Un cambio a un entorno más desafiante podría, con el tiempo, volver a encender y hacer crecer partes viejas del cerebro que se han vuelto inactivas, según un estudio de hormigas del ejército dirigido por un profesor de biología de Drexel.
Sean O'Donnell, PhD, profesor de la Facultad de Artes y Ciencias, estudió varios géneros grupos de especies relacionadas de hormigas ejército tropicales cuyos antepasados pasaron a vivir principalmente bajo tierra hace casi 80 millones de años. La especie de hormiga militar que continuóvivir bajo tierra parecía haber perdido la mayor parte, si no toda, de su visión, pero el género Eciton pareció recuperar la vista después de regresar a vivir en la superficie hace unos 18 millones de años.
“La mayoría de los ejemplos conocidos de cambios en la inversión del cerebro implican cambios a entornos más simples o 'reducidos'”, dijo O'Donnell. “Los ejemplos clásicos son casos de especies de la superficie que viven en la luz que dan lugar a habitantes de las cavernas que viven en la oscuridad.Con frecuencia, casi siempre, se asocian con regiones cerebrales de procesamiento de visión reducidas ".
Pero algunas de las hormigas que O'Donnell y sus socios de investigación estudiaron parecían volver a crecer en partes del cerebro que se utilizan para ver. Parecía ser un raro ejemplo del aumento del tejido cerebral de una especie con el tiempo después de un cambio a unaentorno complejo.
"Nuestros datos sobre inversión visual sugieren que hay al menos algo de espacio para recuperar o aumentar la función sensorial y cognitiva perdida", dijo O'Donnell. "Todavía no sabemos qué tan bien puede ver Eciton y cómo funcionan sus ojos.encontró sugerencias anatómicas de que la estructura de sus ojos es distinta de la mayoría de los otros insectos sobre el suelo. ¿Eciton ha reinventado el ojo hasta cierto punto? "
O'Donnell, junto con cuatro coautores, publicaron recientemente sus hallazgos en "Into the black, and back: The ecology of brain investment in Neotropical army hormigas" en La ciencia de la naturaleza .
En su estudio, los investigadores de Drexel descubrieron que las hormigas que vivían principalmente en la superficie, Eciton hamatum, Eciton mexicanum y Eciton burchellii parvispinum, tenían lóbulos ópticos significativamente más grandes, que son partes del cerebro que se utilizan a la vista.otros géneros que viven principalmente bajo tierra, como Nomamyrmex y Cheliomyrmex, tenían lóbulos ópticos mucho más pequeños.
Pero otras regiones del cerebro sugirieron que la evolución de la visión no cuenta toda la historia.
Además de los lóbulos ópticos más grandes, Eciton tenía las regiones cerebrales más grandes utilizadas en el olfato y el tamaño cerebral más grande en general. En contraste, los cálices corporales en forma de hongo, partes del cerebro que están involucradas en la memoria y la integración sensorial, fueronse encontró que es el más pequeño en Nomamyrmex y Cheliomyrmex, el más subterráneo de las especies que estudiaron los investigadores.
Juntos, estos patrones apuntaban a que la luz no era el único factor que dictaba cerebros más grandes en los habitantes de la superficie.
"Para mí, los patrones más emocionantes y novedosos son los que sugieren que el mundo subterráneo no es solo diferente, como enfatizar el olfato sobre la visión", dijo O'Donnell. "Los datos sugieren que el subsuelo es un mundo más simple, unoeso es menos desafiante cognitivamente, en general, que el mundo sobre el suelo. El desafío ahora es descubrir qué es lo que el entorno sobre el suelo selecciona para una mayor inversión del cerebro ".
En su artículo, O'Donnell y los coautores sugirieron algunos aspectos del mundo de la superficie que son más complejos y requieren la evolución del espacio cerebral adicional: una diversidad de presas, la presencia de depredadores y la variación entre el díay actividades nocturnas.
"En el caso de las hormigas del ejército, no sabemos casi nada sobre qué habilidades cognitivas y de comportamiento se ven afectadas por el aumento del tamaño de la región del cerebro, pero nuestros datos sugieren que las hormigas del ejército son un grupo interesante para explorar estas preguntas", dijo O'Donnell.
Tener más tejido cerebral también descrito como inversión cerebral es, genéticamente hablando, un rasgo evolutivo "caro". El tejido cerebral requiere mucha energía para construirse y mantenerse mediante el consumo de alimentos. Por lo tanto, una especie nodurar mucho a menos que haya una buena razón para llevar esa capacidad cerebral adicional.
"Este estudio muestra que los cerebros siguen de cerca la ecología de las especies animales y que la evolución del cerebro puede responder a nuevos desafíos ecológicos incluso después de decenas de millones de años", dijo O'Donnell.
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Materiales proporcionado por Universidad de Drexel . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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