У бабочек обнаружили пространственную память
К такому выводу пришли энтомологи после серии экспериментов с этими насекомыми. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, ученые давно знают, что пространственная память отлично развита у пчел и муравьев, однако теперь им впервые удалось подтвердить ее наличие у чешуекрылых.
Некоторые насекомые обладают отличной пространственной памятью. Например, шмели и медоносные пчелы запоминают, где растут богатые нектаром цветки и какие из них они уже посетили. А муравьи точно воспроизводят путь из колонии и обратно длиной в несколько сотен метров. Однако о пространственной памяти других насекомых известно намного меньше. В частности, пока у ученых не доказательств, что она развита у бабочек (Lepidoptera).
Лучшими кандидатами на роль бабочек с хорошей пространственной памятью считаются представительницы рода геликоний (Heliconius) из семейства нимфалид (Nymphalidae). Эти чешуекрылые, распространенные в Южной и Центральной Америке, на стадии имаго помимо нектара часто поедают цветочную пыльцу, которая обеспечивает их незаменимыми аминокислотами и тем самым значительно продлевает жизнь. Предполагается, что геликонии запоминают, где на их территориях расположены богатые пыльцой растения, и ежедневно посещают их, двигаясь одним и тем же индивидуальным маршрутом, который начинается с постоянного места ночевки.
Команда энтомологов под руководством Стивена Монтгомери (Stephen H. Montgomery) из Бристольского университета решила проверить эту гипотезу. Для этого исследователи провели ряд экспериментов с выращенными в неволе бабочками Heliconius erato phyllis. На первом этапе 44 представительниц этого подвида учили находить корм на площадке площадью один квадратный метр с шестнадцатью искусственными цветками, расположенными в виде квадрата со стороной из четырех цветков. В половине случаев награда располагалась в четырех цветках в центре квадрата, а в половине — в цветках одного из двух внешних рядов. После пяти дней обучения авторы протестировали подопытных бабочек и обнаружили, что те чаще посещают цветки в той части квадрата, где в период обучения присутствовал нектар (p=0,027).
Затем авторы провели похожий эксперимент на установке площадью три квадратных метра. Она представляла собой лабиринт с двумя рукавами, в обоих из которых располагались искусственные цветки. 26 бабочек научили ассоциировать одно из этих ответвлений с источником пищи. Во время испытаний насекомые чаще интересовались тем рукавом, где во время обучения находился корм (p < 0,001)
Сравнивая результаты двух экспериментов, Монтогомери и его коллеги обнаружили, что во втором случае геликонии обучались более эффективно, Исследователи предположили, что, возможно, этим насекомым проще запоминать расположение объектов, которые находятся далеко друг от друга. Чтобы проверить данную идею, они провели третий эксперимент, в котором расстояния между источниками пищи были приближены к расстояниям между цветками в естественной среде обитания геликоний.
На установке Metatron, которая находится на юге Франции и представляет собой систему вольеров для изучения экологических и эволюционных процессов, исследователи создали T-образный лабиринт площадью 60 квадратных метров. В течение четырех дней 14 бабочек Heliconius melpomene по утрам выпускали в вольере у начала лабиринта и позволяли свободно летать по нему весь день. При этом искусственные цветки с кормом находились только в одном рукаве, правом или левом. Во время индивидуального тестирования бабочки чаще посещали тот рукав лабиринта, где на стадии обучения находился источник пищи (p = 0,012).
Бабочка Heliconius melpomene.
Фото: Len Radin / Flickr / CC BY-NC-SA 2.0.
Результаты исследования подтверждают гипотезу о том, что бабочки-геликонии хорошо запоминают расположение источников пищи, особенно в больших пространственных масштабах. Вероятно, подобно пчелам и муравьям, они сохраняют в памяти особенности ландшафта и положение солнца, после чего используют эти сведения, чтобы найти путь к богатым пыльцой цветкам. В этом геликониям помогают увеличенные грибовидные тела мозга — самые большие среди всех чешуекрылых.
В верхнем ряду: схема первого (A), второго (B) и третьего (C) экспериментов. В нижнем ряду: результаты первого (D), второго (E) и третьего (F) экспериментов.
Иллюстрация: Stephen H. Montgomery et al. / Current Biology, 2023.