Visoki su samo nekoliko centimetara i njihov mozak ima relativno jednostavnu strukturu sa manje od milion neurona. Ipak, pustinjski mravi iz roda Catagliphis poseduju sposobnosti koje ih razlikuju od mnogih drugih stvorenja: životinje su u stanju da se orijentišu na Zemljino magnetno polje.
Istraživački tim sa Julius-Makimilians-Universitat Vurzburg (JMU) otkrio je ovo pre nekoliko godina. Međutim, ranije je bilo nepoznato gde se u mozgu mrava obrađuju magnetne informacije. Ovo je sada rešeno.
U novoj studiji objavljenoj u časopisu Proceedings of the National Academi of Sciences, tim pokazuje da se informacije o magnetnom polju Zemlje prvenstveno obrađuju u unutrašnjem kompasu mrava, takozvanom centralnom kompleksu, i u telima pečuraka, centri za učenje i pamćenje životinja.
Profesor Volfgang Rossler, nosilac katedre za bihejvioralnu fiziologiju i sociobiologiju na Univerzitetu u Vircburgu, dr Pauline Fleischmann, bivša naučnica na Katedri za bihevioralnu fiziologiju i sociobiologiju, a sada članica radne grupe za neurosenzoriku/navigaciju životinja na Univerzitetu u Oldenburg i dr Robin Grob, koji je od tada prešao sa Rosslerove katedre na Norveški univerzitet za nauku i tehnologiju u Trondhajmu, bili su odgovorni za ovu studiju.
„Pre nego što mrav prvi put napusti svoje podzemno gnezdo i krene u potragu za hranom, mora da kalibriše svoj navigacioni sistem“, kaže Flajšman, objašnjavajući pozadinu rada. Tokom takozvanih šetnji učenja, životinje zatim istražuju neposrednu okolinu oko ulaza u gnezdo i više puta piruetiraju oko ose sopstvenog tela sa kratkim zaustavljanjima između. Tokom ovih pauza, uvek gledaju tačno unazad u pravcu ulaza u gnezdo, iako ne mogu da vide sićušnu rupu u zemlji.
Zahvaljujući svojim terenskim studijama u južnoj Grčkoj, gde su mravi iz kataglifa, Fleischmann i njene kolege su uspele da dokažu da se pustinjski mravi orijentišu na Zemljino magnetno polje tokom faze hodanja učenja. Flajšman i Grob su istraživali orijentacijsko ponašanje mrava dok se manipulisalo magnetnim poljem, ali su takođe tražili promene u nervnom sistemu Kataglifisa kao izraz novostečenog iskustva.
Zoolozi su se koncentrisali na mlade radnike koji još nisu krenuli u učenje. Mravima je bilo dozvoljeno da krenu samo kao deo precizno planiranih eksperimenata — ponekad u prirodnim uslovima, ponekad u trajno manipulisanom magnetnom polju koje je, na primer, pokazivalo haotične pravce ili nije dozvoljavalo horizontalnu orijentaciju. Ove pogrešne informacije o pravcu nisu bile pouzdan referentni sistem za ponašanje mrava da se osvrnu na ulaz u gnezdo tokom šetnje učenja.
„Naše neuroanatomske analize mozga pokazuju da mravi izloženi izmenjenom magnetnom polju imaju manji volumen i manje sinaptičkih kompleksa u delu mozga odgovornom za integraciju vizuelnih informacija i učenja, takozvanom telu pečurke“, objašnjavaju Flajšman i Grob. . U centralnom kompleksu, regionu mozga mrava u kome je usidrena prostorna orijentacija, uočeni su isti nalazi pod određenim uslovima.
Pustinjski mravi kojima je bilo dozvoljeno da naprave prve izlete u prirodnim uslovima bili su očigledno drugačiji. Njihova čulna iskustva, kombinacija informacija o magnetnom polju, položaju sunca i vizuelnom okruženju, pokrenuli su proces učenja koji je bio praćen strukturnim promenama u neuronima i povećanjem sinaptičkih veza u pomenutim regionima mozga.
Prema naučnicima, to dovodi do zaključka da magnetna informacija ne služi samo kao kompas za navigaciju, već i kao globalni referentni sistem koji je ključan za formiranje prostorne memorije.
Rezultati njihovih eksperimenata dokazuju „da je mravima potreban funkcionalni magnetni kompas tokom svojih šetnji učenja kako bi kalibrirali svoj vizuelni kompas i istovremeno pohranili slike okruženja gnezda u svoju dugoročnu memoriju“, kažu Fleischmann i Grob. Istovremeno, njihovo istraživanje se proteže daleko izvan polja kalibracije kompasa kod mrava.
Rossler naglašava da „rezultati pružaju dragocene informacije o tome kako multisenzorni stimulansi mogu uticati na plastičnost neurona moždanih kola za navigaciju u kritičnoj fazi sazrevanja mozga“.
Kao sledeći korak, tim želi da istraži u kom senzornom organu pustinjski mrav prima magnetnu informaciju i preko kojih senzornih puteva se prenosi i obrađuje. Ovo još nije postignuto ni sa jednom životinjskom vrstom koja se orijentiše na Zemljino magnetno polje.
Zbog svog upravljivog i relativno malog nervnog sistema, insekti, kojima pripada Catagliphis, nude jedinstvenu priliku za istraživanje neuronske osnove magnetne orijentacije na svim nivoima.
