Guppys visar hur social samvaro påverkar utvecklingen av hjärnan

En sektion av en hjärna hos en guppy som avlats fram genom artificiell selektion baserad på hjärnans storlek. Foto: Laura Vossen

En sektion av en hjärna hos en guppy som avlats fram genom artificiell selektion baserad på hjärnans storlek. Foto: Laura Vossen

Med fiskar som modellorganism ska en forskargrupp ledd från Uppsala universitet testa sambandet mellan socialt beteende och hjärnans form och funktion. Ett brett team av forskare från disciplinerna evolutionsbiologi, teknik, matematik och genetik ska tillsammans kombinera och utveckla tekniker för att för första gången någonsin ge en komplett bild av den evolutionära länken mellan socialitet och utvecklingen av hjärnan hos ryggradsdjur.


Hjärnans storlek, form och funktion tillhör de mest variabla karaktärerna i djurriket. Trots lång tid av forskning vet vi inte särskilt mycket om de evolutionära processer som genererat denna variation.

En av de viktigaste teorierna inom studiet av hjärnans evolution hos ryggradsdjur menar att en av de starkaste selektionskrafterna som påverkar hjärnans form och struktur kommer från de krav på ökad intelligens som sociala interaktioner kräver. Djur med komplexa sociala nätverk har som regel större och mer komplexa hjärnor.

Vissa fiskar mer sociala än andra
Forskarna kommer att testa orsakssambandet mellan socialitet och hjärnans form med hjälp av fiskar, närmare bestämt guppys. Fiskar är lämpliga för dessa studier eftersom de uppvisar stor variation i socialitet samtidigt som fiskhjärnan delar en mängd likheter med andra ryggradsdjur.

Att studera fiskstim är inte bara något för biologer. Stim kan även vara intressanta för matematiker.

- Stimmet är mycket mer avancerat än den enskilda fisken. Det är ett allmänt problem som är giltigt i många olika sammanhang. Den enskilda individen är lättare att förstå sig på än en större grupp, säger David Sumpter, professor i tillämpad matematik vid Uppsala universitet och projektets huvudsökande.

David Sumpter kommer att arbeta med matematiska metoder för att kvantifiera socialitet, det vill säga interaktioner mellan individer i grupper av guppys. Fiskarna filmas när de rör sig i stim och med hjälp av särskilt utvecklad mjukvara samlas data om fiskarnas rörelser in. Det största jobbet är att hitta en enkel beskrivning av hur fiskarna beter sig.

Kartläggning av genetisk bakgrund
Forskarna kommer sedan att använda artificiell selektion för att avla på fiskar med olika beteenden. Slutligen så kommer hel-genoms analyser på de genererade selektionslinjerna att ge forskarna möjlighet till kartläggning av den genetiska bakgrunden till variation i socialt beteende, hjärnans struktur samt interaktionerna mellan de båda.

I forskargruppen ingår David Sumpter, Uppsala universitet, Niclas Kolm, Stockholms universitet, Judith Kolm, University College London och Kristiaan Pelckmans, Uppsala universitet.

Linda Koffmar

Läs mer

Prenumerera på Uppsala universitets nyhetsbrev

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

Uppsala universitet på facebook
Uppsala universitet på Instagram
Uppsala universitet på Youtube
Uppsala universitet på Linkedin