Крошечный мозг пчелы следует универсальному математическому закону при выборе маршрута
Учёные из Университета Нового Южного Уэльса в Канберре выяснили, как медоносные пчёлы выбирают, через какое отверстие лететь, если перед ними несколько вариантов. Оказалось, что их поведение подчиняется закону Вебера — принципу, согласно которому животные оценивают различия не по абсолютным значениям, а по относительным. Иными словами, пчела сравнивает два просвета не по их конкретным размерам, а по тому, насколько один больше другого.
Для проверки этой гипотезы исследователи обучили пчёл летать через специально построенный туннель, в конце которого их ждало угощение в виде сахарного раствора. Когда пчёлы освоились в этой среде, внутри туннеля установили перегородку с двумя прямоугольными отверстиями одинаковой ширины, но разной высоты. Систематически меняя как абсолютные размеры отверстий, так и разницу между ними, учёные наблюдали за тем, как насекомые делают свой выбор.
Результаты показали, что пчёлы действительно ориентируются на относительные различия между отверстиями, однако абсолютный размер тоже влияет на их решение. Когда оба просвета были небольшими и риск столкновения с краями высоким, пчёлы тщательно сравнивали варианты: чем заметнее была разница в высоте, тем чётче и предсказуемее становился их выбор. Если же оба отверстия были достаточно велики и безопасны для пролёта, насекомые вели себя иначе — необходимость в детальном анализе отпадала, и их выбор становился практически случайным.
По словам ведущего автора исследования доктора Шридхара Рави, наблюдать подобную стратегию у насекомого с крошечным мозгом и маленькими глазами особенно интересно. Пчёлы не анализируют визуальную информацию детально каждый раз, а динамически регулируют перцептивные усилия в зависимости от степени риска в конкретной ситуации — это позволяет им эффективно ориентироваться в пространстве, не тратя лишней энергии.
Полученные данные могут расширить существующие теории поведения насекомых, а в перспективе — лечь в основу новых робототехнических систем и моделей искусственного интеллекта, вдохновлённых тем, как пчёлы ориентируются в пространстве. В рамках следующих исследований команда планирует изучить, становятся ли пчёлы лучшими лётчиками по мере накопления опыта в сложных условиях, а также определить конкретные визуальные сигналы, которыми они руководствуются в полёте. Кроме того, учёные уже завершили эксперименты, в которых проверяли, можно ли «обмануть» пчелу с помощью зрительных иллюзий, заставив её воспринимать отверстие большим или меньшим, чем оно есть на самом деле.
Исследование в журнале Biology Letters.