世界上只有少數物種能夠縮小它們的大腦,而能讓自己大腦再生的物種更是寥寥無幾。但印度跳蟻(Indian jumping ants)這種奇特物種,卻偏偏同時具備了這兩種能力,這是科學家們有記錄以來的第一次。

大多數蟻羣,都遵循一個等級制度。其中,一隻蟻后負責產卵,而其餘的工蟻則管理着蟻羣中的一切。只有蟻后和雄性螞蟻能夠繁殖,而其他的螞蟻都不能生育,它們的任務是尋找食物、哺育幼蟻、參戰以及爲蟻羣做其他事情。

螞蟻的角色,甚至在它們的幼蟲階段就已經確定了:它們是成爲工蟻還是蟻后,這取決於它們是否能得到充足的食物和適當的激素。

但這與印度跳蟻(Harpegnathos saltator)不同——這種螞蟻爲了日後有機會成爲新蟻后,竟然會經歷一個可逆的收縮大腦的過程。

來自美國肯尼索州立大學的Clint Penick博士是該研究的主要作者,他說:“在成年階段,他們有完全改變自己的能力,這讓我們對他們的理解變得有趣。”

這項研究發表在《皇家學會學報B:生物科學》上,題爲“Reversible plasticity in brain size, behavior and physiology characterize caste transitions in a socially flexible ant (Harpegnathos saltator)”。

對於印度跳蟻羣體,在蟻后死後數小時,它們會開始一場瘋狂的“儀式化戰鬥”,以成爲蟻羣的下一任首領。

工蟻會進行激烈的決鬥,可能會持續一個月,它們的天線會相互干擾。這些被選中的工蟻,在激活自己卵巢的同時,通過激烈的花式戰鬥成爲下一任女王,被稱爲“僞女王”。

在一個蟻羣中,每100只螞蟻中大約有10只被選中爲蟻后“參戰”,它們的壽命將從6個月增加到5年。它們的卵巢會膨脹5倍,以填滿整個腹部。而它們的大腦會萎縮約20%-25%,科學家認爲,這是它們將有限資源保存下來用於卵子生產的“訣竅”。

事實上,發生在其他動物身上的大腦萎縮,可能比我們想象的更常見。據National Geographic報道,一些其他物種的大腦大小也發生了顯著變化,比如冬眠中的松鼠和一些鳥類(如麻雀)。

在繁殖季節,白冠麻雀(White-crowned sparrows)可以生長出68000個新神經元,來幫助它們學習新的求偶叫聲。而這些神經元會在冬天食物短缺時衰亡。到了春天,這個循環又開始了,如此往復。

但這種類似的機制,現在幾乎只在昆蟲中觀察到。除了印度跳蟻,還沒有其他昆蟲被觀察到具有類似的大腦可塑性和可逆可塑性。

“許多羣居昆蟲在它們的工作生涯的不同階段,或者從覓食行爲過渡到蟻后行爲時,這些大腦區域都會發生變化。但是改變一次神經組織,然後又能變回去,這完全是另一回事。”明尼蘇達大學的進化生物學家艾米麗·斯內爾-魯德(Emilie Snell-Rood)說。

但科學家們相信,這種可逆的大腦大小變化,並不像專家們認爲的那樣罕見。也許在未來幾年,隨着科學家們繼續探索地球上的不同物種,會發現更多的物種。

譯/前瞻經濟學人APP資訊組

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