व्यस्त मधुमक्खियों के लिए ब्रेन फूड

पनामा में, स्मिथसोनियन ट्रॉपिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट की नई न्यूरोबायोलॉजी प्रयोगशाला में, शोधकर्ता अध्ययन कर रहे हैं कि उष्णकटिबंधीय स्वेट मधुमक्खी मेगालोप्टा जीनलिस का मस्तिष्क प्रजातियों की सामाजिक रानियों और एकान्त संतानों के व्यवहार से कैसे संबंधित है। अध्ययन से वैज्ञानिकों को कीड़ों के सामाजिक व्यवहार को समझने में बड़ी मदद मिल रही है।

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दैनिक गतिविधियों के दौरान मधुमक्खियों को देखने के बाद (भोजन इकट्ठा करना और अंडे देना), शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क क्षेत्र में एक दिलचस्प पैटर्न पाया जो सीखने और स्मृति के लिए जिम्मेदार है। सामाजिक मधुमक्खी क्वीन्स में, जो मधुमक्खी श्रमिकों के एक सामाजिक नेटवर्क के समन्वय के लिए जिम्मेदार हैं, उनके मस्तिष्क का एक बड़ा हिस्सा एकान्त क्वीन्स की तुलना में सीखने और स्मृति के लिए समर्पित है, जिन्हें स्वयं बहुत काम करना है।

हमने एडम स्मिथ के साथ अध्ययन पर एक पोस्ट-डॉक्टरल साथी के साथ बात की, ताकि प्रजातियों के बारे में अधिक जान सकें और जो उन्हें टिक करता है।

ऐसे अन्य अध्ययन हुए हैं जो सामाजिक और गैर-सामाजिक जानवरों के बीच मस्तिष्क के आकार को देखते हैं। आपने अन्य सामाजिक प्रजातियों के बजाय मधुमक्खियों पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला क्यों किया?

सामाजिक कीटों के चार प्रमुख समूहों में- दीमक, मधुमक्खी, ततैया, और चींटियाँ-मधुमक्खियाँ केवल ऐसी प्रजातियाँ हैं जो सामाजिक और एकान्त होने के बीच बदल सकती हैं। सभी चींटियां और सभी दीमक सामाजिक हैं। वहाँ दोनों सामाजिक और एकान्त ततैया हैं, लेकिन, कम से कम आज तक खोजी गई प्रजातियों में से, कोई भी ततैया प्रजातियाँ एकान्त और सामाजिक रूप से प्रजनन नहीं कर सकती हैं, जैसा कि मेगालोप्टा जीनलिस मधुमक्खी कर सकती है।

इसके अलावा, मधुकोश मस्तिष्क के तंत्रिकाविज्ञान और विकास का बहुत अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, और कुछ अन्य प्रजातियों का अध्ययन बहुत कम हद तक किया गया है। साथ में, ये अध्ययन बताते हैं कि वयस्क कीटों पर भी पर्यावरणीय प्रभाव, मस्तिष्क के विकास को प्रभावित करता है। इससे हमें संदेह हुआ कि मेगालोपा जननांगों का सामाजिक वातावरण मस्तिष्क के विकास को भी प्रभावित कर सकता है।

सामाजिक मधुमक्खी रानी और एकान्त रानी के बीच क्या अंतर है?

दोनों के बीच सबसे महत्वपूर्ण समानता यह है कि वे दोनों प्रजनन करते हैं - अर्थात् अंडे देते हैं। मुख्य अंतर यह है कि सामाजिक रानी शायद ही कभी अपना घोंसला छोड़ती हैं, और शायद ही पराग और अमृत के लिए चारा बनाती हैं। वे केवल अंडे देते हैं। दूसरी ओर, एकांत रानियों को प्रजनन के सभी कर्तव्यों को करना पड़ता है। उन्हें अपनी संतानों के लिए भोजन (पराग और अमृत) इकट्ठा करना चाहिए, साथ ही साथ उनके अंडाशय में अंडे का विकास करना चाहिए और उन्हें प्रावधानित भोजन के साथ व्यक्तिगत घोंसले की कोशिकाओं में रखना चाहिए। सामाजिक मधुमक्खी क्वीन्स उन कर्तव्यों में से कई को अपने श्रमिकों के लिए छोड़ देते हैं। सामाजिक और एकान्त रानियों के बीच अन्य प्रमुख अंतर यह है कि सामाजिक रानियों को अपनी बेटियों पर सामाजिक प्रभुत्व स्थापित करना और बनाए रखना चाहिए, जो कि श्रमिक के रूप में घोंसले में रहती हैं।

मस्तिष्क के विकास के दृष्टिकोण से, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यहां तक ​​कि सामाजिक घोंसले भी एकान्त घोंसले के रूप में शुरू हुए: एक महिला एक घोंसले का निर्माण करती है और अंडे देती है, फिर बेटियों की पहली पीढ़ी या तो घोंसला छोड़ देती है अपने स्वयं के घोंसले शुरू करने के लिए, या वे रहती हैं अधीनस्थ श्रमिकों के रूप में उनके घातक घोंसले में। इस प्रकार, जबकि सामाजिक रानियां शायद ही कभी चारा काटती हैं, उन्हें अपना घोंसला स्थापित करने के लिए, एक बिंदु पर, करना पड़ा। दूसरी ओर सामाजिक घोंसले से जुड़ा प्रभुत्व संबंध, सामाजिक रानियों के लिए अद्वितीय है।

क्या आप सामाजिक मस्तिष्क की परिकल्पना की व्याख्या कर सकते हैं, जिसे आपने इस अध्ययन में खोजा है?

सामाजिक मस्तिष्क की परिकल्पना का प्रस्ताव है कि सामाजिक जीवन की जटिलताएं - प्रभुत्व पदानुक्रमों, पारिवारिक संबंधों, व्यक्तिगत पहचान पर नज़र रखना - इतनी संज्ञानात्मक रूप से मांग कर रही हैं कि उन्हें ऊपर और बाहर बढ़ी हुई बुद्धि की आवश्यकता होती है जो कि जानवरों को अपने जीवन के बाकी हिस्सों की आवश्यकता होगी।

सामाजिक मस्तिष्क की परिकल्पना की मूल भविष्यवाणी यह ​​है कि, अन्य सभी चीजें समान हैं, सामाजिक प्रजातियां एकान्त की तुलना में अधिक बुद्धिमान होंगी। हालाँकि, इसके साथ कुछ व्यावहारिक समस्याएं हैं। एक यह है कि "बुद्धि" एक विशिष्ट विशेषता नहीं है जिसे मापा जा सकता है, इसलिए मस्तिष्क का आकार, या मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्रों (जैसे स्तनधारियों में प्रांतस्था) के आकार को आमतौर पर मापा जाता है। एक और समस्या यह है कि "सभी अन्य चीजें" प्रजातियों के बीच शायद ही कभी समान होती हैं। यहां तक ​​कि निकट संबंधी प्रजातियां अन्य लक्षणों के एक मेजबान में भिन्न होती हैं। अंत में, "सामाजिकता" को निर्धारित करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, कुछ प्रजातियां बड़े समूहों में रह सकती हैं, लेकिन व्यक्तियों के बीच थोड़ी जटिल बातचीत के साथ। अन्य प्रजातियां छोटे समूहों में रह सकती हैं, लेकिन लंबे समय तक चलने वाले, व्यक्तियों के बीच सूक्ष्म संबंधों के साथ। इनमें से कौन अधिक संज्ञानात्मक रूप से मांग करेगा? प्रजातियों के बीच तुलना में निहित कठिनाइयाँ हैं जो हमें मेगालोप्टा जननांगों का उपयोग करने के लिए प्रेरित करती हैं, क्योंकि प्रजातियों के भीतर के व्यक्ति बहुत समान हैं।

आपने पाया कि सीखने और याददाश्त के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्र सामाजिक मधुमक्खी क्वीन्स में बड़ा है। क्या इसका मतलब यह है कि मस्तिष्क स्वयं बड़ा है, या यह अलग तरह से काम करता है?

मस्तिष्क क्षेत्र पूर्ण रूप से बड़ा नहीं था, और न ही दिमाग खुद बड़े थे। जो बड़ा था वह इस मस्तिष्क क्षेत्र के एक भाग (मशरूम शरीर न्युरोपिल) से दूसरे (केन्याई कोशिका निकायों) का अनुपात था। मधुमक्खी मस्तिष्क के विकास के पिछले अध्ययनों में, इस अनुपात के उच्च मूल्य संज्ञानात्मक चुनौतियों से बढ़े हैं, जैसे कि घोंसले के आसपास नए मील के पत्थर के स्थानों को सीखना। इस प्रकार, हमारा डेटा सुझाव देता है कि, सामाजिक मस्तिष्क की परिकल्पना की भविष्यवाणी के अनुसार, सामाजिक अधीनस्थ पर प्रभुत्व स्थापित करना और बनाए रखना एकान्त जीवन की तुलना में अधिक संज्ञानात्मक रूप से मांग है।

आपके प्रश्न का अंतिम भाग वास्तव में इस मामले पर हिट करता है: हम नहीं जानते कि मस्तिष्क के काम करने के तरीके में इन अंतरों का क्या मतलब है - या तो पिछले अध्ययनों के लिए, जो अधिक पारंपरिक शिक्षण चुनौतियों या हमारे अपने पर केंद्रित था, जो सामाजिक मतभेदों पर ध्यान केंद्रित किया। मस्तिष्क के विकास में अंतर के बजाय तंत्रिका कनेक्शन की प्रकृति को देखने वाले भविष्य के अध्ययनों से यह पता लगाने की जरूरत है कि विकास संबंधी मतभेद कार्यात्मक अंतर कैसे पैदा करते हैं।

यह जानकारी कैसे उपयोगी है? यह भविष्य के मधुमक्खी अनुसंधान को कैसे आगे बढ़ा सकता है?

भविष्य के मधुमक्खी अनुसंधान के संदर्भ में, मुझे आशा है कि यह अधिक तुलनात्मक अध्ययनों को प्रेरित करता है। उदाहरण के लिए, एक ही परिवार में कई मधुमक्खियां जैसे कि मेगालोप्टा सांप्रदायिक हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक साथ रहती हैं, लेकिन प्रभुत्व पदानुक्रम में नहीं है। क्या वे मस्तिष्क के विकास के समान पैटर्न दिखाते हैं? और यहां तक ​​कि मधुमक्खियों की विशुद्ध रूप से एकान्त प्रजातियों में से, वे हैं जो सिर्फ एक प्रकार के फूल पर चारा करते हैं, और अन्य जो पराग की एक विस्तृत विविधता को इकट्ठा करते हैं। क्या बाद वाले मस्तिष्क के विकास के अधिक लचीले पैटर्न को दिखाते हैं, जबकि पूर्व में अधिक "हार्ड वायर्ड" हैं?

यह अध्ययन मस्तिष्क के विकास में रुचि रखने वाले शोधकर्ताओं के लिए उपयोगी होना चाहिए क्योंकि यह दर्शाता है कि आपको सामाजिक बुद्धि के विकास का अध्ययन करने के लिए, सभी तार्किक, नैतिक और वैज्ञानिक कठिनाइयों के साथ प्राइमेट्स का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है। समूह के रूप में सामाजिक कीड़े कशेरुकियों की तुलना में व्यापक श्रेणी की अनुमति देते हैं।