Шмели поиграли шариками

Зоологи из Великобритании и Финляндии доказали, что земляные шмели способны играть. В экспериментах эти насекомые катали деревянные шарики, даже если не получали за это никакой награды. Поведение шмелей соответствовало всем критериям игры: в частности, оно было спонтанным, добровольным и отличалось от их обычных действий по поиску пищи или партнера. Как отмечается в статье для журнала Animal Behaviour, это одно из первых достоверных свидетельств того, что насекомые играют.

Многие животные любят играть. Среди них не только обладающие развитым мозгом млекопитающие и птицы, но и, например, некоторые рептилии и рыбы. При этом об игровом поведении у беспозвоночных известно намного меньше. Хотя существуют свидетельства, что, например, рыжие лесные муравьи (Formica rufa) и осы Polistes dominulus играют с сородичами, в целом эта тема почти не изучена.

Зоолог Хируни Самади Галпаяге Дона (Hiruni Samadi Galpayage Dona) из Лондонского университета королевы Марии и ее коллеги решили выяснить, существует ли игровое поведение у шмелей. В ходе прошлого исследования члены команды научили земляных шмелей (Bombus terrestris) перекатывать шарики, чтобы получить доступ к награде. Однако некоторые подопытные особи регулярно катали шарики без видимой пользы для себя. Это навело ученых на мысль, что шмели способны играть с предметами. Однако чтобы поведение животного можно было назвать игрой, оно должно соответствовать пяти критериям: не приносить немедленной пользы; быть добровольным, спонтанным и ценным само по себе; отличаться от более адаптивных форм поведения; быть повторяющимся, но не стереотипным; а также происходить, когда животное не находится в стрессе.

Чтобы проверить, соответствует ли поведение шмелей критериям игры, исследователи провели ряд дополнительных тестов. Для этого они отобрали и пометили 45 шмелей из одной колонии. Затем авторы построили экспериментальную установку. Она состояла из прозрачного туннеля, который вел от контейнера со шмелиным гнездом к камере с восемнадцатью разноцветными деревянными шариками. В центру камеры проходила дорожка (огражденная барьерами, чтобы шарики не выкатились на нее и не преградили шмелям путь), по которой насекомые могли продолжить путь и попасть в следующую камеру, где их ожидало лакомство: раствор сахарозы или измельченная пыльца.

Ежедневно в течение восемнадцати дней шмелям на три часа открывали доступ в камеры с шариками и лакомствами. При этом девять шариков с одной стороны дорожки были приклеены к полу, а девять шариков с другой стороны не были никак закреплены. Поведение насекомых фиксировали на видео.

Проанализировав собранные материалы, авторы выявили 910 случаев взаимодействия шмелей с шариками. Каждая особь катала шарики от 1 до 44 раз за день, по 0,4-31 секунды за раз. При этом шмели перемещали шарики на расстояние от 2 до 601 миллиметра. Самцы проводили за взаимодействием с шариками больше времени, чем самки (возможно, это связано с тем, что мужские особи не носят пищу в колонию, так что у них просто больше свободного времени).

После того, как отдельный шмель в первый раз покатал шарики, он чаще сходил с дорожки в область, где размещались незакрепленные шарики, чем в область с приклеенными шариками (p<0,001). Кроме того, насекомые, покатавшие шарик хотя бы один раз, в дальнейшем чаще взаимодействовали с подвижными шариками, чем с неподвижными (p=0,001). В то же время цвет шариков не влиял на интерес шмелей к ним.

Исследователям не удалось выявить корреляции между интересом шмелей к шарикам и их активностью по сбору пищи. Таким образом, эти насекомые перемещают шарики не потому, что связывают их с источником корма.

Поскольку активнее всего с шариками взаимодействовали шмели в возрасте от трех до семи дней, авторы повторили эксперимент, чтобы уточнить, как возраст влияет на интерес этих насекомых к шарикам. На этот раз в тесте использовались 13 особей младше трех дней и 33 особи старше десяти дней. Кроме того, все шарики в игровой зоне были подвижными. Как и в предыдущем случае, эксперимент проводился в течение трех часов в день, но на протяжении десяти дней. Оказалось, что молодые шмели действительно взаимодействуют с шариками активнее, чем их сородичи постарше. Из 13 особей младше трех дней шарики катали 11, а из 33 особей старше десяти дней — только 14.

На финальном этапе исследования ученые проверили, насколько сильно шмелей привлекает возможность покатать шарики. Для этого они отобрали 42 самки из 4 колоний, после чего по 4 часа в день в течение 2 дней давали им доступ в камеру для кормления, куда можно было попасть через промежуточную камеру, окрашенную в синий или желтый цвет. Раз в двадцать минут эту камеру заменяли на камеру другого цвета. При этом на протяжении всего теста подвижные шарики присутствовали только в камере одного цвета — синего для одной половины группы и желтого для другой половины.

В конце второго дня каждому шмелю дали выбрать между синей и желтой камерами. Насекомое могло пройти из прозрачного тоннеля в любую из них. Ни в одной из камер не было шариков, однако подопытные особи не могли этого увидеть, не оказавшись внутри них. Проанализировав выбор шмелей, авторы выяснили, что особи, которым во время обучения предоставляли шарики в желтых камерах, выбирали желтые камеры намного чаще синих. Особи, которым во время обучения предоставляли шарики в синих камерах, выбирал камеры обоих цветов примерно с одинаковой вероятностью. Тем не менее, исследователи полагают, что полученных результатов достаточно, чтобы считать, что шмели делают выбор на основе цвета камеры, в которой они взаимодействовали с шариками. Это указывает, что для них возможность покатать шарики ценна сама по себе.

Результаты исследования продемонстрировали, что шмели охотно взаимодействуют с шариками даже в тех случаях, когда не получают за это никакой награды. Более того, даже обнаружив значительный запас пищи в камере для кормления, они регулярно отклонялись от прямого маршрута, чтобы покатать шарики. При этом шмели не пытались укусить шарики и не вытягивали в их сторону хоботки — иными словами, они понимали, что эти предметы несъедобны. Однако это не охладило их интереса к ним. Таким образом, катание шариков не выполняет никаких полезных функций. Скорее оно напоминает игры с камнями, зафиксированные у макак и выдр. Таким образом, первый критерий игрового поведения выполняется.

Поскольку шмели самостоятельно сходили с дорожки, чтобы покатать шарики, причем выбирали незакрепленные шарики, их поведение можно назвать добровольным и спонтанным. Кроме того, эксперименты подтверждают, что возможность покатать шарики ценна для насекомых сама по себе. Все это соответствует второму критерию игрового поведения. Взаимодействия шмелей с шариками отличались от их обычных действий во время сбора пищи, спаривания или защиты гнезда (третий критерий). Они также не были стереотипными: время, в течение которого каждая особь катала шарик, и расстояние, на которое она его перемещала, варьировались от раза к разу и от особи к особи (четвертый критерий). Наконец, подопытные шмели не испытывали никакого стресса (пятый критерий). Это значит, что их взаимодействия с шариками можно называть игрой.

Интересно, что как и у других животных, молодые особи шмелей играют охотнее, чем их более взрослые сородичи — пусть их и разделяет всего несколько дней. Возможно, это связано с тем, что в первые дни жизни грибовидные тела шмелиного мозга наиболее пластичны, что делает полученный в этот период игровой опыт особенно ценным для развития двигательных навыков.

Ранее мы рассказывали об исследовании, согласно которому шмели способны терпеть нагрев ради вознаграждения. Это может свидетельствовать, что они чувствуют боль.