パナマでは、スミソニアン熱帯研究所の新しい神経生物学研究所で、研究者たちは熱帯スナバチMegalopta genalisの脳が種の社会的女王と孤独な女王の行動にどのように関係するかを研究しています。 この研究は、科学者が昆虫の社会的行動を理解する上で大きな進歩を遂げるのを助けています。
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毎日の活動（食物の収集と産卵）中にミツバチを観察した後、研究者は学習と記憶に関与する脳の領域で興味深いパターンを発見しました。 ミツバチの労働者の社会的ネットワークを調整する責任がある社会的なミツバチの女王では、仕事の多くをしなければならない孤独な女王よりも脳の大部分が学習と記憶に専念しています。
私たちは、この研究のポスドク研究員であるアダム・スミスと話をして、この種について、そしてそれらがカチカチ音をたてる原因についてさらに学びました。
社会的および非社会的動物の脳の大きさを調べた他の研究がありました。 他の社会的種ではなく、ミツバチに集中することにしたのはなぜですか？
シロアリ、ミツバチ、スズメバチ、アリの4つの主要な社会性昆虫グループのうち、ハチは社会性と孤独性を切り替えられる種を持つ唯一のグループです。 すべてのアリとすべてのシロアリは社会的です。 社会的ハチと単独ハチの両方がありますが、少なくともこれまで調査された種のうち、 メガロプタ属のハチができるように、単一のハチ種は単独で社会的に繁殖できません。
また、ミツバチの脳の神経生物学と発達は非常によく研究されており、他のいくつかの種はあまり研究されていません。 一緒に、これらの研究は、成虫でも環境の影響が脳の発達に影響することを示唆しています。 これにより、 メガロプタ属の社会環境も脳の発達に影響を与える可能性があると疑われました。
社交蜂の女王と孤独な女王の違いは何ですか？
この2つの間の最も重要な類似点は、両者が繁殖すること、つまり産卵することです。 主な違いは、社会的女王がめったに巣を離れず、花粉や花蜜をめったに食べないことです。 彼らは卵を産むだけです。 一方、孤独な女王は、生殖のすべての義務を果たさなければなりません。 彼らは子孫のために食物（花粉と蜜）を集め、卵巣で卵を発達させ、食物を与えられた個々の巣の細胞にそれらを産まなければなりません。 社会的な蜂の女王は、これらの義務の多くを労働者に任せています。 社会的女王と孤独な女王のもう1つの大きな違いは、社会的女王は、労働者として巣にとどまる娘に対する社会的支配を確立し、維持しなければならないことです。
脳の発達の観点から、社会的な巣でさえも孤独な巣として始まったことに注意することが重要です：女性は巣を作り、卵を産みます出生巣で部下労働者として。 したがって、ソーシャルクイーンはめったに採餌しませんが、ある時点で巣を作るためにそれらをしなければなりませんでした。 一方、社会の巣に関連する支配関係は、社会の女王に固有のものです。
この研究で調べた社会的脳仮説について説明していただけますか？
社会的脳の仮説は、支配的階層、家族関係、個人のアイデンティティを追跡する社会生活の複雑さは、動物が他の人生に必要とする以上の知能を必要とするほど認知的に要求が厳しいことを提案します。
社会的脳仮説の基本的な予測は、他のすべてのものが等しい場合、社会的種は孤独な種よりもインテリジェントになるということです。 ただし、これにはいくつかの実際的な問題があります。 1つは、「インテリジェンス」は測定可能な特定の特性ではないため、通常、代わりに脳のサイズ、または脳の特定の領域（哺乳類の皮質など）のサイズが測定されます。 別の問題は、種間で「他のすべてのもの」がめったに等しくないことです。 密接に関連する種でさえ、他の多くの特性が異なります。 最後に、「社会性」を定量化することは困難です。 たとえば、一部の種は大きなグループに住んでいる場合がありますが、個体間の複雑な相互作用はほとんどありません。 他の種は小さなグループに住んでいる可能性がありますが、個人間の永続的で微妙な関係があります。 これらのうち、認知的に要求が厳しいものはどれですか？ 種間の比較に固有の困難は、種内の個体が非常に類似しているため、 メガロプタ属を使用する動機となったものです。
学習と記憶に関与する脳領域は、社会的な蜂の女王の方が大きいことがわかりました。 それは脳自体が大きいことを意味するのでしょうか、それとも違う働きをするのでしょうか？
脳の領域は絶対的には大きくなく、脳自体も大きくありませんでした。 大きかったのは、この脳領域の一部（キノコ体の神経網）の別の部分（ケニヨン細胞体）に対する比率でした。 ミツバチの脳の発達に関する以前の研究では、この比のより高い値は、巣の周りの新しいランドマークの場所を学習するなど、認知課題の増加に起因しています。 したがって、我々のデータは、社会的脳仮説によって予測されるように、社会的部下に対する支配を確立し維持することは、孤独な生活よりも認知的に要求が厳しいことを示唆しています。
あなたの質問の最後の部分は本当に問題の核心に当たります。より伝統的な学習課題に焦点を当てた以前の研究または私たち自身の社会の違いに焦点を当てた。 発達の違いがどのように機能の違いにつながるかを理解するには、脳の発達の違いだけでなく、神経の接続の性質を調べる将来の研究が必要です。
この情報はどのように役立ちますか？ 将来のミツバチの研究をどのように進めることができますか？
今後のミツバチの研究に関しては、より多くの比較研究の動機付けになると思います。 たとえば、 メガロプタと同じ家族の多くのミツバチは共同です。つまり、彼らは一緒に住んでいますが、支配階層を持っていません。 彼らは脳の発達の同様のパターンを示していますか？ そして、純粋に孤立したミツバチの種の中にも、たった1種類の花を採餌する人と、さまざまな花粉を集める人がいます。 後者は脳の発達のより柔軟なパターンを示していますが、前者は採餌するための「ハードワイヤード」です。
この研究は、社会的知性の進化を研究するために、ロジスティック、倫理、科学の困難を伴う霊長類のみを使用する必要がないことを示しているため、脳の進化に興味のある研究者に役立つはずです。 グループとしての社会的昆虫は、脊椎動物よりも幅広い比較を可能にします。
