Пчелы упорядочили числа слева направо
Ранее такая особенность была обнаружена только у позвоночных
Медоносные пчёлы способны оценивать числа и размещать их в пространстве слева направо в зависимости от величины. Исследователи полагают, что пчёлы руководствуются мысленной числовой линией, а расположение чисел в ней связано с эталонным числом, на котором пчёл предварительно обучали. Результаты экспериментов опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Мысленная числовая линия — это форма пространственно-числового представления, для которой характерно размещение маленьких чисел в левом пространстве, а больших в правом. Такое упорядочивание свойственно людям и традиционно его связывали с привычками письма и чтения. Однако, это утверждение является спорным, поскольку мысленную числовую линию обнаружили также у цыплят, обезьян и рыб — это ставит под вопрос культурное объяснение явления.
При этом некоторые учёные склонны полагать, что такое размещение чисел в пространстве является врождённым, о чём говорят исследования новорожденных младенцев и нечеловеческих животных. И животные, и младенцы, которые не были подвержены влиянию культуры, показали связь между левой стороной пространства и меньшими числами, и правой стороной пространства и большими числами. То есть так же, как и взрослые люди. Но врождённость мысленной числовой линии также вызывает вопросы. Кроме того, остается неясным филогенетическое происхождения представления об этой линии, не понятно, свойственна ли эта пространственная сортировка чисел только позвоночным, или её можно обнаружить и у беспозвоночных.
Команда учёных из Италии, Франции и Швейцарии решила выяснить это на примере пчёл. Мартин Джурфа (Martin Giurfa) из Университета Поля Сабатье в Тулузе совместно с коллегами изучил числовое чувство медоносных пчёл (Apis mellifera) и обнаружил, что эти насекомые, как и люди, склонны располагать числа слева направо в зависимости от их величины.
Пчёл обучили залетать в деревянный ящик для сбора сахарозы. В ящике было два отсека, на задней стенке первого был вход для пролета во второй отсек, где была задняя панель, к которой по диагонали сходились ещё две боковые стенки. На задней панели размещали мишень — белый квадрат с изображениями разных фигур (круг, квадрат, треугольник), которые варьировались по количеству, также в устройство на мишени подавалась сахароза. Пчёл обучали на числах один, три и пять, каждый раз фигуры и их расположение менялись, оставалось таким же только число. Пчёлы совершали по 30 полётов к тренировочной мишени. Затем её убирали, и на боковых панелях располагали две одинаковые тестовые мишени, отражённые зеркально. Были проведены контрольные тесты с числами, на которых пчёл обучали, подтвердившие, что у насекомых нет предпочтения правой или левой стороны — при размещении на боковых панелях эталонного числа пчелы с одинаковой вероятностью выбирали как левую, так и правую сторону.
Затем учёные проверили, существует ли у пчёл мысленная числовая линия. Для этого, пчела, обученные на числе три (n=14), четыре раза залетали в ящик: два раза на боковых панелях (левой и правой) размещали число меньше (один), а два раза — число больше эталонного (пять). На этот раз мишени были без сахарозы. Каждый раз фигуры варьировались случайно между пчёлами и тестами. Последовательность четырех тестов тоже менялась от пчелы к пчеле, а между ними были три пробы, чтобы освежить насекомому память: снова предъявлялся эталонный номер, и пчела получала сахарозу, если садилась на него. Таким образом сохранялась пищевая мотивация между тестами без вознаграждения. Пчёлы, обученные на числе три, чаще выбирали (то есть садились на мишень) число один слева (первый выбор пчелы, доля выбора мишеней слева = 0,93, P <0,001, 95-процентный ДИ [0,76 — 0,99]), а число пять справа (доля выбора мишеней слева =0,79, P = 0,004, 95-процентный ДИ [0,59 — 0,92]).
Также были протестированы пчёлы, обученные на числах один (n = 16) и пять (n = 15). Всем им в качестве тестовых мишеней были представлены мишени с числом три. Было проведено два теста с тремя пробами-напоминаниями (каждый раз эталонное число было представлено фигурами разной формы). И тут приверженность мысленной числовой линии подтвердилась: пчелы, обученные на числе один, чаще выбирали три справа (первый выбор пчелы, доля выбора мишеней слева = 0,72, Р = 0,02, 95-процентный ДИ [0,53 — 0,86]), а те, кто был обучен на пяти, выбирали три слева (доля выбора мишеней слева = 0,73, P = 0,016, 95-процентный ДИ [0,54 — 0,88]). В ходе экспериментов были исключены ложные подсказки, а ассоциация с правой и левой стороной была связана с эталонным числом. Также эксперименты показали, что выбор пчёл не зависел от нечисловых сигналов мишеней (периметр и площадь фигур). Таким образом, пчелы склонны располагать числа слева направо в соответствии с их величиной, а место в этой мысленной линии зависит от числа, на котором проходило обучение.
Учёные полагают, что мысленная числовая линия эволюционно сохраняется во всех нервных системах, наделенных чувством числа, независимо от нейронной сложности. Результаты эксперимента с пчёлами дают ещё одно свидетельство сходства ощущения чисел у позвоночных и беспозвоночных. Однако, делать какие-то однозначные выводы о работе мысленной числовой линии у живых существ рано. До сих пор сохраняются вопросы к концепции числовой линии, например, врождённая она все же или нет. Так, ранее американские психологи обнаружили, что у людей склонность упорядочивать числа слева направо не является врождённой. Они провели эксперимент с детьми 3-5 лет и с взрослыми из племени цимане. Дети и индейцы с одинаковой вероятностью располагали предметы как слева направо, так и наоборот.
Они подействовали на самцов как афродизиак, а на самок — наоборот
Ученые из Китая обнаружили, что самки восточной фруктовой мухи выделяют четыре вещества, которые привлекают самцов и в то же время отталкивают других самок от тех самцов, которые недавно спаривались. Исследователи выяснили, что синтез этих веществ контролирует фермент элонгаза и ген, отвечающий за определение пола. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences Восточные фруктовые мухи (Bactrocera dorsalis) живут в Юго-Восточной Азии и откладывают личинки в плоды многих диких и культурных растений. Растущие личинки наносят значительный урон фруктовым садам и считаются одним из самых агрессивных плодовых вредителей, поэтому размножение B. dorsalis необходимо контролировать. Для этого ученым важно знать, как именно это размножение регулируется. Уже было звестно, что самцы B. dorsalis выделяют феромоны, которые привлекают самок, однако про феромоны самок ученые до сих пор знали мало. Яояо Чен (Yaoyao Chen) из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета с коллегами решили исследовать феромоны, которые выделяют самки B. dorsalis, и пути, задействованные в их синтезе. Сначала они сравнили химические профили выделений эпидермальных тканей брюшной полости самок и самцов B. dorsalis спустя 10 дней после их рождения. Им удалось идентифицировать четыре соединения, которые были лишь у самок мух: этиллаурат, этилмиристат, этилпальмитат и этил цис-9-гексадеценоат. Эти или аналогичные соединения нередко встречаются у самок других мух рода Bactrocera и выполняют разные функции, а также играют роль феромонов у дрозофил и других насекомых. До третьего дня после появления самки B. dorsalis не выделяли эти вещества, а затем их концентрация росла, становясь максимальной на восьмой день. Также ученые обнаружили эти соединения на самцах сразу после спаривания с самками. Исследователи предположили, что эти соединения — феромоны, которые привлекают самцов. Чтобы это проверить, они ссаживали попарно половозрелых самцов и самок разных возрастов — с 1 по 15 день после появления. Самки первого и второго дня не спаривались с самцами, с третьего по шестой день — спаривались редко, на восьмой день успешность спаривания выросла до 60 процентов и оставалась стабильно высокой до пятнадцатого дня. Самцы также стали предпринимать больше попыток спариться с самками по мере их взросления. После этого исследователи обработали пятидневных самок четырьмя феромонами и стали ссаживать их с самцами. Успешность спаривания в этом случае возросла, как если бы самки тоже были зрелыми: 58–62 процентов самцов успешно ухаживали за самками, активность ухаживаний также возросла. Количество феромонов положительно коррелировало с успешностью совокупления. Если пятидневная самка не была обработана феромонами, лишь 8 процентов самцов спаривались с ней. Дополнительно авторы попробовали привлечь диких фруктовых мух смесью женских феромонов и заманить их в ловушки — в итоге в ловушки попались самцы, но не самки. Дальнейшие эксперименты показали, что самки не так охотно спариваются с самцами, которые недавно спаривались с другими самками и некоторое время после этого распространяли их феромоны. Около пяти часов после первого спаривания последующие спаривания самцов были успешными лишь в 4–12 процентах случаев. При этом самцы не становились менее активными и спустя пять часов ухаживали за самками, как и прежде, но те избегали совокупления. В то же время концентрация женских феромонов, переносимых самцами после спаривания, снижалась со временем и спустя 6 часов авторы не обнаруживали их у самцов. Тогда ученые обработали феромонами девственного десятидневного самца — и самки стали избегать и его тоже. Секвенирование РНК кожных покровов брюшка самок и самцов показало повышенную экспрессию генов элонгаз (elo5 и elo11) — ферментов, которые могли бы участвовать в синтезе всех четырех соединений. Их экспрессия усиливалась по мере взросления самок, а подавление экспрессии гена elo11 приводило к тому, что уровни всех феромонов снижались примерно вдвое. Самки с подавленной экспрессией elo11 меньше привлекали самцов, и успешность спариваний в парах с такими самками была ниже. Затем ученые экспрессировали elo11 в дрожжах и убедились, что дрожжевые клетки могут синтезировать все четыре феромона в присутствии предшественника — этилдеканоата. Дрожжи без фермента синтезировать феромоны не могли. Заключительный эксперимент показал, что экспрессию elo11 контролирует другой ген — doublesex. Он участвует в определении пола мух, подвергаясь альтернативному сплайсингу во время развития яиц. Мужская версия белка подавляет экспрессию гена элонгазы, а женская — активирует. Феромоны животных могут действовать даже более хитрым образом. Например, аргентинские муравьи выделяют вещества, которые одновременно отпугивают муравьев-конкурентов другого вида и привлекают сородичей.
