螞蟻大腦中有一個與人腦相似的交流中心。這個中心可以解讀來自同類的報警信息素,或“危險信號”。
“螞蟻大腦中似乎有一個感覺中樞,所有能引起恐慌的警報信息素都會被輸入?!闭撐耐ㄓ嵶髡?、洛克菲勒大學研究人員Daniel Kronauer說。
研究人員使用一種名為GCaMP的工程蛋白掃描了暴露在危險中的無性繁殖螞蟻大腦。這種方法需要將工程蛋白附著在鈣離子上,后者會隨著大腦活動而暴發,由此產生的熒光化合物可以在高分辨率顯微鏡下觀察到。
“我們認為,在野外,無性繁殖的螞蟻只有幾十到幾百只,通常情況下,這些小群體傾向于將恐慌反應作為它們的警報行為,其主要目的是逃跑和生存。”Hart說。
不管是什么蟻種,蟻群中的螞蟻都是根據等級和分工劃分的,不同螞蟻的解剖結構也略有不同。為此,研究人員選擇了畢氏卵角蟻,因為它們易于控制。研究人員為更容易觀察到廣泛的模式,而使用雌性工蟻確保一致性。一旦研究人員對螞蟻等級、性別和分工之間的神經差異有了更清晰的了解,他們就能更好理解不同螞蟻大腦是如何處理同一信號的。
“我們正在研究螞蟻的勞動分工,以便弄清為什么基因相同的個體在群體中承擔不同的任務,以及這種分工是如何進行的?!盞ronauer說。
(馮維維)
相關論文信息:
http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.05.025
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