Биологтар шмелілердің азық табу үшін қысқа және ұзақ жарық жарқылдарын ажырата алатынын анықтады. Бұл қабілет, Морзе әліпбиінің сигналдарын тануға ұқсас, бұрын тек омыртқалыларға тән деп есептелген еді.

Уақыттық ақпараттың жануарлар үшін маңызы

Уақыттық сигналдарды өңдеу қабілеті жануарлардың тірі қалуында маңызды рөл атқарады. Бұл оларға азық іздеуді жоспарлауға, туыстарымен қарым-қатынас жасауға және жыртқыштардан қашуға көмектеседі. Мысалы, колибрилер белгілі бір гүлдерде нектардың қаншалықты тез пайда болатынын есте сақтап, қажетті уақытта қайта оралады. Ал бал араларында күрделі «билеу» бар, онда қозғалыстың ұзақтығы азық көзіне дейінгі қашықтықты көрсетеді.

Уақытты қабылдау механизмдері

Жануарлар уақытты әртүрлі масштабта қабылдайды — көпжылдық маусымдық циклдерден секундтың бөлшектеріне дейін. Ұзақ циклдер, мысалы, күн мен түннің ауысуы, ақуыз синтезіне негізделген ішкі биологиялық сағаттарды реттейді. Алайда бұл механизмдер қысқа, секундпен өлшенетін интервалдарды ажыратуды түсіндіруге тым баяу. Жақында ғана мұндай қабілет дамыған миы бар омыртқалыларға — маймылдарға, егеуқұйрықтарға немесе кептерлерге ғана тән деп саналды.

Жәндіктердің мүмкіндіктері туралы сұрақ

Миниатюралық жүйке жүйесі бар жәндіктер осындай тапсырмаларды орындай ала ма деген сұрақ ашық қалды. Миы бір текше миллиметрден кіші болса да, шмелілер күрделі мінез-құлық көрсетеді. Олардың қабілеттерін зерттеу жүйке жүйесінің негізгі жұмыс принциптерін түсінуге көмектеседі.

Шмелілермен жүргізілген тәжірибе

Биологтар Bombus terrestris шмелілері визуалды сигналдардың ұзақтығын шешім қабылдау үшін ажырата ала ма, соны тексеруді ұйғарды. Зерттеу нәтижелері Biology Letters журналында жарияланды.

Тәжірибе үшін үш бөлімнен тұратын арнайы лабиринт жасалды, әр бөлімде монитор орнатылды. Экранда шмелілерге екі сары жыпылықтаған шеңбер көрсетілді: біреуі қысқа интервалмен («нүкте»), екіншісі ұзақ интервалмен («сызықша») жыпылықтады. Сигналдардың бірі марапатпен — қант ерітіндісінің тамшысымен, екіншісі — хининнің ащы ерітіндісімен байланысты болды. Шмелілер сигналға емес, марапаттың орналасуына бағдарланбас үшін «нүкте» мен «сызықша» позициялары үнемі ауыстырылып отырды.

Оқыту шмелілер 20 әрекеттің 15-інде дұрыс таңдау жасағанша жалғасты. Содан кейін тестілеу кезеңі басталды, онда марапат пен жаза орнына жай су қолданылды. Бұл жәндіктердің жарық жарқылдарының ұзақтығына, иіс немесе басқа белгілерге емес, нақты реакция беретінін анықтауға мүмкіндік берді.

Тәжірибенің екі кезеңі

Тәжірибе екі кезеңде өтті. Бірінші нұсқада «ұзын» және «қысқа» сигналдардың жалпы жарықтану уақыты әртүрлі болды (мысалы, «ұзын» бес секунд, «қысқа» бір секунд жанды). Екінші кезеңде тапсырма күрделенді: екі сигналдың да жалпы жарықтану уақыты бірдей, бірақ жарқылдардың жиілігі мен ұзақтығы әртүрлі болды.

Зерттеу нәтижелері

Шмелілер екі тәжірибеде де тапсырманы сәтті орындады. Олар марапатпен байланысты дұрыс сигналды қателеспей табуды үйренді, тіпті екі шеңберден шыққан жарықтың жалпы мөлшері бірдей болғанда да. Бірінші тәжірибеде 20 шмелінің 16-сы, екіншісінде 21-дің 17-сі кездейсоқтықтан жоғары нәтиже көрсетті. Бұл жәндіктердің шешім қабылдауда жеке жарқылдардың ұзақтығына, ал жалпы жарықтылыққа немесе жыпылықтау жиілігіне емес, назар аударатынын дәлелдейді.

Қорытындылар мен зерттеудің маңызы

Зерттеу шмелілердің бұрын жәндіктерге тән емес деп саналған уақыттық ақпаратты өңдеудің күрделі қабілеттеріне ие екенін көрсетті. Бұл дағдылар туа біткен азық іздеу стратегияларымен байланысты емес, өйткені табиғатта шмелілер жыпылықтаған сигналдарға тап болмайды. Демек, олар оқытудың әмбебап механизмдерін қолданады деп болжауға болады.

Ғалымдар ұқсас нейрондық тізбектер уақытты қабылдауға да, кеңістікте бағдарлануға да, мысалы, ұшу жылдамдығын бағалауға жауапты болуы мүмкін деп есептейді. Жәндіктердегі осындай тиімді «есептеу» жүйелерін зерттеу мидың ең негізгі деңгейде қалай жұмыс істейтінін жақсырақ түсінуге көмектеседі.