Di Panama, di laboratorium neurobiologi baru Smithsonian Tropical Research Institute, para peneliti sedang mempelajari bagaimana otak lebah keringat tropis Megalopta genalis berhubungan dengan perilaku ratu sosial spesies dan ratu soliter. Studi ini membantu para ilmuwan membuat langkah besar dalam memahami perilaku sosial serangga.
Konten terkait
- Kehidupan Rahasia Lebah
Setelah mengamati lebah selama aktivitas sehari-hari (mengumpulkan makanan dan bertelur), para peneliti menemukan pola yang menarik di wilayah otak yang bertanggung jawab untuk pembelajaran dan daya ingat. Dalam ratu lebah sosial, yang bertanggung jawab untuk mengkoordinasikan jaringan sosial pekerja lebah, sebagian besar otak mereka didedikasikan untuk belajar dan mengingat daripada di ratu soliter, yang harus melakukan banyak pekerjaan sendiri.
Kami berbicara dengan Adam Smith, rekan pasca-doktoral dalam penelitian ini, untuk mempelajari lebih lanjut tentang spesies dan apa yang membuat mereka tergerak.
Ada penelitian lain yang melihat ukuran otak di antara hewan sosial dan non-sosial. Mengapa Anda memutuskan untuk fokus pada lebah, daripada spesies sosial lainnya?
Dari empat kelompok utama serangga sosial - rayap, lebah, tawon, dan semut - hanya lebah dengan spesies yang dapat beralih antara menjadi sosial dan menyendiri. Semua semut dan semua rayap bersifat sosial. Ada tawon sosial dan soliter, tetapi, setidaknya dari spesies yang diselidiki hingga saat ini, tidak ada spesies tawon tunggal yang dapat bereproduksi secara soliter dan sosial, seperti yang dapat dilakukan oleh lebah Megalopta genalis .
Juga, neurobiologi dan perkembangan otak lebah madu dipelajari dengan sangat baik, dan beberapa spesies lain telah dipelajari pada tingkat yang jauh lebih rendah. Bersama-sama, penelitian ini menunjukkan bahwa pengaruh lingkungan, bahkan pada serangga dewasa, mempengaruhi perkembangan otak. Ini membuat kami curiga bahwa lingkungan sosial Megalopta genalis mungkin juga memengaruhi perkembangan otak.
Apa perbedaan antara ratu lebah sosial dan ratu soliter?
Kesamaan yang paling penting di antara keduanya adalah bahwa keduanya bereproduksi — yaitu, bertelur. Perbedaan utama adalah bahwa ratu sosial jarang meninggalkan sarang mereka, dan jarang mencari makan untuk serbuk sari dan nektar. Mereka hanya bertelur. Ratu soliter, di sisi lain, harus melakukan semua tugas reproduksi. Mereka harus mengumpulkan makanan (serbuk sari dan nektar) untuk anak mereka, serta mengembangkan telur di indung telur mereka dan meletakkannya di sel-sel sarang individu dengan makanan yang disediakan. Ratu lebah sosial meninggalkan banyak tugas itu kepada pekerjanya. Perbedaan utama lainnya antara ratu sosial dan soliter adalah ratu sosial harus membangun dan mempertahankan dominasi sosial atas anak perempuan mereka, yang tinggal di sarang sebagai pekerja.
Dari sudut pandang perkembangan otak, penting untuk dicatat bahwa bahkan sarang sosial dimulai sebagai sarang soliter: seekor betina membangun sarang dan bertelur, maka generasi pertama anak perempuan meninggalkan sarang untuk memulai inisiasi sarang mereka sendiri, atau mereka tetap tinggal di sarang natal mereka sebagai pekerja bawahan. Jadi, sementara ratu sosial jarang mencari makan, mereka harus, pada satu titik, untuk membangun sarang mereka. Di pihak lain, hubungan dominasi yang terkait dengan sarang sosial adalah unik bagi ratu sosial.
Bisakah Anda menjelaskan hipotesis otak sosial, yang Anda eksplorasi dalam penelitian ini?
Hipotesis otak sosial mengusulkan bahwa kompleksitas kehidupan sosial — melacak hierarki dominasi, hubungan keluarga, identitas individu — begitu menuntut secara kognitif sehingga mereka membutuhkan kecerdasan yang lebih tinggi di atas dan di luar apa yang seharusnya dibutuhkan hewan selama sisa hidup mereka.
Prediksi dasar hipotesis otak sosial adalah bahwa, semua hal lain dianggap sama, spesies sosial akan lebih cerdas daripada yang soliter. Namun, ada beberapa masalah praktis dengan ini. Salah satunya adalah bahwa "kecerdasan" bukanlah sifat spesifik yang dapat diukur, sehingga ukuran otak, atau ukuran daerah spesifik otak (seperti korteks pada mamalia) biasanya diukur sebagai gantinya. Masalah lain adalah bahwa "semua hal lain" jarang sama di antara spesies. Bahkan spesies yang berkaitan erat berbeda dalam sejumlah sifat lainnya. Terakhir, sulit untuk mengukur "sosialitas." Sebagai contoh, beberapa spesies dapat hidup dalam kelompok besar, tetapi dengan sedikit interaksi yang kompleks antar individu. Spesies lain dapat hidup dalam kelompok kecil, tetapi dengan hubungan yang halus dan tahan lama antar individu. Manakah dari ini akan lebih menuntut secara kognitif? Kesulitan yang melekat dalam perbandingan antar spesies adalah yang memotivasi kami untuk menggunakan Megalopta genalis, karena individu-individu dalam spesies sangat mirip.
Anda menemukan bahwa wilayah otak yang bertanggung jawab untuk belajar dan memori lebih besar di ratu lebah sosial. Apakah itu berarti otak itu sendiri lebih besar, atau itu bekerja secara berbeda?
Wilayah otak tidak lebih besar secara absolut, juga otak itu sendiri tidak lebih besar. Yang lebih besar adalah rasio satu bagian dari wilayah otak ini (neuropil tubuh jamur) dengan yang lain (badan sel Kenyon). Dalam penelitian sebelumnya tentang perkembangan otak lebah, nilai yang lebih tinggi dari rasio ini dihasilkan dari peningkatan tantangan kognitif, seperti mempelajari lokasi tengara baru di sekitar sarang. Dengan demikian, data kami menunjukkan bahwa, seperti yang diprediksi oleh hipotesis otak sosial, membangun dan mempertahankan dominasi atas bawahan sosial lebih menuntut secara kognitif daripada kehidupan sendirian.
Bagian terakhir dari pertanyaan Anda benar-benar menyentuh inti permasalahan: Kami tidak tahu apa arti perbedaan-perbedaan ini dalam hal bagaimana otak bekerja — baik untuk studi sebelumnya, yang berfokus pada tantangan pembelajaran yang lebih tradisional atau kami sendiri, yang berfokus pada perbedaan sosial. Penelitian di masa depan melihat sifat dari koneksi saraf, bukan hanya perbedaan dalam perkembangan otak, diperlukan untuk mengetahui bagaimana perbedaan perkembangan menyebabkan perbedaan fungsional.
Bagaimana informasi ini berguna? Bagaimana ini bisa menjadi penelitian lebah lebih lanjut di masa depan?
Dalam hal penelitian lebah di masa depan, saya harap ini memotivasi studi yang lebih komparatif. Misalnya, banyak lebah dalam keluarga yang sama dengan Megalopta bersifat komunal, artinya mereka hidup bersama, tetapi tidak memiliki hierarki dominasi. Apakah mereka menunjukkan pola perkembangan otak yang serupa? Dan bahkan di antara spesies lebah yang murni soliter, ada orang yang mencari makan hanya pada satu jenis bunga, dan yang lain mengumpulkan berbagai jenis serbuk sari. Apakah yang terakhir menunjukkan pola perkembangan otak yang lebih fleksibel, sedangkan yang sebelumnya lebih "terprogram" untuk mencari makan?
Penelitian ini harus bermanfaat bagi para peneliti yang tertarik pada evolusi otak karena ini menunjukkan bahwa Anda tidak perlu hanya menggunakan primata, dengan semua kesulitan logistik, etika, dan ilmiah yang diperlukan, untuk mempelajari evolusi kecerdasan sosial. Serangga sosial sebagai kelompok memungkinkan perbandingan yang lebih luas daripada vertebrata.
