Джмелі навчилися розрізняти тривалість світлових сигналів

Земляні джмелі виявилися здатними визначати місце для збору їжі на основі різної тривалості візуальних сигналів. Про це свідчать результати нового дослідження, проведеного науковцями з Лондонського університету королеви Марії.

У азбуці Морзе короткий спалах або крапка позначає літеру Е, а довгий спалах або тире означає літеру Т. До цього часу здатність розрізняти крапку та тире спостерігалася лише у людей та інших хребетних тварин, таких як макаки або голуби.

Докторант Лондонського університету королеви Марії Алекс Девідсон разом із колегами вивчав цю здатність у земляних джмелів виду Bombus terrestris. Дослідники побудували спеціальний лабіринт для тренування окремих джмелів знаходити цукрову винагороду біля одного з двох мигаючих кіл, які показували або довгий, або короткий спалах.

Наприклад, коли короткий спалах або крапка асоціювалися з цукром, то довгий спалах або тире натомість асоціювалися з гіркою речовиною, яку джмелі не люблять. У кожній кімнаті лабіринту положення стимулів крапки та тире змінювалося, щоб джмелі не могли покладатися на просторові орієнтири для вибору напрямку.

Після того як джмелі навчилися йти прямо до мигаючого кола, пов'язаного з цукром, їх тестували з мигаючими вогнями, але без цукру, щоб перевірити, чи вибір джмелів керувався саме мигаючим світлом, а не нюховими чи візуальними ознаками, присутніми в цукрі.

Було очевидно, що джмелі навчилися розрізняти світло на основі його тривалості, оскільки більшість з них йшла прямо до правильної тривалості мигаючого світла, яка раніше асоціювалася з цукром, незалежно від просторового розташування стимулу.

Девідсон зазначив, що дослідники хотіли з'ясувати, чи можуть джмелі навчитися розрізняти ці різні тривалості, і було дуже захоплююче побачити, як вони це роблять. Оскільки джмелі не стикаються з мигаючими стимулами у своєму природному середовищі, дивовижно, що вони змогли впоратися з цим завданням.

Той факт, що вони могли відстежувати тривалість візуальних стимулів, може свідчити про розширення здатності обробки часу, яка еволюціонувала для інших цілей, таких як відстеження руху в просторі або комунікація. Альтернативно, ця дивовижна здатність кодувати та обробляти тривалість часу може бути фундаментальним компонентом нервової системи, який є внутрішнім у властивостях нейронів. Лише подальші дослідження зможуть вирішити це питання.

Нейронні механізми, задіяні у здатності відстежувати час для цих тривалостей, залишаються переважно невідомими, оскільки механізми, виявлені для синхронізації з циклом денного світла та сезонними змінами, є занадто повільними, щоб пояснити здатність розрізняти тире та крапку з різною тривалістю.

Були висунуті різні теорії, що припускають наявність одного або кількох внутрішніх годинників. Тепер, коли здатність розрізняти тривалість мигаючих вогнів була виявлена у комах, дослідники зможуть перевіряти різні моделі в цих мініатюрних мозках розміром менше одного кубічного міліметра.

Доктор Елізабетта Версаче, дослідниця з Лондонського університету королеви Марії, зазначила, що багато складних форм поведінки тварин, такі як навігація та комунікація, залежать від здатності обробляти час. Буде важливо використовувати широкий порівняльний підхід для різних видів, включаючи комах, щоб пролити світло на еволюцію цих здібностей.

Обробка тривалості у комах є доказом вирішення складного завдання з використанням мінімального нейронного субстрату. Це має наслідки для складних когнітивних рис у штучних нейронних мережах, які повинні прагнути бути максимально ефективними для масштабованості, черпаючи натхнення з біологічного інтелекту.

Результати дослідження були опубліковані 12 листопада 2025 року у журналі Biology Letters. Це відкриття розширює наше розуміння когнітивних здібностей комах та може мати важливі наслідки для розробки більш ефективних систем штучного інтелекту, які наслідують біологічні принципи обробки інформації.