Не только цвет: шмели умеют ранжировать важность визуальных подсказок

Группа учёных под руководством Йоханнеса Шпете и Анны Штёкль из Констанцского университета провела серию экспериментов, в ходе которых шмелям предлагалось различать искусственные цветы по нескольким признакам: цвету, узору и форме. Целью работы было выяснить, как насекомые комбинируют разные типы информации при поиске пищи и меняют ли они свою стратегию в зависимости от того, насколько легко различимы те или иные признаки.

В дополнительных материалах к исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, подробно описываются условия тестов. Для экспериментов использовались цветные картонные стимулы четырёх оттенков, а также элементы с рисунками (радиальным и концентрическим) и двумя формами (звезда и круг). На первом этапе авторы проверили, есть ли у шмелей врождённые предпочтения. Для каждой группы насекомых проводили тест из десяти невознаграждаемых выборов между парой стимулов. Оказалось, что цвет играет важную роль: во всех комбинациях с узорами и формами выбор насекомых часто определялся именно цветом, а не рисунком или очертаниями. В некоторых цветовых парах предпочтения были статистически значимыми, в то время как узоры и формы сами по себе не вызывали устойчивого выбора. Результаты сравнения с чисто случайным выбором (вероятность 0,5) показали, что отклонения от случайности были неодинаковы для разных цветовых сочетаний.

Ключевая часть работы была посвящена анализу конфликтных ситуаций, когда шмелям одновременно предъявляли разные комбинации признаков, например цвет и узор, которые в ходе обучения указывали на противоположные результаты. Для обработки данных исследователи применили байесовскую модель*, которая позволила рассчитать весовые коэффициенты для каждого типа признаков — проще говоря, оценить, насколько сильно цвет, форма или рисунок влияют на конечное решение насекомого в момент выбора. Распределение этих коэффициентов, полученное на основе 4 000 итераций модели, показало, что шмели не просто суммируют все доступные сигналы, а присваивают им разный «вес» в зависимости от ситуации.

Дополнительно авторы проанализировали, как меняется успешность обучения во время второй тренировочной сессии, которая следовала за основным конфликтным тестом. Графики показывают долю правильных и ошибочных выборов шмелей по блокам. В группах, где насекомые в конфликтном тесте в основном полагались не на цвет, а на узоры или формы, учёные провели дополнительную проверку. В тесте, где остались только цветовые сигналы (без узоров и форм), эти шмели всё равно демонстрировали высокую долю правильного выбора, что говорит о том, что они были способны выучить и использовать и этот признак, хотя ранее отдавали предпочтение другим. Особенно это было заметно в условиях с близкими по спектру цветами (жёлто‑оранжевой и сине‑бирюзовой парами), где различия между оттенками были минимальны.

«Результаты демонстрируют, что стратегия принятия решений у шмелей не является жёстко закреплённой. Они могут гибко переключать внимание с одного признака на другой, адаптируясь к тому, какая информация в данный момент более полезна для нахождения награды», — отмечают авторы работы.

Эксперименты подтвердили, что даже такие маленькие насекомые, как шмели, способны на сложные когнитивные процессы: они не просто запоминают набор стимулов, а оценивают их прогностическую ценность и динамически корректируют своё поведение. Это открытие важно для понимания эволюции обучения и механизмов принятия решений в условиях неполной или противоречивой информации.

* Байесовская модель — это математический подход, основанный на теореме Байеса, который описывает, как следует обновлять наши знания о мире по мере поступления новой информации.