Kiderült, hogy a rovarok világának egyik leglenyűgözőbb jelensége, a méhek tánca, a korábbi feltételezésekkel ellentétben nem teljesen ösztönös.
A méhek tánca egy kommunikációs eszköz, ami szimbólumok segítségével képezi le a táplálékforrások helyét. A kommunikáció ezen típusát csak a mézelő méhek között figyelték meg, ráadásul az egyes fajok között valamelyest eltér a kód és csak a táplálékforrás helyére és minőségére vonatkozik. Ezek alapján a szakértők azt feltételezték, hogy a viselkedés ösztönös, vagyis tanulás nélkül is jellemző formájában jelenik meg a méheknél. Egy új kutatás szerint azonban ez nem teljesen igaz.
A méhek táncának dekódolása
A méhek gyűjtögetése már Arisztotelészt is hosszas megfigyelésre ösztönözte. Arisztotelész észrevette, hogy a méhek egy úton csak egyféle virágot látogatnak meg és azt is, hogy a sikeres körutak után több még is meglátogatja a táplálékforrást. A méhek táncát elsőként a XX. század hajnalán írták le, a szerző pedig úgy vélekedett, hogy a rovarok szórakozását szolgálja. A jelenséggel Karl von Frisch kezdett komolyabban foglalkozni és 1945 nyarán döbbenetes felfedezést tett.
Az osztrák származású etológus arra lett figyelmes, hogy a méhek tánca nem véletlenszerű, hanem meghatározható sémára épül. Normálisan a méhek a kaptáron belül végeznek efféle tevékenységeket, rejtve a kíváncsi emberek tekintete elől, von Frisch azonban egy jól bevált trükkhöz folyamodott. A méhészek már régóta használtak üveggel borított elemeket a kaptárhoz, hogy figyelemmel tudják követni a királynő fejlődését. Ez tette lehetővé von Frisch számára is, hogy megfigyelje a táncot.
Azt látta, hogy a méhek egy bizonyos irányba haladnak és közben rázzák a potrohukat, majd félkörívben kanyarodnak vissza a kiindulási ponthoz, először jobbra, másodszor balra kanyarodva és így tovább. A méh társai közben lábaikkal érintik és követik a táncolót, ezért gondolták korábban, hogy a „vonatozáshoz” hasonlóan, ennek a tevékenységnek is a szórakozás a célja. Von Frisch azonban megfigyelte, hogy a táncot követően a méhek a társuk által korábban meglátogatott helyre indulnak gyűjtögetni.
Az első felvetése az volt, hogy a táncoló méh olyan vegyületeket ráz le a potroháról, amelyeket a virágokról gyűjtött be és ezek segítik a navigációban a társakat. Megvizsgálta hát, hogyan befolyásolja a méhek által bejárt útvonalakat, ha különféle vegyületekkel jelöli meg a kaptár közelében lévő virágokat. Azt vette észre, hogy ezzel a beavatkozással nem sikerült összezavarni a rovarokat. Az aprólékos megfigyelésnek köszönhetően hamarosan rádöbbent, hogy a méhek tánca a táplálékforrás irányát és távolságát kódolja.
Honnan tudja a méh, hogyan kell táncolni?
A méhek táncát a legtöbb szakértő ösztönösnek gondolta. Erre utalt például az a tény, hogy a viselkedés csak a mézelő méhek között fordul elő és az is, hogy az egyes fajoknál eltérő módon jelenik meg. Kínai és amerikai kutatók együttműködésének köszönhetően azonban kiderült, hogy a társas tanulásnak is fontos szerepe van ebben a viselkedésben.
A kutatók olyan kaptárakat hoztak létre a kísérleteikhez, melyekben csak frissen kikelt méhek voltak. A rovarok 1-2 hetes korukban kezdték el a tánc bemutatását, ami azt sugallja, hogy valóban ösztönös viselkedésről van szó, hiszen ebben az elrendezésben nem leshették el tapasztaltabb méhektől a mozdulatokat. Kiderült azonban, hogy a tánc közel sem olyan pontos, mint normálisan: a méhek általában jóval hosszabb utat jeleztek társaiknak, mint amilyet valójában megtettek.
Ez a probléma hetek elteltével is fennállt, amiből arra következtettek a kutatók, hogy a távolság pontos kódolásához szükség van tapasztalt társakra, ráadásul az élet korai szakaszában (hiszen a méhek maguk is tapasztalttá váltak a gyűjtögetésben egy idő után, azonban ez nem javított a táncuk pontosságán). Ezek alapján a méhek tánca kísértetiesen hasonlít az emberi nyelvhez. A nyelvtanulásnak is vannak ösztönös komponensei, például a gügyögés, ráadásul tapasztalt nyelvhasználók kellenek hozzá a megfelelő időben.
A tanult viselkedések egy része mindig hasonló kimenetet eredményez. Ilyen például az embernél a járás tanulása. Más tanult viselkedések esetében azonban épp azért van szükség a tanulás által biztosított rugalmasságra, mert a kimenet a körülményeknek megfelelően változhat. A méhek tánca esetében például elképzelhető, hogy azért van szükség a rugalmasságra, hogy egy új környezetbe kerülve a méhek alkalmazkodni tudjanak a távolságokhoz. Több vizsgálat is arra utal, hogy a távolságokat különbözőképpen kódolja az idegrendszer különböző terepeken (rét – erdő). A társas tanulás tehát rugalmassá teszi a méhek táncos jelrendszerét, ami segítheti őket a környezethez való alkalmazkodásban.
Tehát az ösztönösnek tartott viselkedésekben is lehetnek tanult komponensek, ami a szakértők szerint azt a nézetet erősíti, hogy az idegrendszer plaszticitásának köszönhető tanulékonyság alapvető jelentőségű a méhek táncában is.
Társas tanulás a rovarvilágban
A társas tanulás egyébként nem példátlan a rovarvilágban sem. A poszméhekről például kiderült, hogy egymás megfigyelésével is képesek új viselkedésformákat elsajátítani. Egy tanulmányban például néhány poszméhnek megtanították, hogy ha egy fagolyót a megfelelő helyre görgetnek, jutalmat kapnak érte. Ezen állatokat megfigyelhették olyan poszméhek, amelyek soha nem végeztek hasonló tevékenységet és ilyenkor sokkal gyorsabban sajátították el a viselkedést. Ráadásul amennyiben a szokásos fagolyót mozdíthatatlanná tették a kutatók, a poszméhek azonnal egy másik, mozdítható golyót kezdtek a cél irányába taszigálni. Ez vizsgálat mutatta meg, hogy a poszméhek képesek a társas tanulásra, amit egyébként a tanulás legkomplikáltabb formájának tekintenek a kutatók.
Az ecetmuslica lárvájának agya
Az agyműködés megértéséhez valószínűleg elengedhetetlen az agy felépítésének pontos térképe, ezért fontos, hogy létrejött az első ilyen térkép egy rovar agyáról. A kérdéses rovar nem más, mint az ecetmuslica (Drosophila melanogaster) lárvája, amely így belépett azon néhány faj körébe, amelyeknél már ismert az idegrendszer teljes, sejtszintű felépítése (Caenorhabditis elegans, Ciona intestinalis, Platynereis dumerilii).
Egy agy mikroszkopikus felépítésének fontos tényezője, hogy mely sejtek mely más sejtekkel vannak kapcsolatban. Ezt konnektomnak nevezik. Az ecetmuslica lárvájának nagyjából 3000 neuronból és a köztük lévő félmillió szinapszisból áll a konnektomja. A kutatók számos olyan hálózati motívumot figyeltek meg a konnektomban, amiket népszerű elméletek a tanulás vagy a döntéshozás idegrendszeri alapjának tartanak, azonban több olyan mintázatot is felfedeztek, melyek funkciójáról egyelőre nincs konkrét elképzelés. Az új adatok remélhetőleg hozzájárulnak majd az idegrendszeri hálózatok működésének alaposabb megértéséhez, ami elvileg más élőlények agyműködését is segíthet megérteni.
Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.
Források
Dance of the honeybee | Nature Physics
Bumblebees socially learn behaviour too complex to innovate alone | Nature
