• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12 ноября, 13:10
Илья Гриднев
147

Шмели научились понимать азбуку Морзе

❋ 3.8

Шмели научились различать короткие и длинные вспышки света, чтобы находить еду. Это умение, напоминающее понимание азбуки Морзе, ранее считалось присущим только позвоночным животным.

Фото экспериментальной модели. Справа — деревянный ящик, где живут шмели. Он соединен акриловыми туннелями с камерой наблюдения в верхней части изображения (там шмели кормились) и тремя экспериментальными отсеками слева (там им предъявляли стимулы и растворы). / © ph: Alex Davidson, Queen Mary University of London

Способность обрабатывать временную информацию важна для выживания животных. Она помогает планировать поиск пищи, общаться с сородичами и избегать хищников. Например, колибри запоминают, как быстро в определенных цветах восполняется нектар, чтобы прилетать к ним в нужный момент. У медоносных пчел существует сложный «танец», в котором длительность движений указывает на расстояние до источника пищи.

Механизмы восприятия времени у животных работают в разных масштабах: от многолетних сезонных циклов до долей секунды. Длинные циклы, такие как смена дня и ночи, регулируют внутренние биологические часы, основанные на синтезе белков. Но эти механизмы слишком медленные, чтобы объяснять способность различать короткие интервалы, измеряемые в секундах. До недавнего времени считалось, что это доступно только позвоночным с более развитым мозгом: обезьянам, крысам или голубям.

Вопрос о том, как с подобными задачами справляются насекомые с их миниатюрной нервной системой, оставался открытым. Их мозг меньше одного кубического миллиметра, но при этом они демонстрируют сложное поведение. Поэтому понимание их способностей помогает раскрыть фундаментальные принципы работы нервной системы.

Биологи решили проверить, могут ли шмели Bombus terrestris различать длительность визуальных сигналов, чтобы принимать решения. Результаты опубликованы в журнале Biology Letters.

Исследователи построили специальный лабиринт из трех отсеков. В каждом отсеке находился монитор, на котором шмелям показывали два мигающих желтых круга. Один круг мигал с короткими интервалами, условно «точка», а другой — с длинными, условно «тире».

В процессе обучения один из сигналов связывали с наградой — каплей сахарного раствора, а другой — с наказанием в виде капли горького раствора хинина. Чтобы шмели не запоминали местоположение награды, а ориентировались именно на сигнал, позиции «точки» и «тире» постоянно меняли.

Обучение продолжалось до тех пор, пока шмель не начинал делать 15 правильных выборов из 20 попыток. После этого начиналась фаза тестирования. В ней капли с сахаром и хинином заменяли на капли с обычной водой. Это позволяло убедиться, что насекомые реагируют именно на длительность вспышек, а не на запах или другие побочные признаки награды.

Работа проходила в два этапа. В первом эксперименте общая продолжительность свечения у «длинного» и «короткого» сигналов различалась. Например, в одном из вариантов «длинный» сигнал светился пять секунд, а «короткий» — одну секунду.

Во втором эксперименте задачу усложнили. Общую продолжительность свечения для обоих сигналов сделали одинаковой. За пятисекундный цикл и «длинный», и «короткий» сигналы суммарно светились 2,5 секунды, но с разной частотой и длительностью отдельных вспышек.

Шмели успешно справились с задачей в обоих экспериментах. Они научились безошибочно находить нужный сигнал, связанный с наградой, даже когда общее количество света от двух кругов было одинаковым. В первом эксперименте 16 из 20 шмелей, а во втором — 17 из 21 показали результат выше случайного. Это доказало, что насекомые принимали решение, основываясь именно на длительности отдельных вспышек, а не на общей яркости или частоте миганий.

Исследование доказало, что шмели обладают сложными способностями к обработке временной информации, которые ранее считались недоступными для насекомых. Эти умения не связаны с какими-то врожденными стратегиями поиска пищи, поскольку в природе шмели не сталкиваются с мигающими сигналами. Вероятно, они используют более общие механизмы обучения.

Ученые предположили, что похожие нейронные цепи могут отвечать как за восприятие времени, так и за ориентацию в пространстве, например, при оценке скорости полета. Изучение таких эффективных «вычислительных» систем у насекомых может помочь лучше разобраться в том, как работает мозг на самом базовом уровне.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
10 ноября, 17:41
КБГУ

Исследователи Центра декарбонизации АПК и региональной экономики Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х.М. Бербекова совершили фундаментальное открытие, меняющее десятилетия устоявшихся представлений о жизнедеятельности растений. Ученые доказали, что корневая система растений способна напрямую поглощать диоксид углерода (CO₂) из почвы. Это вносит кардинальные изменения в понимание глобального углеродного цикла.

9 ноября, 15:00
Анатолий Глянцев

Недавно интернет взорвался заголовками: «Симуляция Вселенной невозможна», «Новое исследование полностью опровергает теорию симуляции». Поводом стала статья, авторы которой вознамерились доказать, что мы не живем внутри компьютера. Naked Science объясняет, что не так с этой новостью и можно ли на самом деле доказать, что «матрицы не существует».

10 ноября, 12:19
Юлия Трепалина

Кофе — любимый напиток многих людей, но врачи традиционно советуют пациентам с мерцательной аритмией, или фибрилляцией предсердий, избегать кофеина, чтобы не спровоцировать симптомы этого распространенного нарушения сердечного ритма, способного привести к инсульту и преждевременной смерти. Однако результаты клинических испытаний, которые провела международная группа кардиологов, поставили эту рекомендацию под сомнение.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

9 ноября, 15:00
Анатолий Глянцев

Недавно интернет взорвался заголовками: «Симуляция Вселенной невозможна», «Новое исследование полностью опровергает теорию симуляции». Поводом стала статья, авторы которой вознамерились доказать, что мы не живем внутри компьютера. Naked Science объясняет, что не так с этой новостью и можно ли на самом деле доказать, что «матрицы не существует».

7 ноября, 08:15
Юлия Трепалина

Испанские исследователи проанализировали популярные в соцсетях фото и видео с дикими животными, сгенерированные с помощью искусственного интеллекта. Специалисты пришли к выводу, что такого рода реалистичные, но фейковые материалы способны навредить как людям, так и животному миру, поскольку они вводят в заблуждение и подрывают усилия по сохранению дикой природы.

25 октября, 10:40
Любовь С.

Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

13 октября, 11:10
Илья Гриднев

Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно