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研究人员对兰花蜂（Euglossa dilemma）大脑展开研究，发现两性大脑存在显著差异，为理解脑结构与行为关系提供依据。
在奇妙的昆虫世界里，不同性别的昆虫往往有着独特的行为模式。就像蚊子，雌性需要寻找宿主，其视觉和化学处理神经纤维（neuropils）区域增大；雄性则依靠雌性的翅膀振动声来定位交配群体，听觉中心更为发达。这种性别特异性行为与神经系统的性别二态性紧密相连。然而，在昆虫大脑研究领域，尽管已发现一些物种存在神经解剖学上的性别差异，但对于脑区之间的形态整合，尤其是同一物种不同性别间的差异，探索还十分有限。
为了深入了解昆虫大脑的奥秘，美国加利福尼亚大学戴维斯分校（University of California, Davis）的研究人员将目光聚焦于兰花蜂（Euglossa dilemma）。这种蜂在社会行为、交配策略和觅食方面存在明显的性别差异，是研究大脑解剖结构与行为特征关系的理想对象。研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了一系列先进的技术方法。首先，通过野外采集兰花蜂巢穴，并在实验室中精心饲养，获取了不到 36 小时龄的新羽化蜜蜂，以此控制年龄和经验对大脑的影响。随后，运用一种创新的基于碘的软组织增强染色方法，结合微 CT 扫描技术，对蜜蜂大脑进行成像。利用 Dragonfly 软件对扫描图像进行处理和分割，构建出性别特异性的大脑图谱。最后，借助 R 语言进行统计分析，包括标准化主轴回归（SMA）和相关性分析等，来探究大脑区域的性别差异和形态整合。
研究结果令人瞩目：
- 大脑区域的性别二态性与生态行为差异相关：研究人员构建的性别特异性大脑图谱显示，雄性和雌性兰花蜂的大脑存在显著差异。从整体来看，尽管两性的大脑与体型都呈等比例缩放关系，但雌性的大脑相对更大。在具体脑区方面，雄性在所有初级视觉处理中心的投资更多，例如其视叶（optic lobe）的三个主要神经纤维区域 —— 薄片（lamina）、髓质（medulla）和小叶（lobula），平均比雌性大 1.3 倍。此外，雄性处理偏振光的特殊结构，如单眼突触丛（ocellar synaptic plexi）和复眼的背缘区域（dorsal rim area，DRA）也更大。而雌性的蘑菇体（mushroom bodies）则更为发达，体积比雄性大 1.2 倍，且其中肯扬细胞（Kenyon cells）的数量明显增加。
- 大脑区域的形态整合存在性别差异：通过相关性分析发现，雄性视叶的神经纤维之间以及视叶与中央复合体（central complex）之间存在高度整合，这表明它们在功能上具有协同作用，可能与雄性的导航和运动控制相关。相比之下，雌性的视叶神经纤维与蘑菇体以及前视结节（anterior optic tubercle）存在整合，且初级和次级嗅觉信息处理中心之间的整合在雌性中更强。
在讨论部分，研究人员指出，这些性别特异性的大脑差异在成年羽化时就已存在，与羽化后的神经可塑性无关，并且与兰花蜂两性显著的行为差异和生态位高度相关。雄性在视觉系统上的更多投资，可能与它们的游牧生活方式、香水收集行为以及在展示位点与其他蜜蜂的频繁互动有关。而雌性较大的蘑菇体则可能与其复杂的社会行为和中央觅食过程中对视觉地标学习的需求相关。
这项研究首次记录了昆虫大脑中性别二态性的形态整合，揭示了大脑结构与行为之间的因果关系。它不仅为理解昆虫的感觉适应和认知能力提供了新的视角，也为后续研究昆虫大脑的进化和功能提供了重要的基础。未来的研究可以进一步探索这些神经差异如何影响蜜蜂的感觉、认知和行为能力，以及年龄和经验对大脑可塑性的影响。
