螞蟻的分工與神經系統的關聯性

對於真社會性昆蟲而言，針對不同的需要進行分工是能面對環境挑戰的關鍵。為了達到良好的分工，對不同的形態及行為特化的神經系統是不可或缺的，也就是部分神經系統必須有一定程度的神經可塑性。其中具有高階感官處理以及控制行為功能的蕈狀體(mushroom bodies, MB)的可塑性，已經在多種昆蟲被發現與行為的多樣性有關聯。

本篇論文的作者針對MB中微纖維球(microglomeruli, MG)的部分在兩種同屬的螞蟻身上的變化提出幾個假說並進行了實驗，作者假設根據分工，不同工作的螞蟻其行為的不同將會反映在MG的變化上，並且年齡的不同也可能造成同樣的變化。作者挑選了Pheidole屬的P. dentata、 P. morrisi 這兩種生態、分工皆不同的螞蟻進行實驗，量測其MG的尺寸以及密度進行不同分工(兵蟻及工蟻)、年齡的比較。其中P. dentata的兵蟻的行為為單純特化成防禦巢穴，相對的P. morrisi的兵蟻則除了防禦巢穴之外，也具有覓食、照顧幼蟲等行為，作者便是推測這種行為多樣性的不同會反映在MG的變化上。

量測的結果並不完全符合作者的預期，作者認為MG的lip部(涉及嗅覺)和collar部(涉及視覺)會因為行為的多樣性而有著更高的密度，而隨著年齡的增長則會因為突觸的修剪而降低MG的密度。實際的結果只支持了年齡部分的假說，以lip部分而言與假設相反，行為較單一且功能較少的兵蟻其MG的lip部的密度相對較高，品種間的比較也呈現出功能較少的P. dentata兵蟻反而具有密度較高的lip部。Collar部則呈現與lip部相似的結果，但只有品種及年齡所帶來的密度差異具有統計上的顯著差異。而無論是哪個部位在年齡上的密度差異都符合假說，呈現了年齡與突觸的修剪的關聯。

雖不全如預期，但針對相近品種的昆蟲其不同的行為、社會性所帶來的MG的變化進行比較是有其意義的，但MG或是MB的變化造成的行為上的改變，其中的機制還有很多部分尚待釐清。

撰文者：曾思喬

原始論文：Darcy G. Gordon, Alejandra Zelaya, Katherine Ronk, James F.A. Traniello, Interspecific comparison of mushroom body synaptic complexes of dimorphic workers in the ant genus Pheidole, In Neuroscience Letters, Volume 662, 2018, Pages 110-114, ISSN 0304-3940, https://doi.org/10.1016/j.neulet.2017.10.009.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304394017308273