Осы осознали абстрактные понятия «одинаковый» и «разный»

Зоологи выяснили, что бумажные осы Polistes fuscatus осознают понятия «одинаковый» и «разный». В экспериментах эти насекомые научились отличать друг от друга пары одинаковых и пары разных изображений. Более того, в дополнительном тесте они применили усвоенную закономерность к запаховым меткам. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B, ранее среди всех беспозвоночных такая способность была описана лишь для медоносных пчел.

Многие животные хорошо различают похожие, но отличающиеся стимулы, например, съедобный плод от несъедобного или голос сородича от голоса представителя близкого вида. При этом они ориентируются на конкретные свойства этих стимулов, такие как цвет, запах или форма. Однако способность осознавать абстрактные понятия «разный» и «одинаковый» встречается намного реже. В прошлом ее вообще приписывали исключительно приматам, но дальнейшие исследования продемонстрировали, что она также характерна для врановых, голубей, попугаев, уток и дельфинов. А медоносные пчелы (Apis mellifera), натренированные по цвету отличать одинаковые объекты от разных, без дополнительного обучения перенесли этот принцип на запахи.

Команда зоологов под руководством Хлои Уис (Chloe Weise) из Мичиганского университета решила больше узнать о том, как беспозвоночные воспринимают понятия «разный» и «одинаковый». Исследователи сосредоточили внимание на североамериканских бумажных осах Polistes fuscatus, которые демонстрируют сложное социальное поведение и узнают сородичей по индивидуальным узорам на лице. Кроме того, эти насекомые способны отличать членов своей колонии от чужаков по запаху.

На первом этапе исследования Уис и ее коллеги натренировали ос отличать разные объекты от одинаковых. Для этого насекомых по одному сажали в квадратную камеру, на каждой стенке которой размещалось по два изображения осиных лиц или цветных участка (то есть по восемь изображений на камеру). В общей сложности каждую осу четырежды помещали в камеру, где все стимулы были одинаковыми, и четырежды — в камеру, где стимулы в парах отличались друг от друга. При этом часть ос получала безвредный, но ощутимый удар током при контакте с одинаковыми стимулами, а половина — при контакте с разными. Например, чтобы научить осу избегать отличающихся стимулов, исследователи на две минуты помещали ее в камеру с желтыми и синими изображениями и ударяли током. Затем, после минутного отдыха, насекомое оказывалось в камере, где все изображения были зелеными. Здесь оно не получало удара током. После этого данный цикл повторяли еще трижды с изображениями других цветов.

После этого Уис с соавторами помещали ос в лабиринт с двумя дверцами, на поверхности которых была размещена пара одинаковых или пара разных стимулов. При этом исследователи использовали изображения, которые не встречались насекомым на этапе тренировок. Пол лабиринта был наэлектризован, а единственный безопасный участок находился за одной из дверец. Для ос, которых обучили избегать одинаковых стимулов, он располагался за дверцей с двумя разными изображениями, а для ос, обученных избегать разных стимулов, — за дверцей с двумя одинаковыми изображениями. Каждое насекомое прошло десять таких тестов.

Через сорок пять минут после первого испытания исследователи повторили его с новым типом стимулов. Ос вновь сажали в лабиринт с электрифицированным полом и двумя дверцами, за одной из которых находился безопасный участок. При этом на каждую дверцу была нанесена пара изображений осиных лиц, цветных изображений или запаховых меток. Особям, которых тренировали на цветных метках, предлагали дверцы с изображениями лиц или запаховыми метками, а тем, что тренировались на лицах сородичей, — цветные метки. Как и в первом эксперименте, осам, обученным избегать одинаковых стимулов, нужно было пройти за дверь с двумя разными изображениями или запаховыми метками, а осам, которых научили избегать разных стимулов, — за дверь с одинаковыми изображениями или запаховыми метками. На данном этапе с каждым насекомым проводился всего один тест.

В обоих экспериментах осы чаще выбирали правильную дверцу (p<0,001 и р<0,01 соответственно). В среднем они проходили в правильные дверцы более чем в 80 процентах случаев, что сравнимо с результатами позвоночных животных. При этом насекомые, обученные отличать одинаковые и разные цветные изображения, так же хорошо справлялись с этой задачей, когда стимулы заменяли на изображения осиных лиц или запаховые метки. А особи, которых тренировали на лицах сородичей, с такой же вероятностью отличали друг от друга одинаковые и разные цветные изображения. Иными словами, осы переносят закономерность, усвоенную на одном типе стимулов, на другой тип стимулов.

Результаты исследования демонстрируют, что бумажные осы P. fuscatus осознают абстрактные понятия «одинаковый» и «разный». Это вторые беспозвоночные после медоносных пчел, для которых продемонстрирована данная способность. Уис и ее коллеги подчеркивают, что для решения столь сложной задачи осам и пчелам достаточно менее миллиона нейронов. Для сравнения, у позвоночных, способных осознавать понятия «одинаковый» и «разный», нейронов намного больше: у голубей около 310 миллионов, а у макак — около шести миллиардов.

Ранее мы рассказывали, как биологи выяснили, что выращенные в условиях социальной изоляции бумажные осы P. fuscatus имеют менее развитый передний зрительный бугорок. Вероятно, по этой причине они теряют способность узнавать лица сородичей.

Сергей Коленов