Биологи из Великобритании обнаружили, что земляные шмели могут различать временные интервалы разной длительности. Насекомые научились ассоциировать с вознаграждением определенный паттерн мигания лампочки в пяти- или десятисекундном цикле. Даже если общее время горения лампочек в течение одного цикла было одинаковым, но одна лампочка мигала быстро, а другая — медленно, шмели все равно могли различить их. Работа опубликована в Biology Letters.
Способность следить за временем может понадобиться животным для коммуникации или поиска пищи. Люди и некоторые другие позвоночные — например, макаки, крысы и голуби — легко различают интервалы длительностью в несколько секунд. А вот данные о насекомых противоречивые. Осы Microplitis croceipes отличают пять минут от получаса, а шмели Bombus impatiens могут научиться ожидать награды после заданного интервала в 6 или 36 секунд. Кроме того, шмели отслеживают скорость, с которой нектар возобновляется в тех или иных цветах. Брачные крики самцов могут потребовать от самок сверчков чувствительности к их временным характеристикам — длительности и периодичности. Однако медоносные пчелы не продемонстрировали способности различать временные интервалы разной длительности.
В новом исследовании команда ученых из Лондонского университета королевы Марии под руководством Александера Дэвидсона (Alexander Davidson) сосредоточила свое внимание на земляных шмелях (Bombus terrestris). Они хотели узнать, могут ли эти насекомые различать временные интервалы. Для этого со шмелями провели два эксперимента, в каждом из которых им одновременно предъявляли две по-разному мигающих лампочки и учили ассоциировать один из интервалов с наградой в виде сладкой воды, а другой — с неприятным раствором хинина. В первом эксперименте было две пары интервалов: 0,5 и 2,5 секунды и 1 и 5 секунд. Первая пара лампочек мигала с периодичностью раз в пять секунд, а вторая — раз в десять. Таким образом, общая длительность горения лампочек в паре была разной. Для десяти шмелей вознаграждался короткий стимул, а для других десяти — наоборот. После того, как насекомые правильно выбрали лампочку в пятнадцати из двадцати испытаний с наградой, они проходили тесты без вознаграждения.
В испытаниях без награды шмели выбирали лампочку, которую до этого научились ассоциировать со сладкой водой, примерно в 62 процентах случаев — то есть несколько чаще, чем если бы выбирали наугад (тогда бы доля правильных выборов составила 50 процентов). При этом 20 процентов шмелей ошибались более чем в половине случаев, а другие 20 — выбирали правильный интервал в 73–86 процентах случаев.
Во втором эксперименте ученые предлагали различить быстро и медленно мигающие лампочки уже другой группе из 21 шмеля. Но теперь общее время горения лампочек в одном цикле было одинаковым. Каждый цикл длился пять секунд, но одна лампочка горела по две с половиной секунды с такими же паузами, а другая — по полсекунды с такими же паузами. В итоге за пять секунд обе лампочки горели одинаковое время — две с половиной секунды. Насекомые и в этом случае научились различать интервалы: в среднем они выбирали правильно примерно в 58 процентах случаев.
Авторы пришли к выводу, что земляные шмели чувствительны к секундным и субсекундным временным интервалам и могут научиться различать их. Поскольку мигающие лампочки не встречаются в естественной среде обитания шмелей, их способность различать интервалы мигания может указывать на общую способность воспринимать длительность зрительных стимулов. Ученые предположили, что это может помогать насекомым определять высоту и скорость полета по скорости изменения картинок с земли.
Шмели и их родственники, медоносные пчелы, демонстрируют множество способностей, которые когда-то считались уникальными для позвоночных или даже для людей. Так, например, пчелы упорядочивают числа слева направо и понимают концепцию ноля.