Een nieuwe studie van de Drexel University waarin de hersengrootte wordt vergeleken met de lichaamsgrootte, laat zien dat alleen al omdat je bent geëvolueerd om een ​​groot brein te hebben, sommige delen van je hersenen hebben het misschien niet bijgehouden.

Sean O'Donnell, doctoraat, professor aan de Hogeschool voor Kunsten en Wetenschappen aan de Drexel Universiteit, en zijn team bestudeerden een grote verscheidenheid aan Costa Ricaanse papieren wespen om enig licht op dit onderwerp te werpen. En wat ze ontdekten was dat de wespenhersenen een algemene biologische regel volgden - de regel van Haller - als het ging om de totale hersengrootte, maar niet alle hersenen waren gelijk van structuur.

"Hersenen zijn geen homogene massa's:ze zijn onderverdeeld in subregio's die verschillende functies vervullen, "Zei O'Donnell. "En we ontdekten dat niet al deze subregio's evolueren naar dezelfde proportionele grootte."

De totale hersengrootte evolueert in de pas met de lichaamsgrootte, maar het gebruikelijke patroon binnen een geslacht van dieren - de "regel van Haller" genoemd - is dat de kleinste soorten de grootste hersenen hebben in verhouding tot hun lichaamsgrootte.

Bijvoorbeeld, een westelijke gorilla is gemiddeld enkele centimeters korter dan een oostelijke gorilla, maar hun hersenen zijn beide ongeveer even groot. Dat betekent dat de hersenen van een westelijke gorilla een groter deel van zijn totale lichaam zullen uitmaken dan de oostelijke gorilla, volgens de regel van Haller.

mensen, echter, vormen een uitzondering op de regel van Haller. Onze totale hersenomvang is veel groter dan wat onze lichaamsgrootte zou aangeven bij primaten. Dus hoe zijn onze grote hersenen geëvolueerd? O'Donnell en zijn team hoopten dat de papieren wespen aanwijzingen zouden geven.

Ze voerden een onderzoek uit (gepubliceerd in de Biologisch tijdschrift van de Linnean Society ) op meerdere soorten papierwespen binnen de taxonomische stam Eponini om te bepalen of de grootte van hun lichaam gerelateerd was aan de grootte van de verschillende delen van hun hersenen.

"Deze wespen hebben een enorm groottebereik tussen soorten - de grootste soort was meer dan 25 keer zo groot als de kleinste, "O'Donnell zei. "En, belangrijk, hun hersenen zijn verdeeld in verschillende regio's die verschillende hersenfuncties uitvoeren, zoals het verwerken van visuele versus chemische (geur en smaak) inputs."

Het team ontdekte dat de wespenhersenen de regel van Haller leken te volgen. Als je een kleine papierwesp bent, je hersenen zullen ongeveer even groot zijn als die van je neefjes. Maar dat betekent niet dat de afzonderlijke delen van je hersenen overeenkomen met die van je grotere neven.

Er lijkt een klein voorbehoud te zijn bij de regel van Haller, tenminste als het om de wespen gaat. Toen hun lichaamsgrootte afnam, de proportionele grootte van hun hersenen nam wel toe. Echter, enkele van de specifieke, complexe hersengebieden niet.

"Bij de kleinere soorten, de totale hersengrootte bleef bijna constant, naarmate kleinere lichamen evolueerden, maar sommige hersengebieden slonken snel, ' legde O'Donnell uit.

De 'paddestoellichamen' van de wespen (een verzameling neurologische vezels die betrokken zijn bij leren, geheugen en sensorische integratie) en antennekwabben (die chemische informatie verwerken) significant kleiner in proportionele grootte in kleinere wespen.

In totaal, O'Donnell en zijn team onderzochten 94 wespen van 19 soorten afkomstig uit Costa Rica. Hun bevindingen over de krimpende complexe hersengebieden hielden stand, behalve voor één soort.

O'Donnell en zijn team ontdekten dat Apoica pallens, ongewoon verminderde oogkwabben had (gebruikt om te zien), terwijl zijn paddenstoellichamen in de visuele verwerkingsdelen van zijn hersenen veel groter waren dan verwacht.

Maar waarom?

"We geloven dat hun ongewone hersenstructuren verband houden met hun nachtelijke gedrag, " zei O'Donnell. "Apoica is een geslacht van wespen dat het vermogen heeft ontwikkeld om 's nachts te vliegen en te jagen."

Zo'n hersenaanpassing aan hun omgeving is zeker mogelijk - en niet alleen voor hen, maar welke soort dan ook.

"We voorspellen andere insectensoorten die grote veranderingen in het milieu hebben gemaakt - van overdag naar 's nachts, of van boven naar onder de grond - om afwijkingen in de hersenstructuur te laten zien van de lichaamsgrootteverwachtingen voor hun afstamming, ' zei O'Donnell.

Dit is een van de eerste keren dat op deze manier naar specifieke hersenstructuren wordt gekeken. Als zodanig, er is veel dat niet duidelijk is. De onderzoekers weten niet zeker wat voor effect de hersenkwabben van verschillende grootte op de wespen kunnen hebben. En het is ook onduidelijk of dergelijke veranderingen specifiek zijn voor deze wespen of deel kunnen uitmaken van de evolutie over het hele spectrum van sociale insecten (bijen, mieren, termieten enz.) of andere soorten dieren.

"Onze bevindingen tonen aan dat onderzoeken naar de verhouding tussen hersenlichaamgrootte niet mogen veronderstellen dat alle delen van de hersenen gelijk zijn, ' zei O'Donnell. 'En we hopen dat we de weg vrijmaken voor meer inzicht in hoe groter, meer complexe dierlijke hersenen geëvolueerd."