Пчелы следуют закону Вебера, выбирая путь через преграды

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Канберре под руководством доктора Шридхара Рави обнаружили, что медоносные пчелы при выборе пути через препятствия полагаются не на абсолютные размеры проемов, а на их относительную разницу, следуя так называемому закону Вебера. Ученые выяснили, что насекомые адаптируют свою стратегию принятия решений в зависимости от уровня риска: в опасных условиях они тщательно сравнивают варианты, а в безопасных действуют почти наугад. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Biology Letters.

Медоносные пчелы давно привлекают внимание ученых своей удивительной способностью ориентироваться в сложной, загроможденной среде. Летая между ветвями деревьев, пробираясь сквозь густую листву или залетая в узкие щели, эти насекомые с крошечным мозгом демонстрируют чудеса навигационного искусства.

Однако до недавнего времени оставалось не до конца ясным, какими именно правилами они руководствуются, когда перед ними возникает несколько возможных путей. Команда исследователей под руководством доктора Шридхара Рави из Университета Нового Южного Уэльса решила восполнить этот пробел и поставила простой, но элегантный эксперимент.

Ученые построили туннель, через который пчелы должны были пролетать к кормушке с сахарным сиропом. Внутри туннеля размещался барьер с двумя прямоугольными отверстиями разной высоты, но одинаковой ширины. Пчелы могли выбирать, через какой проем лететь. Экспериментаторы систематически меняли как абсолютные размеры отверстий, так и относительную разницу между ними, наблюдая за предпочтениями насекомых.

Оказалось, что поведение пчел подчиняется закону Вебера, согласно которому животные оценивают различия не в абсолютных единицах (например, в сантиметрах), а в относительных. Иными словами, пчеле важнее, насколько одно отверстие больше другого, чем их конкретные размеры.

Однако самым интересным стало обнаружение контекстной зависимости в поведении пчел. Когда оба отверстия были маленькими, а значит, каждый проход был связан с высоким риском задеть края, пчелы проявляли большую внимательность. Они тщательно сравнивали варианты, и чем заметнее была разница в высоте между двумя отверстиями, тем увереннее пчелы предпочитали более широкий (точнее, более высокий) проем.

В этой ситуации их выбор был предсказуем и ясно демонстрировал способность к тонкому различению. Но стоило сделать оба отверстия достаточно большими и безопасными для прохождения, как поведение пчел кардинально менялось. Риск столкновения становился минимальным, и насекомые переставали утруждать себя сравнением. Теперь они выбирали проем почти случайным образом, словно не придавая значения тому, куда именно лететь.

Такая стратегия говорит о поразительной энергоэффективности мышления пчел. Их мозг, содержащий всего около миллиона нейронов (для сравнения, у человека их около 86 миллиардов), способен динамически регулировать вычислительные усилия: когда риск высок, включается режим тщательного анализа, когда риск низок, ресурсы экономятся. Это адаптивное поведение напоминает то, что люди называют здравым смыслом, но увидеть его у насекомого было для ученых неожиданностью.

В итоге исследование показало, что медоносные пчелы не измеряют проемы «по линейке», а сравнивают их между собой, и это сравнение они включают лишь тогда, когда оно действительно необходимо для выживания. В безопасных условиях пчелы летят в любое отверстие, экономя свои когнитивные ресурсы, а в опасных становятся вдумчивыми навигаторами. Это открытие не только уточняет наши представления о восприятии насекомых, но и может в будущем помочь создавать более совершенные алгоритмы для беспилотных летательных аппаратов и систем искусственного интеллекта.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях