Отличительной чертой рассудочной деятельности является возможность манипулировать объектами с определенной целью. Такое "использование инструмента" в свое время было приписано только человеку, но потом обнаружено и у приматов, затем у отдельных видов морских млекопитающих, а позже и у птиц. Теперь мы понимаем, что многие виды обладают способностью предвидеть, как конкретный объект может быть использован для достижения цели. Совсем недавно элементарная рассудочная деятельность была обнаружена и у насекомых. Общественные насекомые – пчелы, муравьи, термиты – демонстрируют исключительно сложное поведение, но это поведение у них мы наблюдаем в связи с их обычной жизнью, когда они строят себе жилье, ищут пищу или общаются с другими членами колонии. Могут ли они решать нестандартные задачи? Эксперименты со шмелями (относятся к семейству настоящих пчёл Apidae) показали, что могут, и что они даже способны учиться друг у друга.

В прошлом году в PLOS Biology (October 4, 2016) была опубликована работа исследователей под руководством Ларса Читтки из Великобритании (Лондонский университет королевы Марии) в которой они показали, что насекомые обладают впечатляющими способностями к обучению. Это противоречит стереотипу о том, что умственные способности животных зависят от размера их мозга. Земляному шмелю Bombus terrestris предлагались три искусственных цветка с раствором сахарозы. Цветки находились за стеклом и были шмелям недоступны. Сквозь прозрачную поверхность насекомые могли их видеть, а с помощью коротких шнуров – вытягивать к себе. Сначала «цветки» были свободно доступны, но постепенно ученые все дальше и дальше прятали их под стекло, пока единственным способом добраться до сахара не оказался единственный – «дернуть за веревочку». По словам ученых, это может быть одним из первым примеров выполнения насекомыми классического «павловского» теста, который нередко используют для изучения высших когнитивных способностей у птиц и приматов. Но затем они продемонстрировали нечто еще более удивительное. Авторы помещали необученных шмелей так, чтобы те могли наблюдать за действиями более опытных товарищей, которые трудились за извлечением награды из-под стекла. Более 60% из них быстро переняли новый навык и, в свою очередь, смогли извлечь сахар без всякого обучения, сразу из полностью скрытого «цветка». При этом насекомые максимально точно копировали действия «учителей». Наконец, Читтка и его коллеги подсадили обученных шмелей в колонии, показав, что новый навык легко распространяется – как культурное явление. Шмели повторяли действия своих товарищей, вытаскивающих за веревочку кормушку с угощением.

В своей новой работе, опубликованной журналом Science (№ 355, рр. 833–836 (2017) 24 February 2017), исследователи показали еще более поразительные способности земляных шмелей. Ученые научили насекомых манипулировать искусственным объектом – шариком, – играя в футбол и получая награду за каждый голевой бросок. Помещенным на «поле» шмелям необходимо было закатывать шарик в лунку по центру. Шмелей обучали, демонстрируя «технику игры» с помощью палочки, окрашенной похожими на шмелиные желто-черными полосками, а каждую удачную попытку насекомого вознаграждали порцией сладкого сиропа. Достаточно было обучить лишь нескольких особей – и они демонстрировали эти навыки другим жителям своей колонии, а уже вскоре все могли «зарабатывать» пищу «профессиональной» игрой в футбол. Первые шмели учились футболу в течение месяцев, а их последователи приобрели необходимые навыки за полчаса. Впоследствии ученые могли менять цвет шарика на совершенно другой – шмели все равно распознавали его и продолжали подталкивать, закатывая в «ворота». Более того, если на поле было выложено несколько шариков, насекомые совершенно разумно выбирали тот, который находится ближе к цели. Они действовали так даже в том случае, если «тренер» демонстрировал, как закатывает самый дальний из шариков. Получается, что шмели не просто копировали движения, а «понимали» их суть. Еще удивительнее это с учетом совершенной искусственности этих действий для насекомых, которым в природе не приходится сталкиваться с подобными задачами. «Если животное чего-то не делает, еще не значит, что оно не может это сделать, – говорят ученые. – Просто давление среды не заставляет их». «Наша работа – это последний гвоздь в гроб представлений о том, будто гибкость поведения и обучения насекомых ограничиваются небольшими размерами их мозга», – заявил Ларс Читтка. Мозг шмелей содержит всего около одного миллиона нейронов против около ста миллиардов у человека. Но и этого вполне достаточно для реализации сложных форм поведения и обучения

Сейчас Читтка и его коллеги обучают шмелей выполнять еще более необычные и сложные для них операции. Насекомому надо докатывать шарик до цели, после чего отправляться к совершенно другому месту для получения награды. Разделение действия и его результата во времени и пространстве всерьез усложняет осознание задачи.

Шмели обучались перемещать шарик от края платформы к центру в течение пяти минут (не более), чтобы получить вознаграждение (30% раствор сахарозы в лунке под шариком). Для обучения использовалась палочка, окрашенная в желто-черные полоски. На этапе тестирования задача была такой же, но демонстрации не было. Когда пчелам удавалось перемещать мяч в центр на этапах подготовки или тестирования, экспериментатор немедленно открывал отверстие, используя механический сервопривод с кнопочным механизмом, обеспечивающий доступ к сахарозе.

Новость подготовил © 2017 Богуславский Д.B.

20.03.2017