Rozproszony potencjał umysłowy owadów społecznych

A co z owadami? Mrówki, termity, pszczoły i osy także żyją w dużych społeczeństwach, a wiele z nich ma niezwykle duże mózgi – przynajmniej, jak na owady. Ale w 2010 r., Sarah Farris z West Virginia University i Susanne Schulmeister z American Museum of Natural History pokazały, że w tych grupach duże mózgi wyewoluowały 90 milionów lat przed dużymi grupami społecznymi. Jak już, to korelują one raczej z pasożytniczym przechwytywaniem innych organizmów niż z życiem w grupie.

“To spowodowało, że ludzie zaczęli myśleć – mówi Sean O’Donnell z Drexel University. – W ostatnich latach narastał pomruk, niemal podziemny ruch, który twierdził, że teza społecznego mózgu może nie stosować się do owadów społecznych”. Jego nowe badanie jest ostatnim dodatkiem do tego ruchu.

Zespół O’Donnella badał osy kopułki, które prowadzą samotnicze życie, i blisko z nimi spokrewnione osy klecanki, które żyją w koloniach różnych rozmiarów i stopnia złożoności. Zebrali królowe i robotnice z 29 gatunków tych os, starannie wypreparowali ich mózgi i zmierzyli wielkość ich ciał grzybkowatych – pary struktur w mózgu owada, które kontrolują wyższe zdolności umysłowe, takie jak uczenie się i pamięć.

Ku swojemu zaskoczeniu odkryli, że im większa kolonia os, tym mniejsze ciała grzybkowate. Także wśród społecznych os klecanek zespół odkrył, że gatunki z królowymi i robotnicami – oznaka bardziej złożonej społeczności – mają ciała grzybkowate podobnej wielkości do os, u których kasty nie występują.

“Wzór jest tak wyraźny – mówi O’Donnell. - W rzeczywistości życie społeczne może zmniejszyć potrzebę indywidualnego poznawania zamiast zwiększyć ją”.

“Mamy tutaj pierwszy, zdecydowany dowód, że kosztowne mózgi nie są potrzebne, by pozwolić na życie społeczne – mówi Robin Dunbar, który pierwszy zaproponował hipotezę mózgu społecznego. – Jest wiele dróg do życia społecznego”.

Jakie są te inne drogi? O’Donnell zauważa, że owady i (większość) ssaków budują swoje społeczeństwa w fundamentalnie inny sposób. Duże społeczności ssaków zawierają na ogół osobniki, które są ze sobą spokrewnione odlegle, lub w ogóle nie są spokrewnione. W odróżnieniu od tego społeczności owadów są w zasadzie olbrzymimi rodzinami, gdzie wszyscy członkowie są albo królowymi (które się rozmnażają), albo jej potomkami (którzy się nie rozmnażają). Można patrzeć na te kolonie mniej jako na grupy jednostek, a bardziej jako na przedłużenie królowych.

W tej sytuacji ich członkowie nie muszą śledzić zmieniających się stosunków lub dawać sobie radę z konfliktami, manipulować swoimi towarzyszami ani stawać przed wszystkimi innymi wyzwaniami, przed jakimi stoją pawiany lub ludzie. Mają mniejszą potrzebę większych i bardziej wyrafinowanych mózgów.

Owady społeczne korzystają także z inteligencji roju, gdzie jednostki mogą osiągnąć zdumiewające wyczyny behawioralne przez stosowanie się do niewiarygodnie prostych reguł. Mogą budować żyjące budynki, uprawiać rośliny, szczepić się i podejmować decyzje o tym, gdzie zamieszkać. W niektórych wypadkach podejmują decyzje w sposób niesamowicie podobny do neuronów – kolonia zachowuje się jak gigantyczny mózg w sposób, który jest czymś więcej niż tylko metaforą. Mają rodzaj „rozproszonego poznania”, dzięki czemu wiele wyczynów umysłowych, których inne zwierzęta dokonują przy pomocy jednego mózgu, dzieje się na poziomie kolonii.  

Entomolog Seirian Sumner z Bristol University mówi, że istnieją ssaki, takie jak surykatki i mangusty pręgowane, które żyją w prostych społecznościach, gdzie dorośli wspólnie wychowują młode. Często porównuje się je do prymitywnych owadów społecznych, takich jak klecanki. „Mają bardzo podobną strukturę rodziny, rozmiar grupy i plastyczność ról społecznych” – mówi Sumner. Byłoby bardzo interesujące sprawdzenie, czy mózgi tych ssaków idą tym samym wzorem, co mózgi os O’Donnella.

O’Donnel jest gorącym zwolennikiem dalszych badań. Chce zobaczyć, czy ten wzór powtarza się w innych grupach owadów, które obejmują gatunki zarówno samotnicze, jak społeczne, włącznie z pszczołami i karaluchami. Intrygują go także golce – ssaki żyjące w koloniach, które mają kasty królowych i robotnic, podobnie do mrówek i os. „Jeśli nasze tezy są poprawne, oczekiwalibyśmy, że golce mają podobny do owadów wzór” – mówi.

Źródło: O’Donnell, Bulova, DeLeon, Khodak, Miller & Sulger. 2015. Distributed cognition and social brains: reductions in mushroom body investment accompanied the origins of sociality in wasps (Hymenoptera: Vespidae). Proc Roy Soc B. Citation tbc.

PS: Rozmiar regionów mózgu nie zawsze jest najlepszym wskaźnikiem inteligencji. Zapytałemo to O’Donnella i powiedział, że trwa przy decyzji skupienia się na ciele grzybkowatym: „To istotnie jest toporne narzędzie do badania ewolucji mózgu. Ale tkanka mózgowa jest metabolicznie bardzo kosztowna i nawet jeśli jest to tylko wypełniacz, tkanka waży bardzo dużo, szczególnie dla latającego owada. Sądzimy, że istnieją naprawdę silne ograniczenia rozmiaru [ciał grzybkowatych]”.

The distributed brainpower of-social insects

Not Exactly Rocket Science, 16 czerwca 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska