Бабочки способны запоминать расположение объектов на значительных расстояниях

Учёные обнаружили, что бабочки Heliconius способны к пространственному обучению.

Результаты исследования предоставляют первые экспериментальные доказательства пространственного обучения у любого вида бабочек или мотыльков.

Выводы, опубликованные в журнале Current Biology, также предполагают, что бабочки Heliconius могут усваивать пространственную информацию в больших масштабах, что соответствует важности дальнего пространственного обучения для формирования «траекторий кормления» (traplining) — поиска пищи в пределах домашнего ареала площадью в несколько сотен квадратных метров.

Пространственное обучение известно у насекомых, но большая часть исследований была сосредоточена на видах муравьёв и пчёл, живущих социально в общем гнезде. Это исследование предоставляет первые прямые доказательства пространственного обучения у бабочек или мотыльков и предполагает, что сложные навыки обучения, такие как использование пространственной информации, могут быть более распространены среди насекомых, чем считалось ранее.

Доктор Стивен Монтгомери из Бристольского университета, старший автор работы, пояснил: «Бабочки Heliconius эволюционно развили новое пищевое поведение среди бабочек — питание пыльцой. Дикие Heliconius, по-видимому, запоминают местоположение надёжных источников пыльцы и устанавливают долгосрочные "траектории кормления"».

«Траектории кормления — это выученные маршруты поиска пищи, по которым источники пищи посещаются повторно в течение нескольких дней подряд. Это эффективная стратегия фуражирования, схожая с поведением некоторых орхидных пчёл и шмелей. Однако пространственные способности к обучению Heliconius, да и вообще любой бабочки, до сих пор не были проверены экспериментально».

Команда провела эксперименты по пространственному обучению с бабочками Heliconius на трёх пространственных масштабах, представляющих экологически значимое поведение.

1. Малый масштаб: они проверили способность Heliconius запоминать местоположение пищевого вознаграждения в сетке 1 м² из 16 искусственных цветов, что моделирует поиск пищи в пределах одного участка с ресурсами.
2. Средний масштаб: они увеличили масштаб и проверили, могут ли Heliconius научиться ассоциировать пищу с левой или правой стороной двухрукавного лабиринта площадью 3 м², что моделирует несколько растений в одной локации.
3. Крупный масштаб: снова увеличив расстояния и используя большие уличные вольеры в Метатроне на юге Франции, они проверили, могут ли Heliconius запомнить местоположение пищи в Т-образном лабиринте шириной 60 м, что моделирует поиск пищи между разными локациями и приближается к масштабам, на которых кормятся дикие Heliconius.

Теперь команда планирует проверить, являются ли Heliconius более искусными в пространственном обучении, чем близкородственные виды, не питающиеся пыльцой. Это поможет выяснить, как эволюция улучшенных когнитивных способностей может формироваться экологией животного. Кроме того, исследовательская группа стремится раскрыть механизмы навигации Heliconius, которые пока неизвестны. Считается, что визуальные ориентиры, такие как панорамные виды, важны для Heliconius, но они также могут полагаться на другие сигналы, такие как солнечный или геомагнитный компас.

«Прошло почти столетие с момента публикации первого анекдотического рассказа о пространственных способностях этих бабочек. Теперь мы можем предоставить фактические доказательства их удивительного пространственного обучения. И это только начало», — сказала доктор Присцила Моура, соавтор исследования из Федерального университета Риу-Гранди-ду-Норти.

«Мы рады представить первые прямые доказательства пространственного обучения у бабочки. В соответствии с их естественным пищевым поведением, наши выводы также предполагают более эффективное пространственное обучение на больших расстояниях», — сказал доктор Флетчер Янг, соавтор из Бристольского университета.

«Мы в восторге от того, что обнаружили: эти удивительные насекомые могут запоминать пространственное расположение источников пищи. Мы только начинаем получать представление о том, какую информацию они собирают об окружающей среде», — сказал профессор Марсиу Кардозу, со-руководитель исследования из Федерального университета Рио-де-Жанейро.

Доктор Монтгомери подвёл итог: «Увлекательно узнавать о сложном поведении, которое демонстрируют даже такие знакомые животные, как бабочки, как часть их естественной экологии. Эти виды извлекают и обрабатывают разнообразную информацию из окружающей среды и используют её для выполнения сложных задач — и всё это с мозгом шириной в пару миллиметров».

Исследование «Rapid expansion and visual specialization of learning and memory centers in the brains of Heliconiini butterflies» Антуана Куто, Стивена Монтгомери и др. опубликовано в журнале Current Biology.