Шмели опознали ощупанный объект по виду и наоборот
Британские исследователи выяснили, что шмели могут распознавать одни и те же объекты кросс-модально, то есть пользуясь либо зрением, либо осязанием. Для этого шмелей сначала научили находить угощение в блоках разной формы либо по виду, либо на ощупь, а затем проследили за их действиями в случае, когда увиденный объект можно было только потрогать, а ощупанный — только увидеть. Шмели смогли перенести информацию от одной сенсорной модальности к другой. Это означает, что они, подобно людям (и первые из насекомых), действительно способны к кросс-модальному познанию объектов, пишут ученые в журнале Science.
Для распознавания объектов человек использует несколько разных органов чувств, причем информация, которая поступает к одному их них, может запросто заменить другую. К примеру, если человек однажды увидел какой-либо предмет и представляет его форму, то в следующий раз опознать его, используя только осязание, ему не составит труда. В этом случае речь идет о кросс-модальном распознавании — таком, для которого могут практически одинаково эффективно использоваться несколько сенсорных модальностей.
Разумеется, способность к использованию нескольких модальностей для распознавания одних и тех же объектов — не прерогатива человека: в дикой природе животные могут узнавать хищников по голосу, виду и даже запаху. Кросс-модальность между осязанием и зрением, однако, явление в действительности довольно редкое, и помимо человека способность к нему была экспериментально доказана только для других приматов, а также грызунов.
Ларс Читтка (Lars Chittka) из Лондонского университета королевы Марии и его коллеги решили проверить, способны ли к подобному кросс-модальному распознаванию насекомые. Свой эксперимент они поставили на шмелях: опыляют растения они, в основном, при дневном свете, но в экспериментальных условиях могут делать это и в темноте.
Исследователи научили 44 шмеля в абсолютно темной комнате находить сладкую воду: ее размещали в выемке наверху либо шара, либо куба. Затем шмелей разделили на две группы. Первую группу (21 шмель) использовали для того, чтобы проверить, в действительности ли шмели могут распознать предмет на ощупь в темноте: насекомые значительно (p = 4,5 × 10-15) больше времени проводили у тех блоков, в которых до этого находили угощение, даже в том случае, если в них ничего не было, ориентируясь, по-видимому, только на их форму.
Вторую группу из 23 шмелей пустили в уже освещенную комнату с теми же блоками, только прикрытыми прозрачным стеклом со всех сторон: так, чтобы шмели могли их видеть, но не могли потрогать. В этом случае насекомые также значительно (p = 9,8 × 10-16) больше времени проводили у тех блоков, в которых ранее находили угощение — даже с учетом того, что не могли их потрогать, а видели впервые.
Затем ученые проверили и обратный кросс-модальный перенос — от зрения к осязанию — и обучили 43 шмеля искать нектар в блоке той или иной формы только по виду: как и в прошлом эксперименте, они были прикрыты прозрачным стеклом, а комната была освещена. Затем 22 шмелям показали те же самые блоки, но уже без угощения — и те значительно (p = 1,36 × 10-23) больше времени проводили у блоков той формы, у которых до этого получали угощение. Остальных шмелей затем отправили в другую комнату — уже темную, где нужно было ориентироваться на ощупь: насекомые опять же значительно (p = 0,0056) больше времени проводили у тех блоков, из которых ранее получали угощение. При этом у шмелей не получалось распознать объекты, если они их не видели и не могли потрогать.
Считается, что способность к кросс-модальному распознаванию объектов с помощью осязания и зрения требует формирования так называемой ментального изображения: для того, чтобы опознать однажды увиденный предмет на ощупь, необходимо представить его объемную модель и то, как он в действительности будет ощущаться в руках. Пользуются ли точно таким же механизмом шмели, однако, неизвестно: вполне возможно, что они хранят не изображение объекта целиком, а лишь отдельные его части — и по ним ориентируются для кросс-модального распознавания. Так или иначе, ученым удалось доказать, что шмели в действительности способны к кросс-модальному распознаванию объектов — пока что единственные из насекомых.
Несмотря на то, что животные могут использовать сразу несколько сенсорных каналов для того, чтобы распознать объекты или сориентироваться в пространстве, эффективнее ограничиться одним. Так, например, египетские летучие собаки, которые для того, чтобы сориентироваться в пространстве, могут пользоваться либо эхолокацией, либо зрением, чаще всего отдают предпочтение последнему.
Елизавета Ивтушок
Вечерняя активность птиц с ослабленным иммунитетом была ниже, а уровень дневной не изменился
Шведские биологи обнаружили, что черные дрозды, которые плохо себя чувствуют, двигаются меньше в вечерние часы. Птицам ввели липополисахарид, чтобы смоделировать «инфекцию», а затем выпустили. Позже ученые проанализировали собранные данные и и выяснили, что птицы, которым делали инъекцию, меньше двигались с наступлением сумерек в течение 20 дней. На дневную подвижность плохое самочувствие не влияло. Работа опубликована в Proceedings of the Royal Society B. Когда человек или животное заболевает, иммунные клетки начинают высвобождать цитокины, которые нужны для согласованной работы иммунитета. Эти цитокины вызывают и системную реакцию организма — реакцию острой фазы, которая появляется в снижении активности, сонливости и слабости. Такое поведение компенсирует увеличенные во время болезни метаболические потребности. Известно, что иммунная реакция у диких птиц и млекопитающих снижает активность, поиск пищи и миграционное поведение. Так, у воробьев наблюдали снижение активности, территориальной агрессии и пения в течение первых 24 часов после заражения. Однако ученые не так много знают о том, как именно протекает острая фаза у диких свободноживущих животных: большинство исследований проводятся на тех, кто живет в вольерах. Но в дикой природе жизнь не такая предсказуемая, как в неволе: еды не всегда одинаковое количество, хищники не всегда одинаково активны, а период размножения или миграции пропускать не стоит. Поэтому ученым интересно, как животные справляются с недомоганием, когда, например, отдыхать дольше не получится. Исследователи из Лундского университета под руководством Арне Хегеманна (Arne Hegemann) решили исследовать болезненное поведение диких птиц в течение длительного времени после заражения. Они отловили 45 черных дроздов (Turdus merula), прикрепили маленькие акселерометры к их спинам, чтобы отслеживать подвижность, и сделали половине птиц инъекцию липополисахарида. Эти молекулы вызывают те же симптомы, что и бактериальная инфекция, но не вызывают саму инфекцию. Отлов птиц проводили тогда, когда у них уже закончился период размножения — 78 процентов из них уже начали линьку. Также у дроздов взяли образцы крови, чтобы оценить функцию иммунитета. В следующем году птиц отловили снова, чтобы снять с них акселерометры и изучить показания за первые 48 дней после инъекции (если она была), — правда ученым удалось получить данные только 10 «больных» дроздов и 12 дроздов из контрольной группы. Активность недомогающих птиц уменьшилась по сравнению с контрольными: она была ниже на 60 процентов в первые сутки, на 41 процент в первые 48 часов и на 19 процентов с 5 по 20 день. Активность дроздов сильнее всего снижалась в сумерках: они начинали отдыхать на час раньше, а в остальное время дня двигались наравне с контрольными птицами. Эти различия сохранялись 20 дней — даже когда липополисахарид уже не действовал. После 25 дня поведение обработанных и контрольных дроздов уже не различалось. Также авторы выяснили, что поведенческая реакция птиц на воспаление частично зависит от исходной иммунной функции. Активность птиц, которым вводили липополисахарид, положительно коррелировала с доэкспериментальными показателями активности литических ферментов системы комплемента (птицы двигались меньше, если изначально система комплемента работала хуже). Но на подвижность после инфицирования не влияли другие показатели исходного иммунитета: активность неспецифических антител, концентрация белка острой фазы гаптоглобина и способность плазмы к уничтожению патогенов. Ученые не ожидали, что вечерняя активность дроздов, которым вводили липополисахарид, будет снижена так долго. Обычно активность животных после инфицирования снижается не более, чем на девять дней. Возможно, причина в том, что животные в неволе чувствуют себя лучше, потому что еда всегда доступна; такое наблюдалось у кур, зараженных липополисахаридом. Кроме того, в период линьки активность птиц в целом снижается. И авторы также обнаружили, что в течение 20 дней контрольные птицы стали двигаться меньше — в итоге активность зараженных и контрольных птиц сравнялась. То, что днем больные дрозды были так же активны, как и здоровые, исследователей не удивило: птицам необходимо все время летать и искать пищу, поскольку они не накапливают жир. Ранее американские ученые выяснили, что в мозге инфицированных зебровых амадин начинает усиленно вырабатываться фермент, отвечающий за синтез эстрогена. Это помогает птицам бороться с воспалением при инфекции: симптомы утихают в течение суток.