Cognitive Ability and Brain Complexity in the Genus Xiphophorus and Drosophila melanogaster


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2014
End date: 31/12/2017
Funding: 3150000 SEK


Description

Förhållandet mellan kognitiv förmåga och hjärnkapacitet hos svärdbärande fiskar och bananflugan: Kognition är den process med vilken individer tar emot, lär sig och kommer ihåg information. Hos många olika djur har man visat att en ökad kognitiv förmåga påverkar individers överlevnadsförmåga positivt. Till exempel har en relation mellan ökad kognition och förmåga att hitta föda och tillväxthastighet påvisats. Kognition sker i hjärnan, det är här som individer förstår och interagerar med den omgivande miljön. Faktorer så som diet, socialt system och sexuellt urval har visat sig vara relaterade till storleken på olika arters hjärnor. Både kognition och hjärnstorlek har visat sig vara plastiska ? de kan förändras under en individs livstid. Detta kan ske till följd av förändringar i interna faktorer så som sexuell mognad eller externa faktorer så som komplexiteten i den omgivande miljön. Eftersom hjärnan är ett särdeles kostsamt organ, både att utveckla och bibehålla, så har man antagit att arter och individer har stora hjärnor för att omständigheterna de lever under kräver det. Man har också antagit att anledningen till att en individ eller art har en relativt stor hjärna är att dess interna och externa miljö ställer stora krav på den kognitiva förmågan. Genom att hos olika arter jämföra den kognitiva förmågan med hjärnstorlek har man funnit att dessa två verkligen verkar höra samman. Det kan dock vara svårt att tolka resultat från studier där olika arter jämförs på detta sätt eftersom arterna kan ha utvecklats under helt olika förhållanden som krävt olika nivåer av kognition. Till exempel finns det fågelarter som kan hitta igen frön som de gömt undan på hundratals olika platser. Det faktum att andra arter inte kan göra samma sak betyder dock inte på att de har lägre kognitiv förmåga, utan beror snarare på att miljön de lever i inte kräver denna förmåga. För att direkt testa sambandet mellan kognition och hjärnstorlek bör istället experimentella undersökningar göras på en och samma art. Trots att en sådan typ av undersökningar bör ge den bästa inblicken i hur kognitiv förmåga hänger ihop med hjärnstorlek så är de fortfarande relativt ovanliga. I detta projekt ska jag undersöka hur kognitiv förmåga hör samman med hjärnstorlek genom att använda mig av olika arter av de tropiska sötvattensfiskarna svärdbärare. Hos flera av dessa arter kan hanarna delas in i olika grupper med avseende på kroppsstorlek (små och stora). De stora hanarna har välutvecklade sexuella ornament som de använder för att uppvakta honorna. De små hanarna däremot saknar sexuella ornament och de uppvaktar inte honorna alls, istället smyger de sig på honorna för att para sig med dem. Dessa två olika sätt att leva ställer olika krav på den kognitiva förmågan. Jag ska undersöka hur både dessa levnadssätt liksom den omgivande och social miljön påverkar kognition och hjärnstorlek. Vidare kommer jag att undersöka kognitiv förmåga hos andra svärdbärare hos vilka hanarna bara har en storleksklass (antingen bara stora eller bara små) för att jämföra hur kognition och hjärnstorlek hos närbesläktade arter påverkas av olika levnadssätt. Den kognitiva förmågan kommer jag att undersöka i en serie beteendeexperiment. Den totala storleken på hjärnan kan ge en fingervisning om kognitiv kapacitet men det har också visat sig att vissa specifika delar av hjärnan, där minnesbildning och inlärning faktiskt sker, utgör bättre mått på hjärnkapacitet. Därför kommer jag att göra detaljerade undersökningar av olika delar av hjärnan. Dessutom kommer jag att undersöka hjärnaktiviteten, bland annat genom att mäta koncentrationen av signalsubstansen glutamat i olika delar av hjärnan. I en uppföljningsstudie kommer jag att undersöka morfologi och genuttryck i hjärnorna hos bananflugor som selekterats för hög respektive låg kognitiv förmåga. Hos bananflugan har kognitiv förmåga manipulerats genom selektion, men dessa experiment har aldrig tidigare följts upp av detaljerade undersökningar av vilka effekter selektionen fått på hjärnans utveckling. Detta projekt kommer alltså att undersöka hur kognition och hjärnstorlek hör samman både till följd av naturlig och experimentellt inducerad variation i levnadssätt och omgivande miljö. Jag kommer dessutom att undersöka hjärnstorlek efter flera generationers artificiellt inducerad selektion på kognitiv förmåga. Sålunda kommer detta projekt att ge oss en synnerligen komplett bild av hur kognition och hjärnstorlek hör samman.

Last updated on 2017-22-03 at 07:12