Более ста лет назад немецкий психолог Вольфганг Кёлер провел знаменитый эксперимент, который изменил представление ученых об интеллекте животных и силе интуиции — или спонтанного решения проблем.
Кёлер создал то, что он описал как игровую площадку для группы шимпанзе: банан висел вне досягаемости, а вокруг валялись различные предметы — коробки, палки и палки. Разбросанные предметы предоставляли животным возможность исследовать окружающий мир, а еда представляла собой задачу, которую им предстояло решить. После безуспешных попыток схватить банан шимпанзе быстро начали переставлять предметы. В конце концов, обезьяны сложили коробки и легко забрали награду.
Эксперимент продемонстрировал, что шимпанзе способны к интуиции. Хотя большинство животных могут решать простые задачи, интуиция — это шаг вперед, поскольку она представляет собой понимание причинно-следственных связей, не зависящее от проб и ошибок, подражания другим или предыдущих знаний. Ученые наблюдали эту когнитивную способность лишь у нескольких видов: человекообразных обезьян, слонов и некоторых птиц. В науке продолжаются дебаты о том, следует ли еще большему числу видов — беспозвоночным, таким как осьминоги и некоторые пауки, — также присоединиться к рядам спонтанных решателей задач.
В опубликованном в четверг в журнале Science исследовании предполагается, что шмели обладают интуицией. В лабораторном эксперименте насекомые смогли закатить пластиковый шарик под искусственный синий цветок, перелезть через шарик и использовать его, чтобы добраться до цветка, получив в награду сладкое лакомство. «Мы впервые показали, что шмели могут спонтанно и без предварительного обучения, без каких-либо проб и ошибок, решить совершенно новую задачу манипулирования объектами», — сказал ведущий автор исследования Акшайе Бхамбор, докторант Университета Оулу в Финляндии.
Как показали предыдущие исследования, шмели способны использовать социально усвоенные модели поведения и логическое мышление для решения головоломок. Однако в новом эксперименте исследователи показали насекомым отдельные элементы задачи, но так и не обучили их самому решению.
Этот результат предполагает, что крошечный мозг насекомого может поддерживать удивительно гибкое поведение, считает Джеймс Ние, профессор кафедры экологии, поведения и эволюции Калифорнийского университета в Сан-Диего, который не принимал участия в исследовании. «Пчелы обычно не перемещают предметы, чтобы создавать платформы, поэтому это не является естественным поведением шмелей», — написал он в электронном письме. «Но эксперимент показывает, что они могут запоминать скрытое целевое местоположение и манипулировать объектом относительно этой цели».
Это захватывающее новое исследование показывает, что насекомые могут учиться и изменять свое поведение способами, которые ученые только начинают понимать, — написала в электронном письме Натали Хемпель де Ибарра, доцент нейроэтологии в Университете Эксетера в Англии. Хемпель де Ибарра не принимала участия в исследовании. Эта гибкость может влиять на то, как пчелы и другие опылители взаимодействуют с цветами, помогая им справляться с трудностями по мере изменения окружающей среды и ландшафта, добавила она.
Начинаем работу
Исследователи построили круглую арену диаметром около 10 сантиметров (4 дюйма) и высотой 3,2 сантиметра (1,3 дюйма), по которой шмели могли ходить, но не летать. В центре команда поместила искусственный синий цветок, содержащий сахарный раствор, и позволила пчелам исследовать его. Рядом ученые разместили небольшой поролоновый шарик, чтобы приучить насекомых к объекту и показать, что он не представляет угрозы.
Второй сценарий представлял собой другую задачу: мяч теперь закрывал синий цветок, и насекомые успешно отталкивали его, чтобы получить доступ к награде. В третьем и последнем сценарии — предназначенном для проверки интуиции — команда переместила цветок с пола на потолок, прямо над одной из четырех ямок, предназначенных для размещения мяча. Большинство пчел, которые были подвергнуты воздействию первых двух сценариев — 75% из них — сумели закатить мяч в нужную ямку и забраться на него, чтобы добраться до цветка.
Исследователи также представили третий сценарий двум дополнительным группам пчел: одной, которая видела только цветок, но не шаровидный объект, и другой, которая совершенно не сталкивалась ни с цветком, ни с шаровидным объектом. Пчелы из этих двух дополнительных групп не смогли разгадать загадку.
«Мы хотели узнать, сколько предварительной информации им нужно, чтобы решить эту задачу», — сказал соавтор исследования Олли Лукола, поведенческий эколог и старший научный сотрудник Университета Оулу. «Нам нужно избавиться от неофобии, или страха перед новыми предметами, дав им мяч и показав, что это безопасный предмет. А еще им нужна мотивация, или ассоциация между наградой и синим цветом цветка, потому что если у них этого нет, синий цвет ничего не значит. Но эти два фактора вместе дают им достаточно информации, чтобы спонтанно решить настоящую проблему, которая заключается в использовании мяча в качестве лестницы, чтобы добраться до синего цветка».
Чтобы исключить возможность того, что пчелы решали задачу, перемещая мяч случайным образом или просто реагируя на визуальные стимулы синего цветка, исследователи повторили эксперимент в более строгих условиях. Команда создала сценарий, в котором цветок не был виден из исходного положения мяча. Пчелы, которые подвергались воздействию первых двух экспериментальных сценариев, все же смогли решить задачу и добраться до цветка.
Лукола сказал, что шмели продемонстрировали «истинно целенаправленное поведение», используя мяч в качестве лестницы, в отличие от второго сценария, в котором им нужно было просто столкнуть мяч с цветка. Ссылаясь на эту более простую задачу, он добавил: «Пчелам не нужно было ничего понимать в этой задаче, и они все равно смогли научиться ее решать».
Однако в третьем сценарии понимание цели было обязательным условием. «Они знали, что если не смогут дотянуться до цветка на потолке, то смогут переместить шар, чтобы увеличиться в размерах, поэтому им нужно было понимать физику задачи и иметь в виду цель», — объяснил он.
Однако, добавил он, это не означает, что шмели обладают человеческим мышлением или сознанием, и в исследовании не дается определение катления мяча как «использования инструмента», определение, которое обычно вызывает много споров, когда речь идет о поведении животных.
Тем не менее, как отметил Лукола, результат особенно важен, потому что шмели «по-настоящему наивны», то есть ничто в их жизненном опыте не могло подготовить их к решению поставленной перед ними задачи. «Мы можем быть уверены, что ни у одного из шмелей нет предыдущего опыта решения подобных задач, поэтому мы знаем, что это не врожденное поведение».
Учитесь и меняйтесь
Результаты пчел даже более впечатляющи, чем у шимпанзе Кёлера, поскольку в некоторых экспериментах они не могли видеть цель, когда начинали перемещать мяч, как утверждает Ларс Читтка, профессор сенсорной и поведенческой экологии в Университете королевы Марии в Лондоне, который не принимал участия в исследовании.
«В каком-то смысле это похоже на то, как если бы мы с вами зашли в комнату, обнаружили на потолке что-то, что нужно починить — например, поменять лампочку, — поняли, что нам нужен стул или лестница, чтобы забраться достаточно высоко, затем пошли в другую комнату за стулом или лестницей и вернулись с оборудованием в нужное место», — написал он в электронном письме.
«Для всего этого действительно необходимо понимать суть задачи, помнить о том, где находится цель, и предпринимать соответствующие действия».
Он добавил, что полученные результаты должны побудить ученых переосмыслить, сколько интеллекта можно уместить в небольшой нервной системе, и что люди, как мыслящие существа, окружены всевозможными другими мыслящими существами, «какими бы радикально разными ни были их способы мышления».
Подпишитесь на научную рассылку CNN Wonder Theory. Исследуйте Вселенную, узнавая новости об увлекательных открытиях, научных достижениях и многом другом.
Чтобы получать больше новостей и рассылок CNN, создайте учетную запись на CNN.com.