Пчёлы учатся читать простой «код Морзе»
Исследователи из Лондонского университета королевы Марии впервые показали, что насекомое — шмель Bombus terrestris — может решать, где добывать пищу, на основе различной продолжительности визуальных сигналов. Их статья опубликована в журнале Biology Letters.
В коде Морзе короткая вспышка или «точка» обозначает букву «E», а длинная вспышка, или «тире», — букву «T». До сих пор способность различать «точку» и «тире» наблюдалась только у людей и других позвоночных, таких как макаки или голуби.
Команду, изучавшую эту способность у пчёл, возглавили аспирант Алекс Дэвидсон и его научный руководитель доктор Элизабетта Версаче. Они построили специальный лабиринт, чтобы обучить отдельных пчёл находить сахарную награду в одном из двух мигающих кругов, которые показывались с длинной или короткой продолжительностью вспышки. Например, когда короткая вспышка («точка») ассоциировалась с сахаром, длинная вспышка («тире») вместо этого ассоциировалась с горьким веществом, которое пчёлы не любят.
В каждой комнате лабиринта положение стимулов «точка» и «тире» менялось, чтобы пчёлы не могли полагаться на пространственные подсказки. После того как пчёлы научились лететь прямо к мигающему кругу, связанному с сахаром, их протестировали с мигающими огнями, но без сахара, чтобы проверить, были ли их выборы обусловлены именно вспышкой света, а не обонятельными или визуальными сигналами от сахара.
Пчёлы демонстрируют удивительное восприятие времени
Было ясно, что пчёлы научились различать свет на основе его продолжительности, так как большинство из них сразу же направлялись к «правильной» продолжительности вспышки, ранее связанной с сахаром, независимо от пространственного положения стимула.
Дэвидсон сказал: «Мы хотели выяснить, могут ли шмели научиться различать эти разные длительности, и было так захватывающе наблюдать, как они это делают».
«Поскольку пчёлы не сталкиваются с мигающими стимулами в своей естественной среде, замечательно, что они смогли справиться с этой задачей. Тот факт, что они могли отслеживать продолжительность визуальных стимулов, может указывать на расширение способности обработки времени, которая развилась для других целей, например, для отслеживания движения в пространстве или коммуникации».
«В качестве альтернативы, эта удивительная способность кодировать и обрабатывать временную продолжительность может быть фундаментальным компонентом нервной системы, внутренне присущим свойствам нейронов. Только дальнейшие исследования смогут решить этот вопрос».
Изучение нейронной основы восприятия времени
Нейронные механизмы, участвующие в способности отслеживать время для таких длительностей, в основном остаются неизвестными, так как механизмы, обнаруженные для синхронизации с суточным циклом (циркадные ритмы) и сезонными изменениями, слишком медленны, чтобы объяснить способность различать тире и точку разной продолжительности.
Были выдвинуты различные теории, предполагающие наличие одного или нескольких внутренних часов. Теперь, когда способность различать продолжительность вспышек света обнаружена у насекомых, исследователи смогут тестировать разные модели на этих «миниатюрных мозгах» размером менее одного кубического миллиметра.
Версаче продолжила: «Многие сложные формы поведения животных, такие как навигация и коммуникация, зависят от способностей к обработке времени. Важно использовать широкий сравнительный подход среди разных видов, включая насекомых, чтобы пролить свет на эволюцию этих способностей. Обработка длительностей у насекомых — это свидетельство решения сложной задачи с использованием минимального нейронного субстрата».
«Это имеет значение для сложных когнитивных черт в искусственных нейронных сетях, которые должны стремиться быть максимально эффективными для масштабируемости, черпая вдохновение в биологическом интеллекте».