Ці розумні комахи - Екологічний дайджест

Філософ, математик, фізик і фізіолог Рене Декарт, говорячи про тварин та їхню поведінку, порівнював їх з бездушними автоматами. Але те, що ми зараз знаємо про поведінку вищих тварин, призводить до висновку, що вони поводяться набагато складніше, ніж це бачилося у 17 столітті.

Якщо подивитися на те, як влаштовані комахи, то перше, що можна помітити – це їх малі розміри і відповідно мала кількість нервових клітин. Їхні нервові центри в порівнянні з такими у ссавців містять мізерну кількість нейронів. Здавалося б, що тут думати? Але факти – річ уперта. І вони кажуть, що складна поведінка комах, і навіть наявність у них інтелектуальних здібностей – не фантазії.

Цікаво, що здатність до розпізнавання облич та розпізнавання геометричних фігур біля північної паперової оси – це два різні механізми. Коли модель лицьового малюнка, який експериментатори робили у фотошопі, спотворювали та видаляли деякі необхідні складові (за аналогією з людським обличчям малюнок був без рота чи носа), то оса сприймала цей малюнок як геометричну фігуру. Якщо ж модель, відповідала будові лицьової частини оси, то комаха і сприймала цю модель як обличчя і запам'ятовувала на ній кожну цятку.

Іншою характеристикою високого розвитку інтелектуальних здібностей є здатність до знакової передачі будь-якої інформації. Якщо говорити про комах та їхні таланти в даному питанні, то відразу згадуються так звані «танці бджіл». За допомогою системи спеціальних рухів та звукових сигналів, які вчені назвали «танцем бджіл», бджола може передати інформацію про відстань та розташування квітучих рослин.

Виявляється, передача інформації - це ще не все, на що здатні бджоли! Убджолиний вулик щодня прилітають бджоли-розвідники з різних місць, де є квітучі рослини. І решті бджіл важливо визначити, на яку ділянку їм краще летіти за нектаром. Професор нейробіології з Корнельського університету Томас Сілі, вивчаючи механізми прийняття рішень у вулику, відкрив, що розвідники не лише передають інформацію про місцезнаходження квітучих рослин, а й виробляють спеціальні стоп-сигнали під час танцю розвідників, які прилетіли з інших ділянок. Стоп-сигнали є теж танець, метою якого є переконати бджіл не летіти туди, куди запрошують ці конкуренти. Ступінь впливу на рій цих сигналів, що гальмують, залежить від кількості розвідників, що прилетіли з іншої ділянки і «голосують» проти. Подібний механізм прийняття рішень у бджолиному соціумі застосовується також при виборі місця, куди летить рій і нагадує не тільки те, як якесь рішення приймається демократичним голосуванням, а й процеси, що відбуваються при ухваленні рішення головного мозку вищих тварин!

Здатність до рахунку – також ознака високорозвиненої нервової системи. І виявляється, що комахи теж наділені здібностями, схожими на те, що ми називаємо арифметикою! У ході експериментів з рудими лісовими мурахами новосибірські вчені Жанна Резнікова і Борис Рябко встановили, що крім можливості передачі повідомлень за допомогою бінарного коду, ці мурахи мають специфічні математичні здібності. Розвідник знаходить їжу, і йде до мурашника, де повідомляє мурах-фуражирів про місце її знаходження. Передається повідомлення наступним чином: мурашка-розвідник кладе свої вусики на вусики фуражира і попарно натискає ними. Щоправда окрім такої «інструкції», мурашка-розвідник залишає за собою ще й пахучий слід, яким йдуть фуражири. Щобвиключити орієнтацію за пахучим слідом, вчені користувалися стандартними змінними лабіринтами. Після того, як розвідника поміщали до годівниці, і він знаходив вихід з лабіринту, лабіринт замінювали на інший, з таким самим розташуванням годівниці. І мурашкам-фуражирам не залишалося нічого іншого, окрім як орієнтуватися лише «за інструкцією».

У досвіді з лабіринтом, зробленим у формі бінарного дерева, вчені помітили, що якщо шлях мурашки був ближчим до виходу з лабіринту, час, що витрачається на передачу «інструкції», був коротшим. Коротше були повідомлення й у випадку, якщо годівниця знаходилася на такому самому віддаленні від входу, але повертати доводилося весь час в один бік. Результати цього досвіду показали, що ці мурахи користуються бінарним кодом.

У наступній серії дослідів вчені використовували лабіринт у формі гребінки із сорока десятисантиметровими зубцями. На кінцях кожного знаходилася годівниця, але тільки в одній з них був сироп, а інші були наповнені водою. Щоб виключити ймовірність того, що мурахи просто відраховували кількість кроків до потрібного зубця, дослідники змінювали розташування лабіринту у просторі (ставили його вертикально, згинали) та змінювали відстань між зубцями. Зі 152 виходів кашкетів у 117 випадках мурахи відразу йшли до сиропу. Те, що при змінах конфігурації лабіринту фіксувалося таку кількість вірних приходів мурах до годівниці, підтвердило здатність цих комах передавати інформацію кодованому вигляді.

Але справжній сюрприз очікував вчених під час аналізу того, скільки часу мурахи витрачають на передачу сигналу. Виявилося, що час на передачу сигналу був меншим не тільки в тому випадку, якщо сироп був на зубці біля входу до лабіринту. Були ще зубці на гребінці, «розповідь» про дорогу до яких займала менше часу. Причомуці орієнтовні зубці вибиралися мурахами, мабуть довільно. У дослідах з лабіринтом-гребінцем один рік такими були 7-й та 14-й, а в іншому році 10-й та 20-й зубці. Більше того, виявилося, що час передачі «інструкції» про перебування сиропу тепер пропорційно збільшувався, залежно від того, на якій відстані від «особливого» зубця була їжа. Таким чином було встановлено, що мурахи здатні до операцій, подібних до нашого додавання і віднімання, і що межа складності у них в межах віднімання або додавання обмежується п'ятьма.

Звичайно, говорити про те, що інтелект комах якимось чином можна порівняти з людським явно передчасно. Деякі ентомологи говорять, що на одиницю нервової тканини комахи «думають» більше людей, і тому комахи найінтелектуальніші тварини. Це звичайно жарт. Проте механізми якими функціонує наш розум, мабуть, мають властивість універсальних законів, які у природі. І вивчення поведінки комах може багато що розповісти у тому, як формувалися функціональні блоки нашої свідомості.