پیچیدگی مغز مورچه برای اولین بار در سطح سلولی با استفاده از فناوری تک سلولی آشکار شد. با استفاده از فناوری تک سلولی، محققان کشف کردند که چگونه تقسیم اجتماعی کار در کلنی مورچه ها در تخصص عملکردی مغز مورچه ها در سطح سلولی منعکس می شود.
منبع: BGI Group
محققان بین‌المللی به رهبری BGI-Research چین از فناوری تک سلولی برای مطالعه مغز مورچه‌ها استفاده کردند و برای اولین بار توضیح دادند که چگونه تقسیم اجتماعی کار در کلنی‌های مورچه‌ها در تخصص عملکردی مغز آنها در سطوح سلولی منعکس می‌شود.
دانشمندان از BGI-Research گروه BGI، موسسه جانورشناسی Kunming، آکادمی علوم چین، در مطالعه ای با عنوان «اطلس رونویسی تک سلولی که اساس عصبی تقسیم کار در یک ابر ارگانیسم مورچه را ردیابی می کند» که در Nature Ecology and Evolution منتشر شده است. پلت فرم کتابخانه تک سلولی DNBeLab BGI را برای به دست آوردن بیش از 200000 رونوشت تک هسته ای از مغز مورچه به کار بردند و یک نقشه رونوشت تک سلولی ساختند که تمام فنوتیپ های بالغ این گونه مورچه ها را پوشش می دهد: کارگران، نرها، زنان. (ملکه های باکره)، و ملکه ها.
یک پژوهش
مورچه ها یکی از موفق ترین موجودات روی زمین هستند که بیش از 140 میلیون سال است که وجود دارند. زیست توده مورچه ها (که با ضرب جمعیت تخمینی در وزن متوسط اعضای آن تعیین می شود) مشابه زیست توده انسان ها تخمین زده می شود. موفقیت مورچه ها به طور کلی به رفتار اجتماعی قابل توجه آنها با تقسیم کار تولید مثلی واضح نسبت داده می شود.
بیش از یک قرن است که کلنی مورچه ها به عنوان ابر ارگانیسم ها در نظر گرفته شده اند. اکنون با بهره گیری از فناوری تک سلولی، دانشمندان توانسته اند به طور سیستماتیک پیچیدگی سلولی در مغز مورچه را تعیین کرده و تفاوت ترکیب سلولی مغز را بین افراد در همان کلنی ارزیابی کنند.
دکتر Qiye Li، نویسنده اول مقاله و محقق در BGI-Research، می گوید: “کشفیات ما نشان می دهد که به نظر می رسد تخصص عملکردی مغز آنها مکانیزمی است که زیربنای تقسیم وظایف اجتماعی بین مورچه ها است.” ما انسان‌ها برای انجام کارهای مختلف خود را و آموزش می‌دهیم، در حالی که مورچه‌ها با نقش خاصی در کلونی خود متولد می‌شوند.»
مغز های متفاوت
تیم تحقیقاتی دریافتند که مغز مورچه های کارگر و نر فوق العاده تخصصی و مکمل هم هستند. نورون های مسئول یادگیری و حافظه و پردازش اطلاعات بویایی به ویژه در کارگران فراوان هستند، در حالی که فراوانی سلول های لوب بینایی مسئول پردازش اطلاعات بصری بسیار کم است. این روند در مغز مورچه های نر که در آن سلول های لوب بینایی فراوانی وجود دارد، اما نورون های کمتری برای پردازش بویایی، یادگیری و حافظه وجود دارد، معکوس می شود.
این یافته ها به خوبی مشاهدات ما در آزمایشگاه را تأیید می‌کند که کارگران مورچه‌های فرعون مسئول تمام وظایف نگهداری کلنی هستند که به مغزهای چند منظوره نیاز دارند، در حالی که نرها در هیچ کار نگهداری کلنی شرکت نمی‌کنند، زیرا تنها وظیفه آنها یافتن و تلقیح یک باکره است. ملکه.” دکتر Weiwei Liu، محقق در موسسه جانورشناسی Kunming، آکادمی علوم چین، و نویسنده همکار مقاله گفت:
این تجزیه و تحلیل همچنین تغییرات قابل توجهی را در مغز زنان مشخص کرد که پس از جفت گیری به ملکه تبدیل می شوند. به عنوان مثال، فراوانی سلول‌های لوب بینایی با سازگاری ملکه‌ها با تاریکی لانه کاهش یافت، در حالی که نورون‌های دوپامینرژیک و گلیاهای پوشش‌دهنده افزایش یافتند که ممکن است باروری و طول عمر ملکه‌ها را به همراه داشته باشد.
اطلس تک سلولی
این اولین اطلس تک سلولی است که تمام نقش های اجتماعی در کلنی مورچه ها را پوشش می دهد. دستاورد آن از توسعه فناوری پروفیل تک سلولی موازی با حساسیت و دقت بالا با هزینه کم سود می برد. دکتر چوانیو لیو، نویسنده و محقق مسئول در BGI-Research گفت.
محققان با مقایسه سلول های مغزی مورچه فرعون و مگس مگس سرکه، انواع سلول های حفظ شده زیادی را در مغز حشرات پیدا کردند. برای مثال، جمعیتی از سلول‌های لوب بینایی در مگس سرکه مسئول حس کردن حرکت اجسام در طول معاشقه هستند، در مورچه‌ها نیز وجود دارد و به ویژه در نرها فراوان است.
امضای مولکولی و مکان فضایی این سلول‌ها در دو حشره‌ای که از فاصله دور به هم مرتبط هستند بسیار شبیه است، و نشان می‌دهد که این سلول‌ها احتمالاً نقش حفظ‌شده‌ای در تنظیم رفتار جفت‌گیری نر در حشرات بدون توجه به اجتماعی بودن دارند.
نهایتا
مغز کورچه ها و جنس‌های مختلف در جهات مختلف و مکمل یکدیگر هستند و به کل کلنی مورچه‌ها اجازه می‌دهند تا طیف کاملی از عملکردها از جمله تولید مثل، پرورش بچه‌ها، جستجوی غذا و دفاع را انجام دهند. این استراتژی حیات ابرارگانیسمی به مورچه ها این امکان را داده است که بیش از 140 میلیون سال رقابت شکوفا شوند و در نهایت به یک گروه حیوانی بسیار مسلط بر روی زمین تبدیل شوند.
https://neurosciencenews.com/ant-brain-social-20866/
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!