Пчёлы умнее, чем мы думали: От абстракций до социального обучения

Долгое время считалось, что мозг насекомого, размером с кунжутное семя, способен лишь на простейшие инстинкты.

Но исследования последних лет показали: медоносные пчёлы (Apis mellifera) обладают куда более сложными когнитивными способностями, чем мы предполагали. Они умеют обучаться, запоминать, решать логические задачи и даже, как выяснилось, понимать отсутствие — концепцию нуля.

Ключевой вклад в формирование этого направления внёс профессор Ларс Читтка (Queen Mary University of London). Его лаборатория на протяжении более двух десятилетий исследует, как пчёлы учатся, ориентируются и принимают решения. Именно эти фундаментальные работы заложили основу для современных экспериментов по когнитивным способностям насекомых.

На их базе команда Адриана Дайера из Университета RMIT (Мельбурн, Австралия) в 2018 году провела эксперимент, опубликованный в журнале Science, где пчёлы впервые продемонстрировали способность понимать концепцию нуля — то есть воспринимать «пустое» как меньшее, чем любое непустое множество.

Понимание нуля: Сравнение отсутствия

Чтобы проверить, способны ли пчёлы к абстрактному счёту, учёные разделили эксперимент на два этапа.

Сначала пчёл обучали выбирать изображение, на котором было меньшее количество фигур (точек), чтобы получить сладкое вознаграждение. Пчёлам предлагались карточки с числом объектов от одного до шести. Насекомые быстро усвоили правило: «меньше, значит лучше».

На втором, решающем этапе, учёные ввели совершенно новый стимул — пустую карточку (ноль объектов). Пчёлы, обученные выбирать «меньшее», стабильно выбирали именно пустую карточку.

Учёные объяснили этот выбор так: пчёлы воспринимают пустую карту не как фон, а как самое маленькое, полноценное числовое значение. То есть, они логически приравнивают отсутствие к нулю и понимают, что он меньше любого другого положительного числа.

Такое абстрактное понимание до этого наблюдалось лишь у человекообразных обезьян, некоторых морских млекопитающих и ворон.

Обучение через наблюдение

Пчёлы способны не только обучаться сами, но и перенимать опыт у других.

В исследовании 2017 года, проведённом командой во главе с Олли Дж. Лоуколой, была исследована их поведенческая гибкость.

Для начала учёные обучили группу пчёл перемещать маленький шарик в определённую зону для получения награды. Когда к этим экспериментам допустили новых, необученных особей, они осваивали задачу в три раза быстрее, просто наблюдая за действиями уже обученных сородичей.

Чтобы доказать, что пчёлы учатся именно у сородича, а не просто видят движение объекта, учёные разделили наблюдателей на группы. Одни пчёлы видели, как их сородичи или специальная модель перемещают шарик к цели. Другие наблюдали за «призрачной» демонстрацией, при которой шарик двигался к цели, но самостоятельно, спомощью скрытого магнита. И, наконец, третья группа училась только методом проб и ошибок, без какой-либодемонстрации.

Результаты показали, что пчёлы, наблюдавшие за «живой» или модельной демонстрацией, осваивали задачузначительно быстрее и эффективнее, чем обе другие группы (те, кто видел движение магнитом, и те, кто учился в одиночку). Это однозначно доказывает, что ключевым фактором является социальное обучение и целенаправленное копирование действий.

Более того, наблюдатели не просто копировали увиденное, а демонстрировали когнитивную гибкость: вместо того чтобы повторять действия обучающей пчелы (которая двигала дальний шарик), они решали задачу болеерационально, используя ближайший к цели шарик. Это показало, что пчёлы не слепо копируют, а улучшают увиденный навык.

По мнению учёных, такая способность намекает на то, что совершенно новые модели поведения могут быстро появляться у видов, чей образ жизни требует развитых способностей к обучению.

Память, ориентация и статистическое кодирование

Работы группы Читтки и его коллег (в частности, исследования 2019-2021 годов опубликованные в PNAS и других журналах) показали, что пчёлы обладают поразительной пространственной памятью.

В лабораторных лабиринтах они не просто запоминают маршрут, но способны оптимизировать путь, если условия меняются. Это указывает на наличие когнитивной карты — внутреннего «плана» пространства, что раньше считалось свойственным лишь позвоночным.

Недавние сравнения с людьми, проведённые той же командой, выявили любопытный аспект визуального обучения: пчёлы автоматически создают сложное внутреннее представление визуальной среды, опираясь на частотусовместногопоявления элементов визуальной сцены.

Это схоже с человеческим подходом. Однако ключевое различие в том, что пчёлы, в отличие от людей, не кодируют автоматически информацию об условной предсказуемости. Тоесть пчела кодирует только частоту совместного появления объектов. Она реагирует эффективно и быстро, только когда видит свою запомненную пару (например, «синий лепесток» + «определённая тычинка») как единый, надёжный признак цветка. Её мозг формирует «блок памяти», основанный на том, что эти два элемента всегда бывают вместе.

Человек же кодирует не только совместное появление, но и условную предсказуемость. Увидев только один объект из пары (например, «синий лепесток»), автоматически предполагает или прогнозирует с высокой вероятностью, что рядом или следующим будет второй объект («определённая тычинка»).

Учёные предполагают, что именно способность людей спонтанно кодировать прогностическую информацию может быть фундаментальной предпосылкой для развития высших когнитивных способностей.

Почему это важно?

Эти открытия имеют важное значение для биологии и эволюции. Они убедительно показывают, что для сложного интеллекта вовсе не требуется огромный мозг. Вместо этого, эволюция, вероятно, сформировала невероятно компактные и высокоэффективные нейронные цепи, которые позволяют пчёлам решать сложнейшие задачи, жизненно важные для выживания всей колонии.

Таким образом, пчёлы являются ярким примером того, как высокий когнитивный уровень может развиваться независимо в маленьких организмах. Они заставляют нас полностью пересмотреть наши представления об интеллекте в животном мире и о том, на что способны существа, которых мы часто недооцениваем.