Więcej niż drony

Bartosz Baran: Spotkałeś kiedyś genialną pszczołę lub trzmiela?

Lars Chittka: W każdym bardziej złożonym eksperymencie widziałem osobniki rozwiązujące postawione przed nimi zadanie w nieoczekiwany sposób. Kiedyś trenowaliśmy pszczoły do ciągnięcia za sznurek w celu uzyskania sztucznego kwiatu, który był prezentowany pod przezroczystą osłonką. Wytrenowaliśmy prawdopodobnie kilkaset pszczół, ale dwie z nich zdołały rozwiązać to zadanie spontanicznie, bez żadnego treningu. Istnieje zatem elitarna mniejszość pszczół-Einsteinów.

Mogę przytoczyć jeszcze jedną zabawną obserwację. Zainteresowało nas pytanie, czy mierzona w laboratorium szybkość uczenia się pszczół – kojarzenia kolorów kwiatów z jakąś nagrodą – przekłada się na lepszą skuteczność żerowania na naturalnych kwiatach.
Okazało się, że tak. Pszczoły szybciej uczące się w laboratorium były również lepsze w zbieraniu nektaru z kwiatów w warunkach naturalnych. Chcąc to zmierzyć, musieliśmy łapać pszczoły i ważyć je w momencie odlotu i ponownie, gdy lądowały, wracając z lotów żerowiskowych z dzikich kwiatów, od pół do półtorej godziny później. Mogliśmy wtedy powiedzieć: o, ta pszczoła zebrała 100 mikrogramów nektaru podczas lotu.

Większość pszczół początkowo opiera się schwytaniu do małego pojemnika. Mieliśmy jednak jedną, która nauczyła się latać bezpośrednio do pojemnika. Za każdym razem, gdy wracała z lotu, nawet jeżeli trzymaliśmy pojemnik w powietrzu kilka metrów od ula, pszczoła wlatywała do niego i oczekiwała, że będzie to środek transportu publicznego, którym wróci do kolonii. To był tylko jeden osobnik, ale zawsze to robił.

Czemu zająłeś się badaniem owadów? Od zawsze się nimi interesowałeś, czy tak po prostu wyszło?

Przypadek często odgrywa ważną rolę, ale istotni są także nauczyciele, którzy nas inspirują. Już jako dziecko interesowałem się zachowaniem zwierząt i psychologią człowieka, choć nie owadami. Przypadek nastąpił, gdy rozpocząłem studia licencjackie na Uniwersytecie w Getyndze w zachodnich Niemczech. Szybko znudziło mnie tamtejsze życie nocne.

Pomyślałem więc, by przenieść się do Berlina Zachodniego, który w tamtym czasie był wyspą pośrodku Niemiec Wschodnich. Zapytałem o to profesora z Getyngi, a on stwierdził, że to beznadziejny pomysł. Uważał, że Wolny Uniwersytet Berliński jest okropny i że zajmują się tam wyłącznie snuciem rewolucyjnych planów.

Jednak po chwili podrapał się po głowie i powiedział: „Myślę, że jest tam jednak jedno dobre laboratorium – pracują nad pszczołami”. W młodzieńczym optymizmie pomyślałem, że jedno laboratorium jest w porządku, to mi wystarczy, więc pa pa, lecę do Berlina. Rzeczywiście, to było bardzo dobre laboratorium. Wtedy po raz pierwszy zajrzałem do ula. Wielu ludzi zobaczyłoby po prostu pudełko pełne owadów, ale dla mnie było to coś w rodzaju spojrzenia na obcą cywilizację. Od razu mnie to zafascynowało i wciągnęło.

Badania nad umysłami pszczół zacząłeś od ich percepcji kolorów, ale odkryłeś także szybko, że pszczoły mają pewne zdolności numeryczne.

To był nasz poboczny projekt. Razem z innym doktorantem trenowaliśmy pszczoły do latania wzdłuż serii identycznych punktów orientacyjnych – czworościennych namiotów – na pewnym dystansie. Odkryliśmy, że po zwiększeniu liczby punktów orientacyjnych pszczoły dolatywały na krótszą odległość. Natomiast kiedy zmniejszyliśmy liczbę punktów orientacyjnych, latały dalej.

To był pierwszy dowód na to, że pszczoły potrafią liczyć?

Tak. Również pierwszy dowód na istnienie takiej umiejętności u jakiegokolwiek bezkręgowca. Nie było wcześniejszych publikacji naukowych na ten temat. Ludzie byli świadomi występowania u owadów zdolności do kojarzenia, na przykład koloru kwiatów z ilością produkowanego nektaru i pyłku, ale nikt nie sądził, że mogą posiadać tak zaawansowane umiejętności poznawcze.

A co dzisiaj już wiemy o ich umysłach?

Wiemy, że pszczoły są w stanie rozpoznawać obrazy ludzkich twarzy, mogą kategoryzować obiekty na podstawie podobieństwa, uczą się prostych pojęć, takich jak jednakowość i inność, potrafią wykorzystywać przedmioty jako narzędzia, a nawet uczyć się poprzez obserwację innych osobników. Odkrycia dotyczące inteligencji pszczół w ostatnich dziesięcioleciach, nie tylko naszego zespołu, zrewolucjonizowały to, co ludzie uważają za osiągalne dla posiadaczy miniaturowych mózgów.

Oczywiście, u owadów właściwie wszystko jest inne – ich światy percepcyjne, ich komunikacja, która często odbywa się za pośrednictwem substancji chemicznych czy wibracji podłoża. Zawartość ich umysłów też jest inna. Z badaniem ich jest trochę jak z badaniem kosmitów.

Opowiedz o tych różnicach.

Owady widzą świat inaczej niż my. Wszystkie owady widzą światło ultrafioletowe, na które my jesteśmy niewrażliwi. Na wielu kwiatach istnieją niewidoczne dla nas wzory. Tam, gdzie my widzimy jednolitą żółć, pszczoła może widzieć dwa różne kolory, w zależności od tego, czy niektóre części kwiatu odbijają ultrafiolet, czy nie.

Pszczoły widzą również polaryzację światła. Jest to kierunek, w którym oscyluje fala świetlna. Na niebie widoczny jest – choć nie dla nas – cały wzór polaryzacji, który pozwala im zrekonstruować pozycję słońca, nawet jeśli samo słońce nie jest dostrzegalne. Warto sobie uświadamiać, że świat, którego doświadczamy, nie jest prawdziwym fizycznym światem. To, co postrzegamy, jest filtrowane przez charakterystykę poszczególnych zmysłów, w które zostaliśmy wyposażeni w trakcie ewolucji, a które różnią się skrajnie u innych zwierząt.

To samo dotyczy pozostałych modalności sensorycznych – np. węchu. Pszczoły mogą wyczuć dwutlenek węgla, który dla nas jest całkowicie bezwonny. To ważna dla nich zdolność, bo jeśli ul staje się przepełniony lub za słabo wentylowany, to cała kolonia może się udusić. Pszczoły muszą aktywnie podejmować wysiłki w zakresie kontroli mikroklimatu ula.

Ich komunikacja także nie przypomina naszej.

Pszczoły mogą informować swoje siostry o odległościach i kierunkach od ula. Jeżeli jesteś pszczołą i znalazłeś bardzo dobre źródło pożywienia, trzy kilometry na północny wschód od ula, to możesz wrócić do kolonii i powiedzieć o tym innym pszczołom: „idź trzy kilometry w kierunku północno-wschodnim”.

Zwiadowcy robią to w całkowitej ciemności ula, nie używając wokalizacji, ale ruchów ciała. Poruszają się w ściśle określony sposób po pionowym plastrze miodu, a ponieważ ruch ten składa się z powtarzających się elementów, niczym tanecznych kroków, nazywa się go tańcem pszczół miodnych. Pozostałe pszczoły w całkowitej ciemności muszą ten taniec wyczuć. Podążają za tancerką, dotykają ją i śledzą wykonywane układy. W ten sposób dekodują przekazywane informacje i zapamiętują je. W ruchach tancerki zawarte są dokładne wskazówki, jak dotrzeć do miejsca docelowego.

Jak wygląda w praktyce praca z pszczołami?

Z niektórymi gatunkami można łatwo pracować ze względu na ich styl życia jako zapylaczy. Najczęściej nagradzamy pszczoły małymi kroplami wody z cukrem, odpowiadającymi nektarowi kwiatowemu w naturalnym środowisku.

Dopóki jest woda z cukrem, pszczoły chętnie wracają do naszych zadań, i co więcej, nigdy się nie nasycają, w przeciwieństwie do samotnie żyjących owadów, ssaków czy ryb. Jeśli pracujesz z takimi gatunkami, to zwierzęta zwykle się najadają i przestają być zainteresowane twoim eksperymentem. Natomiast w przypadku pszczół społecznych, gdy ich brzuch jest pełny, lecą do domu, do gniazda, wyładowują wszystko, co zebrały i wracają. Mogą to robić przez 8, 10 czy 12 godzin bez przerwy. Są więc zmotywowanymi zwierzętami, które wręcz angażują się w badania.

W przypadku pszczół społecznych hoduje się całe rodziny. Badacz ma wiele osobników do dyspozycji i łatwo zebrać wystarczająco dużo danych. Minusem jest to, że pszczoły najprawdopodobniej cię użądlą. W poczuciu zagrożenia potrafią i będą się skutecznie bronić. Ale jeśli działasz mądrze, to zdarza się to sporadycznie.

Skąd się wzięły te wszystkie zdolności umysłowe pszczół? One są unikalne wśród owadów?

W przeważającej mierze pszczoły są tzw. zbieraczami z miejscem centralnym, co oznacza, że mają dom, do którego muszą bezwzględnie wracać. Społeczna pszczoła nie może przetrwać bez swojego gniazda. Nawet pszczoła z gatunków samotnych, jeżeli zapomni o miejscu swojego domu, ryzykuje życiem całego potomstwa. Stwarza to bardzo silną presję na rozwój dobrej pamięci do lokalizacji. Na skutecznym zapamiętywaniu opiera się także sukces pszczół jako zapylaczy. Muszą pamiętać, gdzie znajdują się kwiaty, że najlepsze z nich mogą być żółte lub niebieskie, promieniście symetryczne lub dwustronnie symetryczne i mogą pachnieć takim lub innym zapachem. Uważam, że to czyni pszczoły świetnymi kandydatami do badania inteligencji owadów.

Jednak pszczoły nie są jedyną grupą owadów o tak rozwiniętych zdolnościach. Istnieją gatunki os społecznych, w których wszystkie osobniki w gnieździe rozpoznają nawzajem swoje twarze. Kojarzą z zapamiętanymi twarzami ponadto wszelkiego rodzaju przydatne informacje o swoich siostrach. Nawet u muszek owocowych dowiedziono, że są w stanie śledzić upływ czasu pomiędzy bodźcami w doświadczeniach opierających się na warunkowaniu. W przypadku kręgowców uznaje się to za jedną z cech charakterystycznych dla występowania świadomości. Inne gatunki owadów wciąż pozostają niedostatecznie zbadane, a być może dysponują inteligencją porównywalną do pszczelej.

Które odkrycia w badaniach nad umysłami owadów uważasz za najważniejsze?

Nie było jednego najważniejszego odkrycia, ale wiele wspaniałych. Karl von Frisch porównał badanie pszczół do magicznej studni, z której im więcej się czerpie, tym więcej można nabrać.

Odpowiedź zależy od tego, co cię interesuje. Powiedzmy, że jesteś inżynierem pracującym nad bezzałogowymi statkami powietrznymi i lekkimi systemami sterującymi. Wtedy najważniejsze byłoby to, jak wiele pamięci, zdolności nawigacyjnych, zdolności precyzyjnej kontroli lotu i tak dalej można wcisnąć w tak maleńki mikrokomputer, jakim jest mózg pszczoły, a zwłaszcza to, jak wykonać te wszystkie zadania przy tak niewielkim poborze energii.

Obecna technologia dronów pozwala latać zasilanym bateryjnie systemem przez może pół godziny, ale są to urządzenia niezwykle energochłonne, podczas gdy mózgi biologiczne, a zwłaszcza mózgi pszczół, wymagają maleńkiej kropli nektaru, która pozwala na utrzymanie stabilnego lotu i skutecznej pracy przez kilka godzin, zapewniając przez cały ten czas niezwykle precyzyjne zdolności nawigacyjne.

Dla mnie najważniejsze są jednak pytania, czy pszczoły mogą myśleć i czuć. To kwestia wykraczająca poza to, czy owady mogą się uczyć i robić inteligentne rzeczy. Zebraliśmy dowody, które moim zdaniem wskazują na to, że odpowiedź na te pytania jest twierdząca. Wydaje się, że owady spełniają te same kryteria, którymi oceniamy zdolność do odczuwania emocji w przypadku ssaków. Jeśli mamy rację, to będzie to niemal kopernikański przewrót w myśleniu o umysłach innych zwierząt.

Jak silne dowody wskazują na to, że owady są świadome albo mogą odczuwać emocje?

Świadomość trudno udowodnić – nie ma jednego rozstrzygającego dowodu, na który wszyscy by przystali. To wyzwanie nawet w przypadku ludzi. Ty i ja zgadzamy się, że jesteśmy świadomi, ale do lat 90. lekarze w wielu krajach operowali niemowlęta bez znieczulenia, ponieważ dominujące przekonanie było takie, że nie są one świadome. Odeszliśmy od tego nie dlatego, że mamy pojedynczy dowód na to, że niemowlęta faktycznie są zdolne do cierpienia – użyliśmy zdrowego rozsądku do połączenia wielu przesłanek.

Można udowodnić, że niemowlęta lub zwierzęta mają tzw. nocyceptory, rejestrujące uszkodzenia skóry, i że te receptory są połączone z mózgiem. Te połączenia nie tylko sterują odruchami, ale stanowią system zdolny do przechowywania wspomnień. Zapamiętane sytuacje pozwalają uniknąć źródła bolesnego bodźca. Ponadto, zwierzęta chronią miejsca urazów, a reakcje na potencjalnie szkodliwe bodźce są elastyczne, a nie odruchowe.

Jeśli spojrzysz na systemy hormonalne, reakcje neurobiologiczne, zsumujesz to wszystko, to możesz uzyskać pewną wartość opisującą prawdopodobieństwo, że jakaś istota jest zdolna do odczuwania bólu. Nie masz jeszcze pojedynczego dowodu, ale przesłanki wskazują w jakimś kierunku. Zaobserwowaliśmy u pszczół wiele wyznaczników, które przynajmniej uprawdopodobniają, że są one świadomymi istotami. Chcielibyśmy połączyć więcej takich przesłanek, aby uzyskać jak największą pewność.

Dla Ciebie to kwestia nie tylko naukowa?

Ma znaczenie dla tego, jak odnosimy się do owadów, jak traktujemy je na wolności, w naszych ogrodach, w fabrykach owadów karmowych; w przypadku pszczół – w przemyśle pszczelarskim. Kiedy uznamy, że zwierzę jest czujące, to jesteśmy moralnie zobowiązani do traktowania go w sposób minimalizujący cierpienie.

Nie jest to jeszcze postawa powszechnie uznawana przez ludzi, którzy zabijają masy owadów w wyniku stosowania pestycydów czy w przemyśle paszowym i spożywczym, gdzie owady są hodowane jako karma dla łososia lub kurczaków. Owady są często zabijane metodami takimi jak pieczenie lub gotowanie mikrofalami, co potencjalnie może przysparzać im ogromnego bólu.

Nadal pokutuje kartezjańska wizja owadów jako biologicznych automatów.

Warto podkreślić, że Kartezjusz nie myślał w ten sposób tylko o owadach. Znany był z lekceważenia idei, że jego własny pies mógłby być świadomy. Uważał, że zwierzętom w ogóle brakuje zdolności do myślenia.

Ten pogląd w odniesieniu do kręgowców – psów, delfinów, naczelnych, ptaków krukowatych itd. – uległ jednak powszechnej zmianie. Ludzie zastanawiający się, co może śnić się ich psom, są sami w sobie dowodem na to, że w opinii publicznej nastąpiły głębokie zmiany. Uważam, że dowody dotyczące owadów na tym polu niekoniecznie są słabsze niż w przypadku kręgowców.

Mówiłeś o tym, że pszczoły to więcej niż roboty. W odniesieniu do owadów społecznych często używa się jeszcze innego określenia: superorganizm. Cały rój przypomina jedno wielkie zwierzę, a pojedyncze osobniki – budujące ciało tego zwierzęcia komórki. To uprawniona metafora?

Pszczoły robią niezwykłe rzeczy jako społeczność. Jednym ze scenariuszy, kiedy to bardzo widać, jest tzw. budowanie konsensusu. Kiedy stara królowa opuszcza rój wraz z około dziesięcioma tysiącami robotnic, gromadzą się na pobliskim drzewie, a następnie przez kilka dni decydują o następnym miejscu docelowym, do którego chcą się przenieść.

Zwiadowcy rozchodząc się po dużym terytorium, sprawdzają każdą dziuplę w drzewie, a czasem w kominie, w poszukiwaniu odpowiedniego nowego domu. Następuje kilka dni nieporozumień, ale w końcu dochodzą do pełnego konsensusu. Cały rój odlatuje do nowego miejsca. W tym przypadku rzeczywiście można pokusić się o uznanie poszczególnych zwiadowców za jednostki zbierające informacje w ramach wspólnego bytu – roju. I że to rój ostatecznie zachowuje się tak, jak się zachowuje. Można pytać, czy rój jest superorganizmem albo czy posiada własny umysł. Jednak podobieństwa z ludzkim umysłem są w dużej mierze metaforyczne.

Ludzie też mogą robić interesujące rzeczy jako grupa. Na stadionie piłkarskim możesz wziąć udział w meksykańskiej fali – wstać i podnieść ręce, by fala się przemieściła – ale twoje doświadczenia nadal będą indywidualne. Nie ma czegoś takiego jak wspólne doświadczenie bycia tą podróżującą falą lub bycia publicznością na stadionie piłkarskim.
Podobnie jest w roju pszczół – to nadal jednostki podejmują decyzje, a także mają doświadczenie w rojeniu się. Już sto lat temu niemiecki badacz Hugo von Buttel-Reepen zasugerował, że może istnieć wyjątkowy stan emocjonalny związany z rojeniem, w którym poszczególne pszczoły stają się mniej agresywne.

Wydają się bardzo podekscytowane i chętne do tego procesu rojenia. Wydaje się też, że istnieje rodzaj amnezji, która towarzyszy rojeniu, w którym pszczoły wymazują pamięć o swoim starym ulu. Następnie zapamiętują nową lokalizację. Ale jeśli zadajesz pytania dotyczące uczuć i inteligencji, to myślę, że nadal znajdują się one w indywidualnych umysłach i rzeczywiście są bardzo różne u różnych pszczół.

Dla każdej cechy, którą mierzymy, niezależnie od tego, czy jest to szybkość uczenia się pewnych zadań, czy neofilia i neofobia, istnieją ogromne różnice między jednostkami. Te różnice pozostają spójne przez całe życie. Występuje więc coś takiego jak osobowość w poszczególnych osobnikach.

Pokazywanie, że należące do tego samego gatunku owady różnią się od siebie, to chyba także dobry sposób na walkę z kartezjańskimi uprzedzeniami.

Kilka lat temu przeprowadziliśmy eksperyment, w którym oznaczyliśmy kilka tysięcy pszczół różnych gatunków małymi znacznikami i pozwoliliśmy im swobodnie latać we wschodnim Londynie.

Następnie poprosiliśmy ludzi, aby poszukali w swoich ogrodach i parkach naszych ponumerowanych pszczół. Zorganizowaliśmy też konkurs fotograficzny. Najbardziej wzruszającym spostrzeżeniem, które ludzie nam przekazali, było to, że czasami przywiązywali się do spotkanych pszczół. Zdawali sobie sprawę, że pomarańczowy numer 31 naprawdę lubi kwiaty lawendy, bo przylatuje na te same rośliny co godzinę. Kilka dni później pszczoła znikała, prawdopodobnie umierała ze starości lub została upolowana przez ptasiego drapieżnika.

Ludzie nie postrzegali już tych owadów jako pewnego rodzaju zasobu, który dryfuje sobie po krajobrazie, ale jako jednostki, z indywidualnymi preferencjami dla określonych kwiatów. Z wyraźną, wyuczoną umiejętnością powracania do tego samego skrawka kwiatów w swoim ogrodzie. Potem byli dumni z kwiatów, które zasadzili.