_ Furnicile deșertului: Pământului câmpul magnetic le calibrează sistemul de navigație

Au doar câțiva centimetri înălțime, iar creierul lor are o structură relativ simplă, cu mai puțin de 1 milion de neuroni. Cu toate acestea, furnicile de deșert din genul Cataglyphis posedă abilități care le deosebesc de multe alte creaturi: animalele sunt capabile să se orienteze către câmpul magnetic al Pământului.

O echipă de cercetare de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). ) a descoperit asta acum câțiva ani. Cu toate acestea, anterior nu se știa unde în creierul furnicilor este procesată informația magnetică. Acest lucru a fost acum rezolvat.

Într-un nou studiu publicat în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences, echipa arată că informațiile despre câmpul magnetic al Pământului sunt procesate în principal în busola internă a furnicilor, așa-numitul complex central, iar în corpurile ciupercilor, centrele de învățare și memorie ale animalelor.

Profesorul Wolfgang Rössler, titular al Catedrei de Fiziologie Comportamentală și Sociobiologie la Universitatea din Würzburg, Dr. Pauline Fleischmann , fost om de știință la Catedra de Fiziologie Comportamentală și Sociobiologie și acum membru al grupului de lucru Neurosensorics/Navigație Animală de la Universitatea din Oldenburg, și Dr. Robin Grob, care de atunci a trecut de la catedra lui Rössler la Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie din Trondheim, au fost responsabili pentru acest studiu.

„Înainte ca o furnică să-și părăsească cuibul subteran pentru prima dată și să plece în căutarea hranei, trebuie să-și calibreze sistemul de navigație”, spune Fleischmann, explicând fundalul. la munca. În timpul așa-numitelor plimbări de învățare, animalele explorează apoi împrejurimile imediate din jurul intrării în cuib și piruetă în mod repetat în jurul propriei axe a corpului, cu scurte opriri între ele. În timpul acestor pauze, ei privesc întotdeauna exact înapoi în direcția intrării în cuib, chiar dacă nu pot vedea micuța gaură din pământ.

Datorită studiilor lor de teren în sudul Greciei, unde furnicile Cataglyphis sunt native. , Fleischmann și colegii ei au reușit să demonstreze că furnicile deșertului se orientează către câmpul magnetic al Pământului în timpul fazei de mers de învățare. Fleischmann și Grob au investigat comportamentul de orientare al furnicilor în timp ce câmpul magnetic era manipulat, dar au căutat și schimbări în sistemul nervos al lui Cataglyphis ca expresie a experienței nou dobândite.

Zoologii s-au concentrat asupra tinerilor muncitori. care nu întreprinsese încă nicio plimbare de învățare. Furnicilor li s-a permis să pornească doar ca parte a experimentelor planificate cu precizie – uneori în condiții naturale, alteori într-un câmp magnetic manipulat permanent care, de exemplu, arăta direcții haotice sau nu permitea orientarea orizontală. Această informație direcțională greșită nu a fost un sistem de referință de încredere pentru comportamentul furnicilor de a privi înapoi la intrarea în cuib în timpul plimbărilor de învățare.

„Analizele noastre neuroanatomice ale creierului arată că furnicile expuse la un câmp magnetic alterat au un volum mai mic și mai puține complexe sinaptice într-o zonă a creierului responsabilă de integrarea informațiilor vizuale și de învățare, așa-numitul corp ciupercă”, explică Fleischmann și Grob. În complexul central, regiunea creierului furnicii în care este ancorată orientarea spațială, aceleași constatări au fost observate în anumite condiții.

Furnicile deșertului cărora li sa permis să facă primele excursii în condiții naturale au fost clar diferite. . Experiențele lor senzoriale, o combinație de informații despre câmpul magnetic, poziția soarelui și mediul vizual, au declanșat un proces de învățare care a fost însoțit de modificări structurale ale neuronilor și de o creștere a conexiunilor sinaptice în regiunile creierului menționate mai sus.

Potrivit oamenilor de știință, acest lucru duce la concluzia că informația magnetică nu servește doar ca busolă pentru navigare, ci și ca sistem de referință global care este crucial pentru formarea memoriei spațiale.

Rezultatele experimentelor lor demonstrează „că furnicile au nevoie de o busolă magnetică funcțională în timpul plimbărilor lor de învățare pentru a-și calibra busola vizuală și, în același timp, pentru a stoca imagini ale mediului cuibului în memoria lor pe termen lung”, spun Fleischmann și spune Grob. În același timp, cercetarea lor se extinde cu mult dincolo de domeniul calibrării busolei la furnici.

Rössler subliniază că „rezultatele oferă informații valoroase despre modul în care stimulii multisenzoriali pot influența plasticitatea neuronală a circuitelor cerebrale pentru navigare într-un mediu critic. faza de maturizare a creierului.”

Ca următor pas, echipa vrea să investigheze în ce organ senzorial furnica deșertului primește informațiile magnetice și prin ce căi senzoriale este transmisă și procesată. Acest lucru nu s-a realizat încă cu nicio specie de animale care se orientează către câmpul magnetic al Pământului.

Datorită sistemului lor nervos gestionabil și relativ mic, insectele, din care face parte Cataglyphis, oferă o oportunitate unică de a investiga baza neuronală a orientării magnetice la toate nivelurile.

(Fluierul)