內(nèi)容摘要:研究發(fā)現(xiàn)印度跳蟻的腦部能萎縮又再生神秘的地球uux.cn報道)據(jù)美國國家地理撰文:BYTROY FARAH 編譯:曾柏諺):研究發(fā)現(xiàn),在昆蟲上前所未見的可逆變化竟出現(xiàn)在印度跳蟻身上!對大多數(shù)蟻群來說,
杭州外圍(杭州外圍女)電話微信199-7144-9724提供一二線城市外圍預(yù)約、空姐、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源

研究發(fā)現(xiàn)印度跳蟻的腦部能萎縮又再生
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)美國國家地理(撰文:BYTROY FARAH 編譯:曾柏諺):研究發(fā)現(xiàn),在昆蟲上前所未見的發(fā)現(xiàn)可逆變化竟出現(xiàn)在印度跳蟻身上!
對大多數(shù)蟻群來說,跳蟻
杭州外圍(杭州外圍女)電話微信199-7144-9724提供一二線城市外圍預(yù)約、空姐、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源它們的萎縮社會結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡潔:蟻后負(fù)責(zé)產(chǎn)卵,而如覓食、研究印度又再養(yǎng)育幼蟻、發(fā)現(xiàn)征戰(zhàn)等一切其他事務(wù),跳蟻則完全交由工人階級處理。萎縮由于只有雄蟻與蟻后可以繁衍后代,研究印度又再其他螞蟻則不具備生殖能力。發(fā)現(xiàn)因此一旦蟻后「六腳一蹬」,跳蟻蟻群通常也隨之滅亡。萎縮
不過在印度跳蟻(Indian jumping ant,研究印度又再
杭州外圍(杭州外圍女)電話微信199-7144-9724提供一二線城市外圍預(yù)約、空姐、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源又名跳鐮猛蟻、發(fā)現(xiàn)跳躍掠針蟻)身上可不是跳蟻這么回事。印度跳蟻是種棲息在印度東岸森林中,有著副鑷子般的大顎以及一雙黑色大眼的螞蟻。在印度跳蟻的蟻群中,如果蟻后死了,工蟻(所有工蟻都是不具生殖能力的雌性)們會舉辦一場「勝者為后」的奇特比賽,冠軍將具備產(chǎn)卵的能力:贏家雌蟻的卵巢開始發(fā)達(dá),但腦部則縮水了約25%。
不過,新研究表明,蟻后也可以「脫下皇冠」復(fù)歸工蟻──此時卵巢將再度萎縮,而腦部也重新生長,這在昆蟲身上可是前所未見的「壯舉」。
這項研究的主要作者克林特.佩尼克(Clint Penick)解釋道:「在動物世界里,這種程度的可塑性─尤其是可逆的可塑性─相當(dāng)獨特。」該研究于4月14日發(fā)表于《皇家學(xué)會學(xué)報B刊:生物科學(xué)》 (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)。
螞蟻游戲
佩尼克是喬治亞州肯尼索州立大學(xué)的助理教授,鉆研印度跳蟻已有數(shù)年的時間。當(dāng)這些印度跳蟻切換到類似蟻后的生殖模式時,科學(xué)家稱呼它們?yōu)樯彻は仯╣amergates)──可別與電動玩家們的線上爭議(GamerGate controversy, #GamerGate)搞混啦! 「生殖工蟻」一詞源于1980年代提出希臘詞匯,意思是「結(jié)了婚的工蟻」(married worker);在此「gam」的發(fā)音和「ham」同韻。
每一只印度跳蟻都有生殖潛力,不過這份能力只有在贏得了蟻后死后蟻群所舉辦曠日廢時的爭霸戰(zhàn)后,才會真正派上用場。在爭霸戰(zhàn)中場面堪比一場微型的長槍對戰(zhàn)( jousting championship),螞蟻們會快速轉(zhuǎn)動著它們的觸角來戳擊對手。
蟻群中大約一半的成員都會參加這場拳擊賽,賽事最高可以長達(dá)40天;而除了唯一的優(yōu)勝者外,賽后大家仍維持工蟻之身。
在俄亥俄州立大學(xué)研究螞蟻演化與化學(xué)生態(tài)學(xué)的拉切爾.亞當(dāng)斯(Rachelle Adams)說,其他昆蟲會透過復(fù)雜的行為來挑出優(yōu)勢階級,以蜂后為例,它們就會彼此競爭生殖力。亞當(dāng)斯強調(diào):「不過在印度跳蟻的例子中,工蟻們競爭的是『生殖角色』,這真的很巧妙。」
一但生殖工蟻繼任,它將會經(jīng)歷一連串體內(nèi)變化。最明顯的就是它的腦部會縮水約25%,佩尼克說:「這對腦部來說是流失了很大的質(zhì)量。」研究人員也發(fā)現(xiàn),這些類蟻后的生殖工蟻不僅會停止產(chǎn)生毒液,行為也有所改變,比如會躲避入侵者并停止一切覓食活動。
為了進(jìn)一步鉆研螞蟻腦部的可塑性,并探究這些生理變化是否可逆,佩尼克與同事挑選了60只生殖工蟻,先替它們涂上特殊顏色以利區(qū)別;接著從中隨機挑選30只生殖工蟻,個別獨立隔離數(shù)周;另外30只則做為控制組。這些隔離措施似乎降低了類蟻后工蟻的生殖力,而當(dāng)它們被放回原本的蟻群時,會立刻被其他工蟻給逮住并拘留下來。
佩尼克解釋到,這個現(xiàn)象稱為「受監(jiān)管」(policed),并認(rèn)為這是印度跳蟻為了防止蟻窩中出現(xiàn)太多生殖成員的方法:一但某只類蟻后工蟻被發(fā)現(xiàn)卵巢已經(jīng)部分發(fā)育,其他工蟻就會在不傷及對方的狀況下,用大顎架著它數(shù)個好時甚至是好幾天。佩尼克說:「這就好像把那只生殖工蟻關(guān)起來一樣。」
科學(xué)家推測,在這種情況下壓力會誘發(fā)一連串的化學(xué)變化,讓生殖工蟻在一天左右的時間內(nèi)變回普通工蟻。
佩尼克說:「當(dāng)我們犧牲并掃描這些工蟻的腦部時,發(fā)現(xiàn)它們身上的一切完全變回原樣了:不僅卵巢縮水、也開始產(chǎn)生毒液,而腦部則長回到原本的大小。」
「完全是兩回事」
腦部在尺寸與復(fù)雜度上的明顯變化,在少數(shù)物種身上也曾有過紀(jì)錄,好比冬眠的地松鼠蟻及部分鳥類。以白冠帶鵐(white-crowned sparrows)為例,在生殖季節(jié)會新生6萬8000個神經(jīng)元來學(xué)習(xí)新式求偶鳴聲;在冬季糧食短缺時,等量的神經(jīng)細(xì)胞則會死去;直到春季再度開始下一輪循環(huán)。不過這個現(xiàn)象在昆蟲身上可是新鮮事。
明尼蘇達(dá)大學(xué)的演化生物學(xué)家埃米莉.斯內(nèi)爾雷德(Emilie Snell-Red)說道:「許多昆蟲在前開生理特征上也都有如此可塑性的記錄,不過據(jù)我所知這種程度的『可逆』可塑性還真是聞所未聞。許多社會性昆蟲在從工的一生中,腦部區(qū)域會隨著不同的生活階段的切換而改變,比如從覓食行為轉(zhuǎn)變成皇后行為;不過調(diào)整挹注資源在神經(jīng)上,與再把它切換回來,完全是兩回事。」
亞當(dāng)斯表示,像這樣可逆的腦部變化也許并非如人們所想的那么罕見,我們只是還不夠細(xì)心罷了:「要是我們看到更多這樣的發(fā)現(xiàn),我一點也不感到驚訝。」
亞當(dāng)斯建議,可以多關(guān)注紫彩虹臭蟻(Australian meat ant)等擁有復(fù)數(shù)蟻后的螞蟻物種。在這類螞蟻中,蟻后會分工合作,某些蟻后留在蟻巢里、其他則外出覓食,也許這些蟻后在腦部尺寸與行為上也有相應(yīng)的差異。
在所有物種中這類可逆可塑性的研究愈多,對于我們理解人類腦部的幫助也就愈大。佩尼克說:「在非常、非常、非常之后的下游應(yīng)用,這有助于我們洞見人類腦部發(fā)育。」
比如這類研究可能是讓科學(xué)家更深入理解哪些基因與神經(jīng)可塑性有關(guān),以及它們?nèi)绾芜\作。
「有些人也許會問『為什要特別研究這個螞蟻物種呢』。」斯內(nèi)爾雷德說:「這些螞蟻可能在演化路上偶然發(fā)現(xiàn)了一些有關(guān)神經(jīng)可塑性的『酷機制』,而我認(rèn)為我們可以從動物驚人的神經(jīng)適應(yīng)中學(xué)到許多東西。」