Ensamma fiskmammor har större hjärna

Beteendet kan vara viktigt för hjärnans evolution. I en unik studie av Tanganyikasjöns ciklidarter visar Uppsalaforskare att komplicerat vårdbeteende varierar med hjärnstorleken hos honorna. Den enda tidigare studie som visat liknade mönster gällde rovdjur. Resultaten publiceras i dagens nätupplaga av tidskriften Proceedings of the Royal Society of London Series B.

Hur ryggradsdjurens hjärna har utvecklats genom evolutionen är fortfarande ett omdebatterat ämne. En fråga handlar om huruvida hjärnans funktioner hos en specifik art utvecklats för att matcha kraven från omgivningen. Genom att jämföra hjärnans storlek och struktur hos närstående arter med olika livsbetingelser kan man komma svaret på spåren. Tidigare studier har varit små och endast ett fåtal har undersökt skillnader mellan honor och hannar. Denna studie är den första i sitt slag på fiskar - den enda tidigare studie som visat liknande mönster utfördes på rovdjur.

- Det är viktigt att titta på könsskillnader eftersom honor ofta skiljer sig från hannar både i beteende och utseende, säger docent Niclas Kolm, som lett den aktuella studien vid avdelningen för zooekologi, evolutionsbiologiskt centrum, i samarbete med Alejandro Gonzalez-Voyer, post-doc i Kolms lab, och professor Svante Winberg.

Bäst är att fokusera på grupper av arter med stora skillnader i både hjärnstruktur och ekologi och för vilka det existerar kända släktträd. Tanganyikasjöns ciklidarter uppfyller dessa kriterier. De är mycket olika när det gäller kroppsstorlek, diet, habitat, typ av yngelvård, grad av partnerval och könsskillnader, parningssystem och hjärnstruktur. Studien bygger på jämförelser av hjärnans storlek i förhållande till olika ekologiska faktorer hos ett stort antal individer av 39 olika arter. Datamaterialet är unikt, både vad gäller artrikedom och mängden data, bl a från bägge könen. Analyserna tog hänsyn till samtliga ekologiska variabler, släktskap och även till kroppsstorleken hos varje art.

Resultaten visade att faktorerna diet och vårdbeteende samvarierade med hjärnstorleken. Algätande arter, som hade de största hjärnorna, lever i en miljö med hög grad av sociala interaktioner.

- Detta tyder på att den sociala miljön haft betydelse för hjärnans utveckling, säger Niclas Kolm.

Arter där enbart honan vårdar ägg och ungar hade också större hjärnor än arter där båda könen hjälper till med yngelvården. Genom könsspecifica analyser kunde forskarna visa att detta beror på att honorna har större hjärnor när de ensamma tar hand om ungarna jämfört med om de får hjälp av hannen - hannarna visade inte upp några skillnader i hjärnstorlek mellan de två vårdtyperna

Detta är den första studie på fiskar som visar att beteende och hjärnstorlek samvarierar och den tyder på att ekologin kan vara viktig för hjärnans evolution och mer specifikt att komplexa vårdbeteenden kräver en större kognitiv förmåga. Nästa steg är att utöka hjärndatabasen med mer detaljerade data på hjärnstruktur.

- Genom att undersöka hur hjärnans detaljerade struktur samvarierar med arternas ekologi kan vi bättre förstås exakt vilka delar av hjärnan som svarar på vilka selektionstryck från en arts ekologi, säger Niclas Kolm.

Denna studie är det första steget i ett större projekt som undersöker hur hjärnan har utvecklats hos både afrikanska ciklidfiskar och inhemska svenska fiskarter.

Läs studien på Proceedings of the Royal Society of London Series B:s webbplats

För mer information, kontakta Niclas Kolm, tel: 018-471 26 39, niclas.kolm@ebc.uu.se