Пчелы, несмотря на их кунжутные мозги, умнее, чем мы думаем.
Связанный контент
- Пчела, которая разбивает твое сердце
- Новая карта подчеркивает сокращение популяции пчел в США
- Что такое Waggle Dance? И почему пчелы делают это?
«Часто люди рассматривают насекомых как бездумные машины», - говорит Клинт Перри, биолог, изучающий эволюцию познания у насекомых в Лондонском университете королевы Марии. Наука недавно оспорила это человеческое предположение, показав, что занятые люди могут использовать инструменты, считать до четырех, изучать «иностранные языки» и даже испытывать некоторое подобие производного от сахара счастья - черт, обычно связанных с животными с большим мозгом.
Теперь Перри и его коллеги опубликовали результаты нового творческого эксперимента, в котором они по сути научили шмелей играть в «пчелиный футбол». Способность насекомых справиться с этой новой задачей - большая оценка интеллекта насекомых, демонстрируя, что они даже более сложные мыслители, чем мы думали. Более того, они сделали все это не только из-за своего крошечного мозга, но и из-за них.
В исследовании, опубликованном в выпуске Science от 23 февраля , исследователи поставили перед группой пчел новую цель (буквально): переместить шарик примерно в половину их размера в обозначенную целевую область. Идея заключалась в том, чтобы поставить им задачу, с которой они никогда бы не столкнулись в природе. Мало того, что пчелы преуспели в этом испытании - принося им сладкое угощение - они удивили исследователей, выяснив, как достичь их новой цели несколькими различными способами.
Некоторым пчелам удалось забить свой мяч в ворота без всякой демонстрации или сначала наблюдать, как мяч движется сам по себе. Но те, кто наблюдал, как другие пчелы успешно заканчивают игру, научились играть быстрее и легче. Самое впечатляющее, что насекомые не просто копировали друг друга - они смотрели, как это делают их товарищи, а потом сами выясняли, как выполнить задачу еще более эффективно, используя свои собственные методы.
Результаты показывают, что пчелы могут справляться со сложным социальным поведением без какого-либо предварительного опыта, что может быть благом в мире, где они сталкиваются с огромными экологическими изменениями и давлением.
Знание некоторых вещей, на которые способны пчелы, могло бы также вдохновить людей сделать немного больше, чтобы помочь их выживанию, добавляет Перри. «Мы часто ставим себя на вершину иерархии, где мы умны и у нас большой мозг, и все, что далеко от нас физически или морфологически, особенно животные с маленьким мозгом, должно быть не умным», - говорит он. «Понимание того, что пчелы и разные насекомые обладают более сложными когнитивными способностями, позволяет нам ценить их больше. И это может помочь нашим усилиям немного лучше жить с ними ».
В рамках тренировки используется искусственная пластичная пчела, чтобы продемонстрировать настоящей пчеле, как переместить шарик в центр кольца. Как только шарик окажется в центре кольца, пчелы награждаются раствором сахарозы. Предоставлено: OJ Loukola и др., Science (2017).Предыдущие исследования показали, что пчелы могут учиться друг у друга при выполнении задач, которые напоминают ковку и другие виды поведения, которые они выполняют в дикой природе. Например, в прошлом году Перри и его коллеги сообщили, что пчелы могут научить друг друга тянуть за ниточки, прикрепленные к искусственным цветам, за вкусную награду. Но Перри хотел проверить, могут ли пчелы действительно научиться поведению, отличному от всего, что, вероятно, выполнили их эволюционные предки.
«Еще более сложные задачи, такие как общение или навигация, генетически запрограммированы и не очень гибки», - говорит он. «Что мы действительно хотели сделать, так это протестировать что-то неестественное, настолько удаленное, насколько мы могли, за пределами того, что они обычно делают».
Ученые получили некоторое представление о том, как пчелы учились, изменяя условия игры. Для некоторых пчел исследователи не продемонстрировали цели игры, а лишь награду, если насекомое каким-то образом преуспело. Два человека все еще понимали задачу, но большинство из них боролись. Другим пчелам была показана «демонстрация призраков», в которой мяч перемещался к цели, управляемой магнитом. Около 80 процентов пчел научились выполнять задачу таким образом.
Наиболее эффективным методом было обучение пчел, наблюдая, как ранее обученная пчела выполняет задание. Каждая пчела, которой научили таким образом, правильно изучала игру и училась быстрее, чем другие. Но пчелы не только копировали своих компаньонов - они также улучшили то, что видели, и добавили свой талант, чтобы выполнить задачу более эффективно.
Был один когнитивный скачок, который особенно впечатлил Перри и его коллег. Во время демонстрации пчел пчел-демонстраторов обучали с помощью установки, в которой были подвижны только самые дальние из трех шаров, то есть они всегда перемещали этот самый дальний шар. Неподготовленные пчелы затем наблюдали, как демонстрант выполняет задачу таким же образом, три раза. Тем не менее, когда им была предоставлена возможность выполнить его самостоятельно, они переместили ближайший мяч, даже если раньше никогда не видели, чтобы он двигался.
«Вчера [соавтор Олли Дж. Лукола] и мне было интересно, выберем ли мы мяч ближе», - говорит Перри. «Если бы мы проходили аналогичное испытание с баскетбольными мячами в гимназии, мы бы попробовали более близкий мяч или просто обратились к тому, который, как мы видели, кто-то успешно использовал? Я думаю, что я бы просто скопировал то, что увидел, потому что не хотел бы рисковать, не получив награду ».
Предоставлено: OJ Loukola и др., Science (2017).Новое исследование помогает продемонстрировать, что мышление животного зависит от его образа жизни, говорит Фелисити Мут, исследователь шмелей в университете Невады, Рено. По ее словам, хотя поведение катящегося шарика не является частью жизни пчелы, когнитивные способности, которые делают это возможным, являются продуктом этой среды.
«У нас есть предположение, что животные, которые больше похожи на нас, способны к сложному познанию», - говорит Мут, который изучает когнитивную основу кормления пчел. «И это совсем не работает. Пчелы должны постоянно учиться чему-то ... Пчела может посетить тысячи цветов за один день, и они могут узнать, какие цвета цветов имеют определенные награды. Пчелы изучают формы, узоры, текстуры. Они могут даже обнаружить электромагнитное поле цветка и создать ассоциации с различными полями ».
НАСА даже отправило пчел в космос и обнаружило, что они быстро приспосабливают свои схемы полета к среде с почти нулевой гравитацией.
Дэвид Рубик, эксперт по пчелам из Смитсоновского института тропических исследований в Панаме, добавляет, что пчелы могут не только видеть и имитировать другой движущийся объект, но и собирать обонятельную, тактильную и даже слуховую информацию.
«Обучение происходит, по крайней мере, для социальных пчел, на широкой стадии поиска пищи и взаимодействия с внешней средой и выполнения множества других вещей, в более или менее полной темноте, внутри гнезда», - отмечает он. «Поскольку у одной и той же пчелы будут оба места, если они будут жить достаточно долго, необходима острая адаптивная гибкость. Это, очевидно, то, что произошло в совершенно новой обстановке в исследовании шмеля, о котором здесь сообщается ».
Пчелы хорошо известны социальной динамикой и интеллектом роя, который существует в улье, системе, которую Томас Д. Сили назвал «демократией медоносных пчел». В книге 2010 года под таким названием он исследует жаркие дебаты пчел и коллективное принятие решений о вопросы жизни и смерти, такие как выбор мест для новых колоний и их массовое перемещение. Медоносные пчелы также славятся своим потрясающим способом общения, при котором работники используют символические жесты, чтобы описать и завербовать других в особенно вкусный источник пищи или многообещающее новое гнездо.
Всем насекомым понадобятся все эти интеллектуальные силы, чтобы противостоять многогранным угрозам, уничтожившим многие популяции. В двухлетнем исследовании, опубликованном Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций в прошлом году, сообщается, что исчезновению угрожает растущее число пчел и других видов опылителей во всем мире. Это плохая новость не только для опылителей, но и для нас: в том же отчете говорится, что 75 процентов мировых продовольственных культур зависят от опыления, по крайней мере частично, и годовая стоимость культур, на которые непосредственно воздействуют опылители, может превысить 500 миллиардов долларов.
Могут ли удивительные когнитивные способности пчел помочь им преодолеть такие огромные проблемы? Перри говорит, что их гибкие умы могут помочь им адаптироваться в меньшей степени, например, к доступу к еде в новых условиях. Но когда дело доходит до более крупных изменений, которые изменяют их экосистемы - изменение климата, пестициды и развитие сельского хозяйства или городов - мы должны адаптировать их. «Я думаю, что большинство больших проблем, с которыми они сталкиваются, - это те, с которыми нам придется иметь дело», - говорит он.
