Een nieuwe studie heeft aangetoond dat hommels in staat zijn om korte en lange lichtflitsen van elkaar te onderscheiden en deze vaardigheid te gebruiken om voedsel te kiezen. Dit is de eerste keer dat deze capaciteit is vastgesteld bij insecten, terwijl het eerder al bekend was dat mensen en sommige zoogdieren, zoals makaken en duiven, het verschil tussen “punten” en “streepjes” kunnen onderscheiden.
In het onderzoek, gepubliceerd op 12 november in het tijdschrift “Biology Letters”, creëerde het team een trainingslabyrint voor individuele bijen. Elke kamer in het labyrint bevatte twee soortgelijke cirkels die flitsten; de ene met een korte flits (punt) en de andere met een lange flits (streepje), de basiselementen van de beroemde Morse-code.
De onderzoekers koppelden één van de patronen aan een beloning van een suikersap en het andere aan een bittere vloeistof die de bijen niet verkiezen. Om te voorkomen dat de bijen zich op locatie baseerden, veranderden ze de positie van elke cirkel elke keer, zodat de eenvoudigere regel “ga links of rechts” niet werkte, en de bijen de duur van de flits zelf moesten leren.
Een Cruciale Test
Elisabetta Versace, de onderzoeker en docent psychologie aan de Queen Mary University in Londen, legt uit dat nadat de bijen gevorderd waren in het leren van de directe weg naar de cirkel die verbonden was met de suiker, het team een cruciale test uitvoerde. Deze test bestond uit flitsen zonder suiker, om te bevestigen dat de keuze van de bijen voortkwam uit de lengte van de flits en niet van geur of visuele sporen van de beloning.
De resultaten toonden aan dat de meeste bijen de juiste flitspatroon kozen dat ze eerder hadden geleerd, ongeacht de positie van de cirkel in de kamer. Dit leidde het team tot de conclusie dat de bijen de tijdsregel zelf hadden geleerd.
Versace zegt: “We wilden weten of bijen in staat zijn om het verschil tussen verschillende tijdsduur te leren, en het was fascinerend om te zien dat ze daarin slaagden.” Ze voegt eraan toe dat bijen in hun natuurlijke omgeving geen onderbroken flitsen tegenkomen, “dus hun succes suggereert een algemene capaciteit om tijd te verwerken die mogelijk is geëvolueerd voor andere functies, zoals het volgen van beweging of communicatie.”
Begrip van Tijd
Het onderzoeksteam beschouwt deze uitkomst als belangrijk, omdat het onderscheid tussen “punten” en “streepjes” binnen een zeer korte tijdsspanne plaatsvindt, veel korter dan de langzaam bewegende tijdsmeten zoals de cyclus van dag en nacht of seizoensveranderingen.
De onderzoekers benadrukken dat de manier waarop de hersenen deze korte periodes meten nog niet volledig begrepen is. Sommige theorieën stellen voor dat er één enkele “interne klok” aanwezig is die verantwoordelijk is voor deze waarnemingen, terwijl andere theorieën meerdere timers in de hersenen suggereren.
Hieruit blijkt dat zelfs kleine hersenen (kleiner dan een kubieke millimeter) in staat zijn tot deze vaardigheid, wat een uitstekend model biedt om deze theorieën nauwkeuriger te testen.
Versace gelooft dat veel complexe gedragingen van dieren – zoals het vermogen van vogels en andere dieren om hun nesten terug te vinden (navigatie) of onderlinge signalen uit te wisselen (communicatie) – voornamelijk afhankelijk zijn van het begrijpen van tijd. Zij denkt dat het vergelijken van deze capaciteiten tussen verschillende diersoorten, inclusief kleine insecten zoals bijen, zou kunnen helpen wetenschappers te begrijpen hoe het “tijdbegrip” door de natuurlijke geschiedenis heen is geëvolueerd en waarom het zo efficiënt is geworden in sommige organismen.
Daarnaast hebben de resultaten ook praktische implicaties, vooral op het gebied van engineering en kunstmatige intelligentie. Als zelfs kleine hersens in staat zijn om complexe tijdsgerelateerde taken (zoals het onderscheiden tussen een korte en een lange lichtflits) snel en nauwkeurig uit te voeren, betekent dit dat de hersenen niet per se een grote omvang of enorme energiebehoefte nodig hebben om intelligente tijdcalculaties uit te voeren.
Dit opent de deur voor ingenieurs in kunstmatige intelligentie en robotica om eenvoudigere en energiezuinigere oplossingen te ontwerpen voor kunstmatige neurale netwerken en kleine, lichte robots, in plaats van altijd te vertrouwen op enorme en complexe systemen.
Buiten het laboratorium sluit deze ontdekking aan bij wat wetenschappers weten over het gedrag van bijen in de natuur. Bloemen verschillen niet alleen in kleur en geur, maar kunnen ook verschillen in de timing van hun nectarbeschikbaarheid, waarbij sommige bloemen op bepaalde tijdstippen van de dag meer nectar aanbieden dan andere.
