白蚁的大脑可以在预期的光线种瞬间生长

对湿木白蚁(Zootermopsis angusticollis 和 A. nevdensis)的新研究表明，该群体的特定成员会在预期认知需求时经历大脑变化。

在潮湿的白蚁群落中，只有少数人会看到光明。这些昆虫是独一无二的，因为它们的交配飞行和它们在群体中角色的适应性是基于群体的整体需求。国王白蚁和王后白蚁必须离开巢穴，并且是唯一可以出去的成员——短暂地——合作并进入一个新的地点，开始另一个殖民地。德雷塞尔大学的研究人员调查了这群注定要离开巢穴的个体如何在处理视觉的大脑区域发生不同的进化。

发表在《自然科学》上的这项新研究测量了湿木白蚁种姓之间视觉处理大脑区域(称为视叶)的相对大小的发育差异，以测试视叶投资是否与暴露于视觉复杂环境的种姓差异相匹配。

“当应用于昆虫社会时，‘种姓’一词是指有专门的个体扮演不同的角色，”艺术与科学学院教授、该书的主要作者肖恩·奥唐纳 (Sean O'Donnell) 博士解释说。研究。O'Donnell 的团队利用湿木白蚁的发育知识来预测它们对不同脑组织的需求，具体取决于它们的作用。研究人员发现，昆虫对大脑区域的投资与其认知需求相匹配——但他们大脑的变化发生在认知需求的变化之前。

“神经生态学探索大脑如何进化和发展，认为个体的大脑结构将受到其面临的需求的影响，”奥唐奈说。“了解国王和王后有不同的视觉投资很重要，但并不令人惊讶——特别是我们能够识别和测量发育阶段，这是个体蜕皮为国王或王后的先兆。”

虽然白蚁生命的前三个阶段往往变化不大，但当若虫达到第四阶段时，它们可以蜕变成许多不同的形式。这些不同的形式在群体中扮演着不同的角色，包括成为有翼繁殖的国王或王后、工人、士兵或无翼繁殖的可能性。

“一些若虫有微小的发育翅垫——这个阶段不会离开巢穴，从技术上讲，它们还不是国王或王后，但那个阶段的大脑结构正在发生变化，并建立大脑以用于一个明亮的环境。大脑的变化发生在比需要更早的发育阶段，”奥唐纳说。“这是令人惊讶和令人兴奋的，因为这种预期的大脑发育并不常见，而且事实上，我们可以以一定的准确性预测一个人的未来发展，而且看起来大脑正在跟踪那个轨迹，虽然它还没有被使用。”

这一证据表明，一些湿木白蚁是经验预期的，这意味着大脑在需要之前发生了变化。蜜蜂的大脑也表现出一些经验预期的可塑性——但总的来说，这种情况很少见。

展望未来，该团队想知道是否或如何在产生认知回报之前抵消神经组织投资。O'Donnell 怀疑，当大脑需要准备好在短时间内应对新挑战时，可能有利于预期的大脑生长。对于湿木白蚁，在国王和王后成年后不久就会发生交配飞行。

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