Inteligenta albinelor. De ce sunt esentiale pentru viata pe Terra?

Albinele se bucura de multa vreme de admiratia noastra.

Înca din antichitate egiptenii au început sa le exploateze pasiunea pentru a produce miere. Albinele au fost venerate pentru altruismul lor evident si pentru efortul lor neobosit. Cu toate acestea, pe marginea inteligentei albinelor au existat numeroase dispute, multi cercetatori considerând ca fiecare albina individuala este neinteligenta, doar o rotita lipsita de judecata în cadrul marii masinarii producatoare  de miere.

Asa cum spune un proverb latin : „una apis, nulla apis” (o albina e totuna cu nicio albina).

Aluzii la faptul ca albinele sunt creaturi inteligente au început sa apara odata cu cercetarile efectuate de zoologul  austriac Karl von Frisch.

zoologul  austriac Karl von Frisch

În timp ce îsi desfasura activitatea, în perioada celui de-al Doilea Razboi Mondial, el a observat ca atunci când se afla în cautarea hranei albinele descriu adesea un zbor ciudat în jurul fagurelui.

Este vorba despre faimosul „dans agitat” al caror pasi indica directia care trebuie urmata pâna la florile aflate în apropiere si distanta pâna la acestea.

Actualmente am descoperit ca în interiorul stupului albinele au un comportament care cuprinde un repertoriu bogat.

Studierea coregrafiei dansului agitat, de exemplu, a relevat faptul ca o albina lucratoare va întrerupe dansul unei alte albine comunicându-i printr-un dans special care implica o lovitura în regiunea cefalica a acesteia daca nu a întâlnit nici un pericol, cum ar fi de exemplu un paianjen, într-un anume loc (Current Biology, vol. 20, p. 310).

Albinele etaleaza, de asemenea, o gama extraordinara de activitati gospodaresti printre care se numara si efectuarea curateniei de primavara, existenta unui program de îngrijire intima si a unei forme de supraveghere care presupune existenta unor „zgomotosi” care împiedica  intrarea intrusilor. Mai mult chiar, albinele de stup si-au pus la punct o metoda prin care beneficiaza de aer conditionat: atunci când temperaturile cresc, muncitorii stropesc cu apa fagurele de miere si dau din aripi pentru a produce un curent racoritor.

În total, Chittka estimeaza ca au fost înregistrate pâna în prezent aproximativ 60 de comportamente separate ale albinelor lucratoare, inclusiv sase tipuri diferite de dans (Current Biology, vol. 19, p. R995). Aceste realizari par sa umbreasca abilitatile multor mamifere.

Se considera ca iepurii prezinta aproximativ 30 de comportamente distincte, în timp ce castorul are aproximativ 50 de astfel de comportamente care pot fi remarcate în viata ocupata cu doborâtul copacilor, construitul de baraje si stocarea alimentelor. Chiar si cele 120 de activitati realizate de delfinii cu bot de sticla reprezinta doar dublul numarului de activitati pe care reusesc sa le realizeze albinele lucratoare.

În ciuda acestui portofoliu care include o serie de comportamente, multi dintre zoologi au ramas sceptici în ceea ce priveste inteligenta albinelor, crezând ca acestea manifesta mai degraba instincte întiparite genetic decât o gândire flexibila.

„Creierul unei albine este de dimensiunea unei seminte de iarba si pe de alta parte nu este construit pentru a gândi”, a afirmat von Frisch în 1962.

Cu toate acestea, acest punct de vedere se schimba în prezent, pe masura ce Chittka si alti cercetatori descopera o agilitate intelectuala surprinzatoare care se ascunde în spatele aparentei exterioare a albinelor.

Chittka a facut prima sa descoperire în timp ce urmarea modul în care albinele parcurg traseul pâna într-o zona unde se afla flori.

Folosindu-se de un numar variabil de corturi de 3,5 metri înaltime, care se aflau între un stup si o sursa de hrana – „parea sa fie mai mult un instrument de arta decât un experiment” – el a constatat ca albinele care se aflau în cautarea hranei pareau mai degraba sa numere repere, decât sa foloseasca distanta totala atunci când calculeaza unde sa aterizeze.

Cercetarile ulterioare au confirmat aceste calcule, aratând ca albinele pot potrivi cantitatea aratata într-o imagine care are anumite tipare pentru a gasi o recompensa.

În cadrul unui studiu albinelor li s-au aratat trei frunze, urmând ca  ulterior acestea sa fie nevoite sa aleaga dintre doua sau trei lamâi, de exemplu.

Acesta a fost un test pe care albinele l-au trecut cu usurinta. Abilitatea albinelor de a îmbina semne folosind diferite simboluri este hotarâtoare, demonstrând ca albinele nu se bazeaza doar pe amintirea unei imagini specifice, ci faptul ca au înteles numarul care sta la baza acestei imagini. Dar aceasta capacitate este limitata: albinele pot numara numai pâna la patru.

Este posibil sa poata albinele deprinde si alte notiuni abstracte? Aceasta este o întrebare pe care Martin Giurfa de la Universitatea din Toulouse, Franta a studiat-o în ultimii 10 ani prin testarea capacitatii albinelor de a clasifica.

„Sunt multi cei care ne-au spus ca suntem nebuni, dar provocarea ne-a atras”, afirma el.

Giurfa a început prin instruirea albinelor sa recunoasca conceptul de simetrie si a constatat ca acestea au învatat foarte repede cum sa culeaga o recompensa dulce aflata sub semne simetrice si sa evite, în acelasi timp, imaginile asimetrice (Nature, vol. 382, p. 458).

Ele au învatat raporturile spatiale cum ar fi notiunile de „sus/jos” si ”stânga/dreapta” si chiar mai mult, si-au însusit de asemenea conceptul de „acelasi” si „diferit”.

Mai mult, albinele aplica cu usurinta notiunile dobândite în situatii noi. De exemplu, daca sunt instruite sa caute aceleasi mirosuri, ele automat dobândesc ulterior abilitatea de a alege semne vizuale care se potrivesc (Nature, vol. 410, p. 930).

Totusi, rezultatele cele mai recente obtinute de Giurfa sunt mult mai impresionante.

Împreuna cu colegul sau Aurore Avargués-Weber, el a descoperit ca albinele pot combina conceptele pe care le-au învatat. De exemplu, când au fost antrenate sa caute perechi de forme, au realizat acest lucru orientându-se dupa culoare (albinele urmareau daca cele doua forme aveau aceeasi nuanta sau o nuanta diferita) si dupa dispunerea în spatiu (daca aceste forme erau dispuse vertical, mai degraba decât aliniate una lânga cealalta).

„Acest lucru implica un nivel mai mare de abstractizare”, afirma Giurfa.

Albinele sale au stapânit aceasta activitate dupa doar 30 de încercari, în comparatie cu unele primate care au avut nevoie de mii de încercari pentru a realiza acelasi lucru (PNAS, vol. 109, p. 7481). Asta nu e tot. Atunci când cercetatorii au încercat sa vada cum s-ar descurca albinele sa realizeze acelasi lucru într-un labirint, au constatat ca ele pot învata sa utilizeze semne abstracte pentru a gasi traseul pe care trebuie sa îl urmeze spre o recompensa.

Important este faptul ca apoi albinele au reusit sa înteleaga ca aceleasi semne pot însemna lucruri diferite în labirinturi diferite, sugerând ca acestea au abilitatea de a întelege contextul (Journal of Comparative Physiology A, vol. 181, p. 343).

O serie de cercetatori în domeniul stiintei cognitive considera ca o astfel de gândire îsi atinge apogeul într-o trasatura cunoscuta sub numele de metacognitie.

Aceasta capacitate de introspectie si de a judeca calitatea propriilor gândurile, indiferent daca sunteti sigur de ceva sau pur si simplu banuiti, este adesea considerata a fi cheia de bolta a unui intelect constient.

Identificarea prezentei metacognitiei la animale care nu pot conversa este un lucru greu de realizat, dar printr-o serie de teste chibzuite cu atentie prezenta acestei calitati a fost demonstrata la un mic grup de primate si delfini. La momentul actual exista dovezi preliminare ca albina poate fi un membru al acestui club select.

Clint Perry de la Macquarie University din Sydney, Australia, a început prin a-si instrui albinele sa deosebeasca diferite imagini cu ajutorul unor teste cu grade variate de dificultate. În cadrul unor studii realizate mai târziu, el le-a dat posibilitatea de a scapa printr-un orificiu în cazul în care nu doreau sa riste sa greseasca.

Albinele nu doar au evitat încercarile mai dificile în favoarea celor  usoare, ci de asemenea si-au alocat mai mult timp pentru a decide atunci când testele erau dificile.

Ca urmare a prezentei orificiului de evacuare, acestea au avut tendinta de a raspunde în mod mai corect la testele la care au decis sa se supuna. Acest lucru sugereaza ca albinele au judecat cu exactitate ce teste pot si pe care dintre ele nu pot sa le treaca.

Perry si-a prezentat rezultatele preliminare în cadrul celui de-al X-lea Congres International de Neuroetologie de la Universitatea din Maryland, din College Park si chiar daca nu a publicat înca detaliile complete ale experimentelor sale, Chittka considera ca deductiile sale sunt plauzibile.

„Aceasta performanta ar reprezenta cu siguranta o proba solida care sa sustina procesul de metacognitie, daca studiul ar fi realizat cu subiecti înrolati din rândul vertebratelor”, afirma el.

Pe masura ce CV-ul albinelor continua sa devina tot mai complex, cercetatorii au început sa se întrebe cum si de ce albinele au dezvoltat o astfel de paleta cognitiva bogata.

Am putea obtine unele indicii de la speciile cele mai înrudite cu acestea. Desi albinele sunt printre cele mai studiate insecte, exista o multime de dovezi ca multi dintre verii albinelor, inclusiv bondarii si furnicile, au, de asemenea, o abilitate dezvoltata de a învata.

Toate aceste insecte sunt dotate cu aglomerari nervoase deosebit de mari si de complicate (corpora pedunculata – n.tr.), si anume globuri dense de retele neuronale implicate în procesul de învatare si memorie de la nivelul creierului insectelor.

Pentru ca albinele si furnicile sunt în mare parte creaturi sociale, s-a considerat ca aceasta capacitate a evoluat pentru ca acestea sa se poata adapta cerintelor impuse de convietuirea în cadrul unui grup mare.

Cu toate acestea, o comparatie efectuata recent sugereaza ca extinderea a început în urma cu 90 milioane ani cu o viespe izolata care a dat în cele din urma nastere tuturor acestor insecte sociabile. Daca lucrurile s-au petrecut astfel, este posibil ca inteligenta albinelor sa fi fost dobândita initial pentru a vâna si nimici prada, pentru ca ulterior sa fie canalizata spre dobândirea unui stil de viata mai cooperant si mai pasnic.

În ciuda dilatarii corpurilor pedunculate, mecanismul neural al unei albine este înca infim în comparatie cu cel al altor creaturi inteligente, cum ar fi primatele si cetaceele.

Craniile umane adapostesc în jur de 85 miliarde de celule nervoase, în timp ce o albina poseda mai putin de un milion, acestea având un creier de volum mai mic decât un milimetru cub.

Modul în care albinele realizeaza atât de multe având la dispozitie atât de putin ramâne un mister, desi este posibil ca dimensiunea lor sa prezinte unele avantaje.

Este nevoie de mai putin timp pentru a transmite semnale între neuroni, daca acestia sunt mai aproape unul de celalalt, ceea ce ar trebui sa însemne ca informatiile pot fi procesate într-un mod mai eficient de creierul insectelor.

Aceste mesaje pot fi, de asemenea, mai putin influentate de interferentele electrice care sunt asemanatoare cu sunetul static aflat pe o linie telefonica proasta.

Zgomotul este o problema mai ales atunci când comunicarea se realizeaza pe distante lungi, astfel încât creierele mai mari utilizeaza un trigger digital „on / off” care poate persista daca se mentine prezenta unui zgomot.

Cu toate acestea, în interiorul creierului insectelor mici poate persista un semnal „analog” gradat în care sa varieze amplitudinea transmiterii informatiilor.

„Acest semnal poate transmite cantitati uriase de informatii într-o perioada scurta de timp”, afirma Jeremy Niven, un neurolog de la Universitatea din Sussex din Brighton, Marea Britanie.

Comenzi cognitive rapide

Este posibil ca albinele sa utilizeze comenzi cognitive rapide.

„Insectele ne forteaza sa ne gândim daca comportamentele sunt la fel de sofisticate precum credem noi ca ar fi sau daca acestea se bazeaza pur si simplu pe euristica folosind simple ipoteze”, afirma Niven.

Într-adevar, programele de calculator care simuleaza activitatea retelelor neuronale sugereaza ca abilitatile mentale aparent complexe, cum ar fi numararea si clasificarea pot fi realizate cu ajutorul a doar câteva sute de celule cerebrale.

Aceste rezultate ar trebui sa fie privite cu un oarecare scepticism, deoarece aceste modele îndeparteaza dezordinea lumii reale care are nevoie fara îndoiala de mult mai multe mecanisme pentru a procesa.

Cu toate acestea, per  ansamblu, realizarile albinelor par sa confirme ca neuronii relativ putini pot parcurge un drum lung atunci când sunt utilizati în mod eficient. Aceste constatari ar putea sa ne furnizeze informatii legate de creierele noastre în aceeasi masura în care pot sa o faca despre cele ale albinelor.

„Este posibil ca si noi oamenii sa folosim tehnici destul de simple”, afirma Mandyam Srinivasan de la Brain Institute Queensland din Brisbane, Australia.

Totusi, nu ar trebui sa ne lasam purtati de val.

Albinele ar putea avea o gama larga de abilitati, dar Chittka suspecteaza ca talentele albinelor nu sunt de foarte mare profunzime. Luati în considerare perceptia. Vizibilitatea albinei este în general destul de slaba.  Ele tind sa se bazeze pe contururile obiectelor si, în acest fel, le scapa detaliile fine.

Acest lucru tine în mare parte de vedere, dar se poate reduce la fel de bine la cantitatea de materie cenusie alocata vederii. Lumea noastra vizuala este mult mai bogata si suntem foarte buni la prelucrarea mai multor parti ale unei scene în acelasi timp, acesta fiind motivul datorita caruia ne va sari în ochi o fata cunoscuta care se afla în multime.

Albinele nu dispun de aceasta capacitate de „procesare paralela” atunci când se afla în cautarea unei culori aflata într-o mare de obiecte. Ele o verifica pe fiecare pe rând ca si cum nu ar putea observa întreaga scena cu o singura privire.

Exista, de asemenea, un deficit major în capacitatea de a memora. Pragul reamintirii în cazul oamenilor ramâne sa fie descoperit.

Gânditi-va la toate cuvintele pe care le stiti, la toate persoanele pe care le recunoasteti. Chiar si animalele cu creier mic, cum ar fi porumbeii, pot învata sa recunoasca mii de imagini.

Desi albinele învata cu rapiditate reguli noi, ele devin mai curând coplesite de cantitati mari de informatii noi.

Albinele melifere pot fi instruite sa asocieze anumite mirosuri cu locurile în care se afla alimente diferite, de exemplu, dar isi pierd din precizie atunci când numarul acestor locuri depaseste cifra doi.

Incapacitatea lor de a forma conexiuni între diferite evenimente va fi unul dintre cele mai mari impedimente”, afirma Niven.

„Acest lucru le reduce sansele de a prevedea ce se va întâmpla în lumea din jurul lor.”

Totusi, ca model simplu de inteligenta, albinele poseda un potential imens.

„Ele ne ajuta sa întelegem mult mai bine lucrurile de baza legate de regiunea neuronala”, afirma Niven.

Pe masura ce aflam mai multe despre modul în care gândesc albinele, speram ca în cele din urma vom afla toate informatiile legate de anatomia inteligentei si vom dezlega misterul care sta la baza modului în care diferite retele de neuroni dau nastere diverselor abilitati.

Informatiile pretioase pe care le-am aflat în laborator ar putea atrage atentia asupra nenumaratelor forme de viata inteligente care se ascund în gradinile noastre si se târasc prin debarale si pe sub podelele locuintelor noastre.

Este vorba nu doar de rudele cele mai apropiate ale albinelor, ci si de dusmanul lor de moarte, paianjenul, si chiar de creaturi deloc populare, cum este cazul gândacilor de bucatarie.

Daca am învatat ceva de la albine, este faptul ca ar trebui sa fim pregatiti sa ne surprinda ce poate realiza un creier atât de mic.

„Dupa atâtia ani, nu mai am idei preconcepute în acest domeniu”, afirma Giurfa. „Am învatat sa respect aceste animale.”

Agenti din rândul albinelor

Având în vedere faptul ca albinele poseda un simt olfactiv deosebit de bine dezvoltat si sunt fiinte inteligente, unii cerceatori se întreaba daca acestea ar putea fi folosite pentru a detecta diverse tipuri de probleme în zonele de conflict.

Albinele instruite sa asocieze o solutie care contine zahar cu mirosul explozivilor utilizati în mod obisnuit ar zbura deasupra zonelor minate, de exemplu. Pasul urmator ar fi utilizarea unui sistem radar cu laser care sa poata detecta lumina raspândita de bataile aripilor lor, permitând astfel operatorilor sa vizualizeze miscarile acestora pe o suprafata mare, de la o distanta sigura.

Calitatile de detectiv ale albinelor ar putea fi utilizate, de asemenea, în spitale.

Unele boli printre care se numara tuberculoza si anumite tipuri de cancer imprima pacientilor un anumit miros specific pe care albinele ar putea, daca sunt antrenate în acest sens, sa îl asocieze cu mâncarea. Dupa aceea, daca mirosul distinctiv este prezent într-un esantion de urina sau în respiratie, albina îsi va întinde limba realizând o miscare neînsemnata care ar putea fi detectata de catre un aparat de fotografiat pentru a putea stabili un diagnostic.

Comportamentul social al albinelor: Secretul vietii unei albine de stup

Performantele mentale deosebite ale albinelor ne forteaza sa reconsideram cunostintele pe care le avem despre inteligenta.

Albinele strajuiesc intrarea în stup

De-a lungul istoriei, albinele au fost venerate pentru altruismul si dorinta lor de cooperare. Dar din când în când albinele sunt angrenate în dispute care au loc în afara stupului, invadând stupul altor albine pentru a le fura mierea. Din acest motiv, unele albine lucratoare zabovesc la intrarea în stup pentru a se asigura ca nicio albina straina nu poate patrunde în interiorul coloniei. Se poate remarca în diferite imagini felul în care albina care sta de paza îsi arcuieste corpul, asteptând sa cerceteze si sa atace intrusii.

Albinele îsi pazesc regina

În orice stup, matca instituie rapid un anturaj potrivit statutului sau regal. Regina albina (Apis mellifera) se afla în centrul coloniei sale. Ca semn al loialitatii lor, însotitorii sai îsi ling stapâna si îsi lovesc antenele de cele ale reginei lor, un comportament obisnuit care ajuta la stabilirea ierarhiei din cadrul coloniei respective.

Pot sa iau o muscatura?

Albinele împart si o fac în mod egal, dând nectarul lor pretios si celorlalti membri ai stupului lor. Acest lucru, de asemenea, le permite sa faca schimb de hormoni importanti, contribuind la pregatirea comportamentului coloniei pentru diverse situatii.

Albinele mesteresc singure

Activitatile de menaj reprezinta o parte importanta a misiunii albinelor lucratoare, în timp ce arhitectura complicata a stupului necesita acordarea unei atentii deosebite pastrarii lui în conditii bune. Pentru a îndeplini aceasta sarcina, o albina foloseste doua palete de rasina colectate de la mugurii copacilor si seva pentru a cârpi golurile din peretii stupului.

Viitorul albinelor sunt copiii

Viitorul oricarei colonii se bazeaza pe tinerii sai si prin urmare unele albine lucratoare îndeplinesc rolul unei doici, aducând mâncare pentru larve. Toate larvele încep sa consume laptisor de matca secretat de glandele albinelor lucratoare, dar îsi diversifica dieta rapid: viitoarea regina continua sa înmulteasca laptisorul de matca, în timp ce albinele lucratoare si trântorii sunt dezvatati sa dilueze mierea, polenul si nectarul.

Nimeni nu pune copiii albinelor la colt

Asemeni fluturilor, albinele sufera un proces de metamorfoza. Odata ce o larva a ajuns la o anumita dimensiune, aceasta se rasuceste într-un cocon si una dintre surorile sale mai mari construieste un capac de ceara deasupra alveolei sale în forma de fagure. Larva metamorfozeaza pentru a forma adulti si apoi se elibereaza, tânara albina iesind prin capacul de ceara cu ajutorul mandibulelor.

Albinele transporta si apa

Albinele nu colecteaza nectarul doar în cursul lungilor calatorii pe care le efectueaza. Se stie despre albine ca pleaca în cautare de apa proaspata pe care o aduc înapoi la stup. O parte din aceasta apa este utilizata pentru baut, iar o parte este presarata peste fagurele de miere pentru a putea controla temperatura din colonie.

Inteligenta specializata a albinelor

Asa-numitele organisme “inferioare” arata adesea ca poseda capacitati sofisticate de învatare, atunci când acest lucru ajuta la supravietuirea si reproducerea lor. Albinele si rudele lor sunt bune în special în a învata localizarea si aspectul florilor.

Ce este dansul de leganare al albinei?

Albinele comunica semenilor lor informatii despre locatie prin celebrul dans de leganare descris prima data de Von Frisch (1974).

O albina care se întoarce la stup, daca a gasit flori, face un dans specific al abdomenului si danseaza pâna la marginea fagurelui. Unghiul albinei fata de verticala indica unghiul florii fata de soare.

Un dans de 100 de grade în stânga pozitiei orei 12 arata ca florile pot fi gasite la 100 de grade în partea stânga a soarelui, asa cum se vede din stup.  

Daca hrana este gasita zburând departe de soare, albina danseaza în jos si nu în sus. Durata dansului le comunica celorlalte albine distanta sursei de polen (un dans rapid arata ca hrana este aproape).

Von Frisch a identificat si alti factori care ajuta navigarea albinelor, cum ar fi particulele de miros purtate de albinele ce se întorc la stup.

Von Frisch a câstigat un Premiu Nobel pentru munca sa, însa multi oameni de stiinta l-au contestat în diferite moduri. Unii au sugerat ca albinele au raspuns mai mult la sunete decât la dans, desi alti cercetatori credeau ca albinele sunt surde. Altii au sugerat ca albinele foloseau mirosul doar pentru a-si directiona colegii de stup si ca dansul de leganare era irelevant.

Aceste controverse au fost aparent îndepartate de cercetarea detaliata efectuata de echipa lui  Wolfgang H. Kirchner de la University of Wurzburg din Germania si a lui William F. Towne de la Kutztown University din Pennsylvania.

Ei au conceput albine roboti care au transmis mesaje folosind dansuri de leganare sau au adus mostre de polen ori au produs un sunet de vibratie asemanator cu bataile aripilor. Printre alte lucruri, Kirchner and Towne au descoperit urmatoarele:

– Albinele pot într-adevar sa auda, “iar urechile lor sunt adaptate pentru detectarea sunetelor asociate cu dansurile”.
“Este nevoie atât de sunet cât si de dans pentru a comunica informatia despre locatie si hran?”. O albina cu aripile taiate, care a crescut frecventa sunetului produs de dansator, nu poate recruta alte albine.
– Albinele care sunt auzite de catre stup, îsi pot freca toracele de fagure, producând un zgomot strident care vibreaza fagurele. Acesta face ca albina care danseaza sa se opreasca si sa împarta mostre de hrana, “astfel încât audienta ei sa stie nu doar directia si distanta fata de locul unde se afla hrana, ci si gustul si mirosul acesteia”.
– O albina robot acoperita cu un parfum floral usor si “leganata” de un motoras, ghideaza cu succes albinele la niste zahar plasat pe un câmp, la distanta (Kirchner & Towne, 1994).

Care este dovada ca albinele formeaza harti cognitive?

Gould (1986) a aratat ca albinele formeaza “harti” cognitive detaliate. Ele îsi optimizeaza rutele pe unde ajung la locatia florilor, luând-o pe drumul cel mai scurt când viziteaza mai multe locuri. Albinele refuza sa raspunda unui dans de leganare care indica mijlocul unui lac. Totusi, ele raspund unui dans de leganare care indica malul opus al lacului.

Suna nerealist sugerarea ca “imaginile” si “hartile” ar putea fi pastrate în capetele mici ale insectelor?

Creierul albinei este mic în comparatie cu al omului, dar este totusi un sistem complex cu peste 200.000 de celule nervoase. Nu este de mirare ca poseda o procesare complexa a informatiilor.

newscientist.com and newscientist.com

Bogdan

Pentru fiecare de ce trebuie sa existe un cum