Греческий историк Геродот более 2 000 лет назад описал запрещённый эксперимент, в ходе которого двум детям не давали возможность слышать человеческую речь для того, чтобы правитель смог узнать истинный «невыученный» язык людей.
Учёные теперь знают, что изучение человеческого языка требует социального взаимодействия с другими людьми, что является общей чертой также для многих животных. Но почему люди и некоторые животные вообще должны учить язык? Ведь родиться с таким знанием было бы намного проще?
Этот вопрос пытается решить Джеймс К. Ниех (помощник декана и профессор биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего) вместе со своими коллегами.
Есть два распространённых ответа на вопрос, почему язык должен быть врождённым или изученным в процессе жизни. Во-первых, сложные языки часто зависят от условий окружающей среды. Второй ответ заключается в том, что сложную коммуникацию достаточно тяжело воспроизвести даже тогда, когда особи рождаются с некоторым пониманием правильных сигналов. Учитывая, что способы общения медоносных пчёл довольно сложны, учёные решили изучить то, как они учатся определённому поведению, чтобы ответить на этот языковой вопрос.
Что такое танец виляния
Удивительно, но медоносные пчёлы обладают одним из самых сложных примеров общения. Они могут сообщать друг другу, где найти ресурсы, такие как пища, вода или место для гнезда, с помощью "танца виляния".
Этот танец передает информацию пчелиным сородичам о направлении и расстоянии до определённого ресурса, а также его качестве.
По сути, танцор указывает новобранцам правильное направление и расстояние, многократно кружась «восьмёркой», при этом пчела виляет брюшком двигаясь вперёд. Танцора преследуют потенциальные новобранцы - пчёлы, которые внимательно следят за ним, чтобы узнать, куда нужно идти, чтобы найти необходимый ресурс.
Более длинные виляния сообщают о больших расстояниях, а угол виляния - о направлении. Для поиска более качественных ресурсов, таких как более сладкий нектар, танцоры повторяют виляние большее количество раз и после каждого виляния возвращаются быстрее.
Ошибки
Этот танец сложен в исполнении. Танцор не только движется - преодолевая примерно одну длину тела в секунду, - но и пытается сохранить правильный угол и продолжительность виляния. При этом танец, обычно, происходит в темноте, среди толпы толкающихся пчёл и на неровной поверхности.
Поэтому пчёлы могут совершать три различных типа ошибок: указывать в неправильном направлении, указывать неправильное расстояние или совершать больше ошибок при выполнении танца «восьмёрки» - то, что исследователи называют ошибками беспорядка. Первые две ошибки усложняют для новичков поиск места, о котором сообщается. Эти ошибки могут затруднить их следование за танцором.
Фото: web-zoopark.ru
Учёные знают, что все пчёлы вида Apis mellifera начинают добывать корм и танцевать только с возрастом и что они также следуют за опытными танцорами, прежде чем впервые попытаются танцевать. Может быть, они учатся у опытных учителей?
Запрещенный эксперимент с пчёлами
Ниех с командой учёных создали изолированные экспериментальные колонии пчёл, которые не могли наблюдать за танцами других особей до того, как сами начнут танцевать. Как и в древнем эксперименте, описанном Геродотом, эти пчёлы не могли наблюдать за языком танца, потому что все они были одного возраста и не имели старших, опытных пчёл для подражания. А в контрольных колониях были пчёлы всех возрастов, поэтому молодые могли следовать за старшими, опытными танцорами.
Исследователи записали первые танцы пчёл, живущих в колониях с обоими возрастными профилями. Пчёлы, которые не могли следовать за танцами опытных пчёл, исполняли танцы со значительно большим количеством ошибок, чем танцы пчёл в контрольных колониях.
Затем учёные протестировали тех же пчёл позже, когда они стали более опытными. Пчёлы, которым не хватало учителей, теперь производили значительно меньше ошибок, возможно, потому что у них было больше практики или они научились, следуя за другими танцорами. При этом танцы старших контрольных колоний пчёл с учителями оставались такими же хорошими, как и их первые танцы.
Этот вывод говорит о том, что пчёлы рождаются с некоторыми знаниями о том, как танцевать, но они могут научиться танцевать ещё лучше, следуя за опытными пчёлами. Это первый известный пример такого сложного социального обучения коммуникации у насекомых, который представляет собой форму животной культуры.
Танцевальные диалекты связаны с расстоянием
Для пчёл, у которых в раннем возрасте не было учителей танец остаётся загадкой. Они так и не смогли исправить свои ошибки, связанные с расстоянием. Они продолжали ошибаться, указывая большие расстояния, чем необходимо. Почему же это заинтересовало учёных? Возможно, ответ кроется в том, как такая коммуникация может адаптироваться к местным условиям.
В разных средах могут быть значительные различия в распределении пищи. В результате у разных видов медоносных пчёл сформировались различные "танцевальные диалекты", описываемые как зависимость между расстоянием до источника пищи и соответствующей продолжительностью танца. Интересно, что эти диалекты различаются даже в пределах одного вида медоносной пчелы. Исследователи подозревают, что эти различия существуют потому, что колонии одного вида, могут жить в очень разных условиях.
Если изучение языка - это способ справляться с различными условиями окружающей среды, то, возможно, в каждой колонии должен быть свой диалект, адаптированный к местным условиям и передающийся от опытных пчёл к новичкам.
Если это так, то отдельные пчёлы, лишённые учителей, возможно, никогда не исправляли свои ошибки, связанные с расстоянием, потому что они самостоятельно приобрели другой диалект.
Обычно этому диалекту учатся опытные пчёлы, но он может измениться в течение одного поколения, если изменятся условия окружающей среды или если колония перелетит на новое место.
Кроме того, в каждой колонии есть "танцпол", или пространство, где пчёлы танцуют, со сложным рельефом, по которому танцоры могут научиться лучше ориентироваться следуя по стопам старших танцоров.
Эти идеи ещё предстоит проверить, но они закладывают основу для будущих экспериментов, в которых будет изучаться передача культуры между старшими и младшими пчёлами. Учёные считают, что данное исследование расширит понимание коллективного изучения языка в животных сообществах.