Земляные шмели демонстрируют гибкое восприятие ритма, бросая вызов представлениям о мозге

Недавнее научное исследование, опубликованное в журнале Science 2 апреля 2026 года, выявило у земляных шмелей (Bombus terrestris) способность к гибкому восприятию ритма. Этот когнитивный навык ранее считался прерогативой организмов с более развитыми нервными системами, таких как люди и некоторые виды певчих птиц. Международная группа ученых, возглавляемая Цзэн Цзыцзе из Китайской академии наук при участии специалистов из Университета Маккуори в Австралии, поставила под сомнение прямую корреляцию между размером нервной системы и сложностью темпоральной обработки информации.

В ходе серии экспериментов с участием двадцати самок шмелей на каждом из четырех этапов, насекомых обучали ассоциировать определенный ритмический паттерн мигания света с получением сахарного вознаграждения, в то время как другой паттерн подкреплялся горьким хинином. Шмели успешно освоили различение этих паттернов, продемонстрировав наличие памяти и способности к распознаванию образов. Ключевым признаком абстрактного, а не просто механического запоминания интервалов стало сохранение способности идентифицировать знакомую ритмическую структуру даже при существенном изменении скорости воспроизведения. Когнитивный нейроэтолог Квинн Солви из Южного медицинского университета (SMU) сравнила это с узнаванием мелодии, исполненной в совершенно ином темпе.

Второй и третий эксперименты были направлены на проверку устойчивости этого навыка. Во втором этапе ритмы были сделаны нерегулярными, состоящими из чередования коротких и длинных вспышек, где различалась только последовательность при одинаковой общей длительности. В третьем тесте шмелей тренировали различать два ритма в разных темпах, а затем проверяли их способность узнавать те же ритмы, но уже с измененной скоростью. Результаты показали высокую точность: при наблюдении за вознаграждаемым миганием в течение 1,2 секунды, что соответствует одному полному циклу ритма, вероятность безошибочного выбора достигала 85%, а при более длительном наблюдении приближалась к 100%. Это свидетельствует об оценке общего ритмического рисунка, а не только абсолютной длительности отдельных сигналов. Для сравнения, млекопитающие, такие как крысы, и голуби в аналогичных тестах не демонстрировали такой гибкости, запоминая лишь абсолютные длительности интервалов.

Критически важным аспектом исследования стала демонстрация кросс-модального переноса знаний, проверенная в четвертом эксперименте. Насекомые, которые изначально обучались различать ритмичные вибрации пола, затем успешно переносили это знание на визуальную модальность, безошибочно выбирая световые сигналы, мигающие в эквивалентном вибрационном ритме. Этот перенос был статистически значим (p = 0,006), что доказывает способность шмелей абстрагироваться от конкретного сенсорного канала для восприятия временной структуры.

Ученые предполагают, что данная способность могла возникнуть у насекомых независимо от вокально обучающихся видов и может быть связана с необходимостью анализа оптического потока для навигации и контроля скорости полета, что является важным аспектом их выживания. Ранее исследования, например, проведенные в 2017 году, уже указывали на пластичность нервной системы шмелей, связывая плотность синаптических образований в грибовидных телах с их способностью к обучению. Данное открытие, детализирующее когнитивные границы насекомых, открывает новые горизонты для понимания эволюции интеллекта и может найти применение в разработке энергоэффективных навигационных систем для робототехники, требующих обработки сложных временных данных без опоры на GPS.