Биологи из Китая, Великобритании и Австралии установили, что шмели способны воспринимать абстрактные ритмы. В ходе экспериментов насекомые научились различать сложные последовательности световых вспышек и вибраций, распознавая их даже при изменении скорости воспроизведения. Исследование показало, что для понимания абстрактного ритма не требуется сложное строение мозга или развитый голосовой аппарат.

Особенности абстрактного восприятия ритма

Абстрактное восприятие ритма подразумевает способность узнавать временные паттерны, такие как мелодии, даже если они воспроизводятся в другом темпе. Ранее считалось, что этот навык характерен только для человека и некоторых животных, способных к вокальному обучению, например, певчих птиц. Существовало предположение, что для чувства ритма необходимы специализированные нейронные связи между слухом и моторикой. Голуби и крысы не справлялись с подобными задачами, поэтому исследователи решили проверить когнитивные возможности насекомых.

Ход эксперимента

В рамках исследования был создан искусственный «луг» с шестью электронными «цветками», оснащёнными микроконтроллерами и светодиодами. Цветки мигали в двух различных сложных ритмах. В центре цветков с правильным ритмом находилась капля сладкого сиропа, а другой ритм сигнализировал о наличии горького раствора хинина. Паттерны были выровнены по общей продолжительности свечения и пауз, чтобы исключить возможность ориентации на простые визуальные подсказки. Шмелям приходилось запоминать именно структуру ритма.

В последующих тестах изученный ритм воспроизводился в новых, незнакомых темпах — быстрее или медленнее. В финальном эксперименте шмелей поодиночке запускали в Т-образный лабиринт, где световые сигналы заменялись вибрациями. Насекомые запоминали сложные ритмичные вибрации поверхности и успешно находили пищу. После успешного обучения вибрации отключали, и проводился визуальный тест с тем же ритмом, но уже в виде световых вспышек.

Результаты

Во всех испытаниях шмели уверенно выбирали правильные кормушки, успешно распознавая абстрактный ритм как при изменении темпа, так и при переходе от осязательных к зрительным сигналам. Перед принятием решения насекомые задерживались над цветком, как бы анализируя ритм. Если шмель находился в воздухе примерно 1,2 секунды — время, равное одному полному циклу ритма, — вероятность правильного выбора достигала 85–100%.

Значение исследования

Результаты показали, что для восприятия абстрактного времени не требуются эволюционные инновации, характерные для певчих видов. Способность различать сложные ритмические паттерны может развиваться даже у насекомых с небольшим мозгом. Предполагается, что у шмелей эта способность возникла из-за необходимости анализировать оптический поток — ритмичное мелькание света и тени, которое используется для навигации и контроля скорости во время полёта.