Японские учёные раскрыли историю эволюции сложно устроенной нервной системы пчёл

Японский нейрофизиологи выяснили, что в мозге насекомых сначала присутствовал один тип нервных клеток.

Японские нейрофизиологи выяснили, что сложно устроенная нервная система пчел возникла в результате эволюции множества специализированных нейронов, предками которых выступал всего один тип нервных клеток, присутствующих в мозге насекомых. Об этом сообщила пресс-служба университета Токио.

«В прошлом мы считали, что специализированные нейроны, присутствующие внутри грибовидного тела мозга пчел, возникли независимо друг от друга по мере усложнения нервной системы насекомых. Проведенные нами опыты показали, что все они возникли в результате специализации и сегрегации нескольких групп клеток, сложенных из одного и того же многофункционального нейрона», — заявил доцент университета Токио Хироки Коно, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Пчелы и другие коллективные перепончатокрылые насекомые обладают сложно устроенным мозгом, который помогает им функционировать в крупных коллективах сородичей со сложной иерархией. Ученых давно интересует то, как сформировалась самая сложно устроенная часть их нервной системы, так называемые грибовидные тела, играющие роль своеобразных «больших полушарий» мозга насекомых.

Коно и его коллеги раскрыли часть истории эволюции грибовидного тела пчел в ходе изучения и сравнения функций так называемых клеток Кеньона, особой категории нейронов, присутствующих в «больших полушариях» мозга всех насекомых. Как правило, в грибовидном теле пчел и других высокоразвитых насекомых присутствует множество различных типов нервных клеток этого вида, тогда как мозг более примитивных членистоногих содержит в себе лишь одну или две формы клеток Кеньона.

История эволюции мозга пчел

Нейрофизиологи заинтересовались, какие роль и функции исполняют эти тельца при освоении пчелами и более примитивными насекомыми различных сложных программ поведения. Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали работу клеток Кеньона в мозге обычных медоносных пчел и рапсовых пилильщиков, перепончатокрылых насекомых с относительно просто устроенным мозгом.

В ходе этих опытов исследователи сравнили уровень активности разных генов в нейронах грибовидного тела пчел и пилильщиков, а также изучили, какие клетки Кеньона активировались в мозге этих насекомых в процессе запоминания ими новой информации. Для этого ученые натренировали пчел и мушек распознавать цитрусовый запах и использовать его для поисков пищи.

Проведенные учеными опыты неожиданно показали, что единственный тип клеток Кеньона, присутствовавший в мозге пилильщиков, был в одинаковой степени похож на три разных формы этих клеток, населяющих грибовидное тело пчел. Все эти тельца, как отмечают ученые, использовали схожие цепочки генов и наборы ферментов в своей работе, но при этом они исполняли разные функции. В противоположность этому, все клетки Кеньона из мозга пилильщиков были способны решать самые разные задачи, но они справлялись с ними хуже, чем специализированные нейроны из мозга пчел.

Подобные сходства и различия в устройстве мозга пчел и пилильщиков, как считают биологи, говорят в пользу того, что все специализированные нервные клетки в мозге пчел возникли в результате параллельной эволюции нескольких групп одних и тех же многофункциональных нейронов. Понимание этого, по мнению нейрофизиологов, ускорит изучение истории появления сложных программ поведения пчел, в том числе их умения передавать информацию о положении пищи сородичам при помощи «танца».