Bąki zaskoczyły naukowców. Mały mózg, a zachowują się jak uczniowie

Eksperyment w brytyjskim laboratorium pokazał, że bąki potrafią uczyć się od siebie zadań tak złożonych, że pojedynczy owad nigdy by na nie nie wpadł.

Badacze z dwóch brytyjskich uczelni przeprowadzili serię testów, które miały sprawdzić, czy owady o mikroskopijnym mózgu mogą gromadzić i przekazywać sobie wiedzę w sposób przypominający ludzką kulturę. Wynik mocno zaskoczył część środowiska naukowego.

Bąk kontra łamigłówka, której nikt sam nie rozwiąże

W centrum eksperymentu znalazła się konstrukcja przypominająca dwuetapową łamigłówkę. Naukowcy przygotowali dla bąków specjalną „skrzyneczkę z nagrodą”. Aby dostać się do porcji słodkiego syropu, owad musiał najpierw przesunąć niebieską płytkę, a dopiero potem czerwoną. Kolejność była kluczowa – pomyłka blokowała dostęp do nagrody.

Dla samotnego bąka to zadanie okazało się praktycznie nie do przeskoczenia. Nawet osobniki, które miały kontakt ze skrzynką przez kilkanaście, a w skrajnych przypadkach kilkadziesiąt dni, nie potrafiły same „wymyślić” właściwej sekwencji ruchów.

Badanie pokazało, że pojedynczy bąk, działający bez podpatrywania innych, nie jest w stanie samodzielnie dojść do rozwiązania dwustopniowej łamigłówki.

Sytuacja zmieniała się diametralnie, gdy w grę wchodziło uczenie się przez obserwację. Naukowcy najpierw „wytrenowali” grupę instruktorów – bąków, które stopniowo, przy wsparciu dodatkowych nagród pośrednich, nauczyły się poprawnej sekwencji ruchów. To też ważny szczegół: nawet te „mądrzejsze” osobniki potrzebowały prowadzenia krok po kroku.

Gdy instruktorzy opanowali już zadanie, do eksperymentu dołączono bąki zupełnie zielone, nieznające skrzynki. Wystarczyło kilkadziesiąt krótkich sesji po 20 minut, aby znacząca część z nich z powodzeniem kopiowała zachowanie nauczycieli. Nie wynajdywały więc rozwiązania same – po prostu uczyły się go z obserwacji.

Co naukowcy nazywają kulturą u zwierząt

W badaniach nad zwierzętami słowo „kultura” ma bardzo konkretne znaczenie. Chodzi o zachowania:

• nabyte przez uczenie się od innych osobników,
• utrzymujące się dłużej w grupie,
• przekazywane dalej kolejnym pokoleniom.

U ludzi takie zachowania tworzą systemy: od gotowania, przez budowanie domów, po obsługę smartfonów. U naczelnych – sposoby używania patyków, rozbijania orzechów, techniki polowania. Do tej pory przyjmowano, że na prawdziwą kulturę „z naddatkiem” stać głównie człowieka i część ssaków o dużych mózgach, zwłaszcza małpy człekokształtne.

W przypadku bąków badacze mówią o kulturze kumulatywnej. Tym terminem opisuje się sytuację, gdy nowe, bardziej złożone zachowania budują się na wcześniejszych pomysłach i są zbyt skomplikowane, by dało się je wymyślić od zera w pojedynkę. Tu właśnie leżała stawka eksperymentu – sprawdzić, czy tak zaawansowane gromadzenie wiedzy w ogóle jest możliwe u owadów.

Według autorów pracy to pierwsze tak mocne potwierdzenie, że zwierzę o mózgu wielkości główki szpilki może przekazywać dalej złożone umiejętności, których samo by nie stworzyło.

Nie wszystkie bąki uczą się tak samo

Badacze zauważyli też coś, co bardzo przypomina dynamikę znaną z ludzkich grup. W kolonii bąków pojawiały się wyraźne różnice indywidualne. Część owadów była bardziej aktywna, częściej podchodziła do łamigłówki, chętniej „kombinowała”. Inne zachowywały się wyraźnie zachowawczo, jakby brakowało im zapału.

To właśnie te najbardziej zaangażowane osobniki najczęściej łapały nowe zachowanie i stawały się jego nośnikami. Reszta uczyła się od nich trochę wolniej lub wcale. W efekcie w kolonii pojawiała się struktura przypominająca sieć: kilka kluczowych „innowatorów” oraz szersza grupa naśladowców.

Taką rolę „liderów kultury” zauważano już u szympansów czy delfinów. Teraz okazuje się, że analogiczne mechanizmy mogą funkcjonować także w gnieździe owadów, które kojarzyły się dotąd głównie z prostym instynktem.

Mikroskopijny mózg, zbiorowa pamięć

Mózg bąka waży mniej niż ziarno maku, a mimo to badanie pokazało, że kolonia może działać jak ruchomy magazyn informacji. Nowe umiejętności rozsiewają się po gnieździe, docierają do kolejnych robotnic i utrzymują się nawet po śmierci pierwszych instruktorów.

Najciekawszy element: wiedza nie znika wraz z owadami, które jako pierwsze ją zdobyły. Przetrwa w zachowaniu całej kolonii.

W praktyce wygląda to tak: część bąków uczy się skomplikowanej sekwencji, potem kolejne osobniki obserwują ich działania i kopiują je, aż umiejętność staje się czymś w rodzaju „normalnego” sposobu postępowania w gnieździe. Gdy pierwsi nauczyciele umierają, zachowanie nadal funkcjonuje. Dla biologów właśnie taka trwałość wiedzy jest jednym z mocnych kryteriów kultury.

Możliwe skutki dla badania innych owadów

Jeden z autorów badań sugeruje, że podobny mechanizm może stać za imponującymi konstrukcjami gniazd u pszczół i os czy złożonym „rolnictwem” mrówek, które hodują mszyce albo grzyby. Zamiast wyłącznie instynktu przekazywanego w genach, część zachowań mogła kiedyś powstać jako nowy pomysł, który potem rozprzestrzenił się przez uczenie społeczne, aż w końcu stał się standardem dla danego gatunku.

Co to może oznaczać dla twojego ogrodu

Na pierwszy rzut oka takie laboratorium ma niewiele wspólnego z rabatą przed blokiem czy działką za miastem. A jednak konsekwencje są bardzo przyziemne. Jeśli bąki rzeczywiście gromadzą i przekazują sobie informacje, to lokalne kolonie mogą wypracowywać własne, dopasowane do okolicy strategie zbierania nektaru i pyłku.

W praktyce kolonia z konkretnego terenu może uczyć się, na które rośliny warto stawiać w czasie suszy, jak radzić sobie z nietypowym rozmieszczeniem kwiatów albo jak efektywnie korzystać z nowych gatunków roślin ozdobnych sadzonych przez ludzi.

Bąki nie tylko odwiedzają kwiaty. Z czasem mogą też wypracowywać bardziej sprytne sposoby korzystania z tego, co im oferujemy w ogrodzie czy na balkonie.

To istotne w okresie gwałtownych zmian klimatu, osuszania siedlisk i spadku liczby zapylaczy. Ewolucja działająca wyłącznie przez dobór naturalny potrzebuje wielu pokoleń. Jeśli owady społeczne potrafią dołożyć do tego szybkie uczenie się w grupie, zyskują dodatkowy margines bezpieczeństwa.

Krótki cykl życia, długie skutki

Jest tu jednak mały haczyk. Kolonia bąków funkcjonuje zwykle tylko przez kilka miesięcy. Po sezonie większość robotnic ginie, a nowa kolonia w kolejnym roku zaczyna od królowej. Taki układ ogranicza, jak długo dana innowacja może się utrzymywać bez odświeżenia.

Badacze sugerują, że jeszcze ciekawsze zjawiska mogą zachodzić u owadów z dłuższym cyklem życia kolonii, na przykład u pszczół miodnych. Tam gniazdo potrafi przetrwać wiele lat, co otwiera drogę do dużo bogatszej „tradycji” przekazywanej pomiędzy sezonami.

Dlaczego ta praca wywołała poruszenie w nauce

Do tej pory granica między „prostym uczeniem się” a kulturą kumulatywną przebiegała dość wysoko – w okolicach kruków, papug i małp człekokształtnych. Włączenie do tej listy owadów z mikromózgiem zmusza badaczy do przemyślenia wielu uproszczeń o inteligencji w przyrodzie.

Test użyty w badaniu był zaprojektowany tak, by wykluczyć proste wyjaśnienia. Samotne osobniki, mimo długiego kontaktu z urządzeniem, nie dochodziły do właściwej kombinacji działań. Instruktorzy potrzebowali treningu krok po kroku, z przejściowymi nagrodami, co jasno wskazuje na realną trudność zadania. Dopiero sieć społeczna w kolonii sprawiła, że skomplikowane zachowanie zaczęło funkcjonować jak wspólna umiejętność.

Dla wielu badaczy to sygnał, że skala „kultury” w przyrodzie jest dużo szersza, niż sądzono. Zamiast ostrej linii między „ludźmi z kulturą” a „resztą zwierząt” rysuje się raczej szerokie pasmo różnych form przekazywania wiedzy, od prostego naśladownictwa po złożone tradycje.

Co z tego wynika dla nas i dla przyrody

Jeśli owady społeczne potrafią tak sprawnie uczyć się od siebie, to ochrona ich siedlisk nabiera dodatkowego znaczenia. Gdy niszczymy konkretne kolonie, z mapy znika nie tylko pewna liczba osobników, ale też lokalna „biblioteka” zachowań wypracowanych pod kątem danego terenu. Odbudowa liczebności nie musi automatycznie oznaczać powrotu tej samej wiedzy, bo nowa kolonia zaczyna praktycznie od zera.

Z perspektywy ogrodników i właścicieli działek to dobry argument, by myśleć o ogrodzie jak o miejscu współpracy z zapylaczami. Różnorodne kwitnące rośliny przez cały sezon, ograniczenie chemii, pozostawianie choć fragmentu dzikiej roślinności – to wszystko tworzy pole manewru dla takich mikroeksperymentów w gnieździe bąków. Im więcej możliwości, tym większa szansa, że owady wypracują skuteczne strategie radzenia sobie z presją środowiska.

Z naukowego punktu widzenia praca z bąkami może być dopiero początkiem. Kolejne badania nad pszczołami, mrówkami czy termitami mogą pokazać, jak daleko sięga zbiorowa pamięć w świecie bez kręgosłupa. Niewykluczone, że część spektakularnych konstrukcji i zachowań, które dotąd przypisywaliśmy samym genom, w rzeczywistości opiera się także na wielopokoleniowym uczeniu się w grupie.