Муравьи способны узнавать себя в зеркале

Рис. 1. Myrmica rubra — один из трех видов муравьев, с которыми проводился эксперимент. Фото с сайта flickr.com/photos/deadmike

Бельгийские энтомологи показали, что рыжие муравьи из рода Myrmica могут идентифицировать себя с собственным отражением в зеркале. Ранее считалось, что такой способностью обладают только некоторые виды млекопитающих и птиц. Перед зеркалом муравьи приводят себя в порядок или совершают необычные движения головой и антеннами, чего не наблюдается, когда они видят за стеклом сородичей. Это поведение говорит о том, что у муравьев могут наличествовать зачатки самосознания.

Первым автором работы стала Мари-Клэр Каммер (Marie-Claire Cammaerts) из Брюссельского свободного университета, которая вот уже 45 лет занимается поведением муравьев. Главный предмет ее интереса — развитие когнитивных навыков муравьев на протяжении их жизни. Первые статьи на эту тему Каммер начала публиковать еще в 1970-х, причем все свои исследования она проводила на примере трех самых обычных в нашей полосе видов муравьев, относящихся к роду Myrmica: М. rubra (рис. 1), M. sabuleti и M. ruginodis (M. C. Cammaerts-Tricot, 1974. Ontogenesis of trail pheromone production and trail following behaviour in the workers of Myrmica rubra L. (Formicidae)).
Казалось бы, за эти годы про них можно было узнать всё. Но мирмики продолжают преподносить сюрпризы. Последний раз это произошло, когда Каммер решила выяснить, как ее «подопечные» отреагируют на свое отражение в зеркале. Известно, что эти муравьи, ориентируясь в окружающей среде, в основном полагаются на запаховые метки, но зрение играет в их жизни не последнюю роль. Лучше всего со зрением обстоит дело у M. ruginodis — теоретически, представители этого вида способны различать кроны деревьев в вышине и даже звезды на небе. Зрение у двух других видов похуже, но всё же они могут распознавать объекты различной формы и некоторые цвета (M. C. Cammaerts, 2012. The visual perception of the ant Myrmica ruginodis (Hymenoptera: Formicidae)). Так что все три вышеперечисленных вида, глядя в зеркало, без сомнения должны что-то там видеть — вопрос состоит в их реакции на увиденное.
Ученые работали с лабораторными культурами мирмик, подсаживая рабочих особей-фуражиров в специальную арену, оборудованную зеркалом (рис. 2). В качестве контроля использовались муравьи, которых сажали в такую же арену, но не с зеркалом, а с таким же по размеру стеклом, за которым бегали другие муравьи (рис. 2, B). Выяснилось, что в двух этих ситуациях мирмики вели себя совершенно по-разному. Подходя к зеркалу, они замедлялись, поводили головой из стороны в сторону, быстро шевелили антеннами и пытались прикоснуться к отражению ротовыми частями. Напротив, муравьи, которые глядели на собратьев через стекло, не изменяли своего обычного поведения. Таким образом, муравьи воспринимали свое отражение не просто как другого муравья, а как нечто особенное.
Во второй серии опытов исследователи выпускали к зеркалу муравьев, чей клипеус (передняя часть головы) был помечен голубой точкой. Увидев свое отражение, муравьи начинали усиленно счищать краску передними ногами (рис. 2, C). В то же время, когда ученые помечали клипеус муравьев коричневой краской, по цвету сливающейся с их покровами и потому незаметной, муравьи не предпринимали попыток счистить ее (рис. 2, E). Не чистились они, и когда голубая краска наносилась на заднюю часть головы, которую не видно в зеркале (рис. 2, F).

Рис. 2. Фотографии, сделанные во время экспериментов: A — рабочий M. sabuleti взобрался на зеркало и шевелит антеннами, B — рабочие M. sabuleti видят своих сородичей через прозрачное стекло и ведут себя как обычно, C — рабочий M. ruginodis с голубой точкой на клипеусе вскарабкался на зеркало и пытается счистить краску передней ногой, D — рабочий M. ruginodis замер в нескольких сантиметрах от зеркала после взаимодействия с отражением, E — рабочий с коричневой точкой на клипеусе перед зеркалом, он не пытается очистить себя, F — рабочий с голубой точкой на затылке перед зеркалом, он не пытается очистить себя (точку в отражении не видно). Фото из обсуждаемой статьи в Journal of Science

Подобная забота о своем внешнем виде — это не просто дань идеалам красоты, отмечают исследователи. В других работах было показано, что муравьи с голубой отметкой на клипеусе часто не распознаются членами своей собственной муравьиной семьи и порой становятся жертвами их атак. Вероятно, окраска головы входит у муравьев в систему распознавания свой-чужой, тогда как окраска других частей тела на нее не влияет — муравьи с отметкой на верхних сегментах брюшка (вспомним детскую книжку Натальи Романовой «Муравей Красная Точка») не вызывают никаких подозрений у своих сородичей. Поэтому муравей, увидев в зеркале, что его голова выглядит как-то необычно, имеет веские причины побыстрее это исправить.
Интересно, что когда эксперимент был повторен с только что выведшимися рабочими муравьями, он дал отрицательные результаты: никто из них не пытался удалить у себя с головы голубую краску. Следовательно, муравьи не обладают врожденным представлением о том, как должны выглядеть они сами и обитатели их гнезда. Это неудивительно, ведь первое время при распознавании своих собратьев они руководствуются исключительно хеморецепцией: химические маркеры своей семьи (в их роли выступают углеводороды кутикулы) муравьи усваивают уже на стадии куколки, тогда как соответствующая визуальная информация поступает к ним много позднее.
Авторы статьи отмечают, что было бы интересно провести аналогичные опыты с тропическими муравьями Gigantiops destructor (рис. 3). Из всех муравьев они обладают наиболее острым зрением: на каждый их глаз приходится около 3000 омматидиев — структурных единиц (D. Macquart et al., 2005. Ant navigation en route to the goal: signature routes facilitate way-finding of Gigantiops destructor). Для сравнения, число омматидиев на один глаз у трех видов рода Myrmica, с которыми работала Каммер, составляет всего 109–169.

Рис 3. Муравей Gigantiops desctructor — рекордсмен по остроте зрения среди муравьев. Фото с сайта myrmecos.net

До настоящего времени список животных, прошедших зеркальный тест, ограничивался только позвоночными. Склонность исследовать метки на собственном теле, пользуясь отражением в зеркале, демонстрировали человекообразные обезьяны, слоны, косатки и афалины, а также сороки (см. обзор со ссылками на первоисточники). Способность ассоциировать себя с отражением в зеркале обычно рассматривается как признак наличия самосознания. Кто знает, вопрошают авторы статьи, может быть, и муравьи обладают его зачатками.
В конце концов, было бы неправильно рассматривать насекомых в качестве живых автоматов, которые механически реагируют на внешние стимулы, не переживая при этом никакого субъективного опыта. Работы по электрофизиологии мозга насекомых доказывают, что они могут обладать определенным уровнем сознания, создавая внутри себя свой собственный образ окружающего мира (A. B. Barron, C. Klein, 2015. What insects can tell us about the origins of consciousness). Разве не могут в этот образ входить и представления о самих себе?
Конечно, выводы бельгийских ученых об умственных способностях муравьев кажутся слишком непривычными, чтобы в них сразу поверить. Тем более что они основываются на весьма скромной выборке в несколько десятков особей. Тем не менее в последнее время появляются всё новые данные, свидетельствующие о поистине удивительных возможностях интеллекта социальных насекомых, которые ставят их на один уровень с птицами и млекопитающими.
Например, недавно группы ученых из Великобритании и Норвегии показала, что шмелей можно научить вытаскивать за ниточку из недоступного места искусственный цветок с сиропом (см. Шмели перенимают новые знания от товарищей, «Элементы», 31.10.2016). Ранее считалось, что подобные «фокусы» могут проделывать только птицы, собаки и обезьяны. Как и эксперимент с зеркалом, эта работа доказывает, что по крайней мере некоторые представители отряда перепончатокрылых годятся нам в собратья по разуму куда больше, чем мы готовы признать.

На видео показано, как исследователи поэтапно обучили шмелей вытаскивать искусственный цветок с сиропом. Другие шмели переняли этот опыт, наблюдая за обученными особями. Лишь немногие шмели смогли решить головоломку случайным путем

Источник: Marie-Claire Cammaerts, Roger Cammaerts. Are ants (Hymenoptera, Formicidae) capable of self recognition? // Journal of Science. 2015. V. 5 (7). P. 521–532.
См. также:
Sylvain Alem, Clint J. Perry, Xingfu Zhu, Olli J. Loukola, Thomas Ingraham, Eirik Søvik, Lars Chittka. Associative mechanisms allow for social learning and cultural transmission of string pulling in an insect // PLoS Biology. 2016. V. 14(10). P. e1002564. Doi:10.1371/journal.pbio.1002564.
Александр Храмов