Короли и королевы термитов больше «вкладываются» в зрение

Биологи из Дрексельского университета выяснили, что оптические доли у разных каст термитов Zootermopsis angusticollis отличаются по размеру и развиваются еще до того, как личинка превратится в рабочего, солдата или репродуктивную особь. Исследование опубликовано в The Science of Nature.

Credit: public domain

Термиты Zootermopsis angusticollis живут в древесине. Рабочие и солдаты никогда не покидают гнездо, лишь крылатые репродуктивные особи вылетают на белый свет, чтобы найти пару и образовать новую колонию.  

Группа ученых под руководством Шона О’Доннелла (Sean O’Donnell) из Дрексельского университета измерила у разных каст термитов относительный размер оптических долей — частей мозга, которые обрабатывают зрительную информацию. Исследователи хотели узнать, зависит ли относительный размер оптических долей от количества визуальных стимулов, с которыми представитель касты столкнется в жизни.

Команда выяснила, что «вложения» в размер зрительного отдела мозга действительно зависят от задач особи и что мозг меняется еще до того, как эти задачи появятся. 

Оказалось, у крылатых репродуктивных особей — будущих королей и королев, которые вылетят из гнезда для размножения и расселения, оптические доли больше. Но это не все.

Сложный глаз (compound eye) и исследуемая ткань мозга (brain tissue) на срезе головы термита. Credit: Sean O’Donnell et al. /  The Science of Nature 2021

Первые три стадии развития термитов не отличаются, лишь на четвертой личинка может превратиться в рабочего, солдата или репродуктивную особь. При этом особенности мозга формируются уже у личинок, то есть до того, как насекомое станет представителем касты.

«У некоторых личинок есть крошечные зачатки крыльев. На этой стадии насекомые не покидают термитник, технически они еще не короли или королевы, но в это время формируется архитектура мозга, которая позволит видеть на ярком свету. Мозг меняется раньше, чем нужно», — говорит О’Доннелл.

Выяснить, что у короли и королевы больше вкладываются в зрение важно, но в этом нет ничего удивительного, считают ученые. Определить, в кого превратится личинка, действительно необычно. Опережающее развитие мозга встречается редко. О’Доннелл предполагает, это нужно, чтобы быстро реагировать на резко изменившиеся задачи — у термитов Z. angusticollis роение начинается вскоре после того, как короли и королевы достигли взрослой стадии.

Текст: Анастасия Новицкая

Experience-expectant brain plasticity corresponds to caste-specific abiotic challenges in dampwood termites (Zootermopsis angusticollis and Z. nevadensis) by O’Donnell, S., Bulova, S. & Barrett, M.  Sci Nat 108, 57 (2021). https://doi.org/10.1007/s00114-021-01763-9