У шмелей нашли способность к логическим суждениям

Исследовательница из Шотландии обнаружила у диких шмелей способность к логическим суждениям в условиях недостатка информации. Она адаптировала для насекомых парадигму с парой чашек, которую успешно проходят люди и человекообразные обезьяны. Шмелям показывали пару бумажных полосок, одна из которых должна содержать сахарозу, и давали возможность убедиться, что вторая полоска сахарозы не содержит. Далее насекомым давали возможность выбрать полоску — предлагая либо только эту пару полосок, либо три полоски, включая целевую пару, либо две пары полосок. В поиске награды насекомые в большинстве случаев ощупывали вторую полоску из целевой пары, о которой у них уже была часть информации, а не просто любую. Работа опубликована в Biology Letters.

Когда информации не хватает, люди способны принимать решения, опираясь на логику — например, путем исключения альтернатив. Так, если перед человеком поставить две перевернутых чашки и сказать, что под одной из них спрятана награда, а затем поднять пустую чашку, человек сделает вывод, что награда расположена под другой. Этот эксперимент, названный парадигмой двух чашек, успешно проходят и человекообразные обезьяны — шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны. Однако прохождение такого испытания еще не гарантирует наличия логического мышления — обезьяна может не осознавать, что награда лежит или под одной, или под другой чашкой, и выбирать вторую просто исходя из того, что избегает чашку, под которой награды нет.

Чтобы выяснить, на самом ли деле животные способны исключать маловероятные альтернативы, исследователи модифицировали парадигму двух чашек — так появился эксперимент с тремя чашками. В этом случае награда также кладется в одну из двух чашек, скрытых от испытуемого перегородкой, в то время как третья стоит перед ним. Затем экспериментатор убирает перегородку и показывает испытуемому пустую чашку. Логическое рассуждение заставит испытуемого искать награду под второй чашкой, которая была скрыта, а не под той, которая стояла перед ним, пока экспериментатор прятал лакомство. И, как показало раннее исследование, все человекообразные обезьяны последовательно выбирают правильную чашку. Впрочем, логика свойственна не только приматам — у других животных и даже беспозвоночных тоже обнаруживали различные формы логического мышления. Однако неясно, способны ли последние принимать решения путем исключения альтернатив, или эта способность характерна только для позвоночных.

Джема Мартин-Ордас (Gema Martin-Ordas) из Стерлингского университета, недавно открывшая лабораторию по изучению познания пчел, решила поискать способности к логическому мышлению у диких шмелей разных видов, пойманных в Стерлингшире. Она адаптировала для насекомых парадигму двух чашек и ее модификации. Вместо чашек с наградой исследовательница использовала бумажные полоски, пропитанные либо водой или сахарным раствором. Во всех экспериментах шмелей по одному помещали в пластиковую трубку длиной 11–14 сантиметров, где они могли свободно перемещаться. На одном конце этой трубки были отверстия, через которые можно было просовывать бумажные полосы.

В первом эксперименте шмелям предъявляли две полоски; одну (с раствором сахарозы или без) просовывали внутрь трубки, чтобы шмель мог прикоснуться к ней и обнаружить или не обнаружить награду; вторую оставляли снаружи у отверстия. Затем две полоски, пропитанные водой (то есть без награды), вводили в два отверстия трубки и смотрели, какой выбор сделают насекомые. Если в начале в одно из отверстий экспериментатор просовывал полоску, пропитанную раствором сахарозы, то ожидалось, что на этапе выбора шмели предпочтут полоску в том же отверстии. И, напротив, когда шмелям в начале предлагали полоску без сахарозы, их выбор должен был пасть на полоску из соседнего отверстия. Всего было 6 испытаний, когда в начале в трубку к шмелю просовывали полоску с сахарозой, и два — когда без. И в том, и в другом случае насекомые выбирали правильную полоску примерно в 75–80 процентах случаев — даже во время первого теста.

Чтобы проверить, действительно ли шмели в своем выборе полагаются именно на логику (если не А, то Б), Мартин-Ордас провела еще два эксперимента. В одном из них насекомым предлагали три полоски, просовывая каждую в отдельное отверстие. Только одна полоска была пропитана раствором сахарозы — она входила в пару «левая-средняя» или «правая-средняя». После того, как шмели исследовали все три полоски, ознакомительный этап повторяли еще дважды. Затем насекомым снова показывали три полоски, но в отверстие просовывали только одну — с сахарозой. На следующем этапе в то же и в соседнее отверстия просовывали две полоски без награды — и позволяли шмелям выбрать (так им еще раз давали понять, что вознаграждаться может лишь одна полоска из пары, но не третья). На третьем этапе в одно из отверстий снова просовывали одну полоску, но не вознаграждали ее, а две других оставляли снаружи. И в завершении шмелям позволяли выбрать из трех полосок.

В этом эксперименте шмели снова более чем в 70 процентах случаев выбирали правильную полоску — то есть ту полоску из пары, которая должна быть вознаграждена. Если бы насекомые просто избегали полоски, которая не содержит награды, они бы с одинаковой вероятностью выбирали одну из двух оставшихся полосок — однако этого не происходило. Третий эксперимент подтвердил полученные результаты: в нем шмели выбирали уже из четырех полосок, при этом награду содержали две из них — по одной в каждой паре. Если шмели знали, что одна полоска из пары не содержит сахарозы, они в 65 процентах случаев выбирали вторую полоску из той же пары, а не из другой. То есть, по всей видимости, насекомые понимали, что награду содержат обе пары полосок независимо друг от друга — и чаще выбирали тот вариант, который гарантированно должен быть вознагражден.

Исследовательница пришла к выводу, что во всех экспериментах с полосками шмели действительно опирались на логику, и исключали маловероятные альтернативные варианты, чтобы выбрать правильный. Во втором и третьем эксперименте шмели не просто избегали полоски без сахарозы или выбирали случайно между оставшимися, а сосредотачивались на конкретной паре, о которой уже что-то знали — и в большинстве случаев делали верный выбор. И, поскольку на этапе выбора шмели не получали вознаграждения, но при этом часто совершали верный выбор с первой же попытки, результаты нельзя объяснить обучением.

Недавно мы рассказывали о том, как ученые научили шмелей сотрудничать друг с другом — то есть решать задачи совместно, чтобы получить награду. Шмели, обученные сотрудничать, не приступали к испытанию, пока на арене не появлялся партнер.