Duitse psycholoog Wolfgang Kohler meer dan 100 jaar geleden een beroemd experiment opgezet dat de manier veranderde waarop wetenschappers de intelligentie van dieren en de kracht van inzicht – of spontane probleemoplossing – begrijpen.
Köhler maakte wat hij omschreef als een speeltuin voor een groep chimpansees met een banaan die buiten bereik hangt en verschillende spullen – dozen, stokken en stokken – die rondslingeren. De verspreide voorwerpen boden de dieren mogelijkheden om te verkennen, en het voedsel vormde voor hen een uitdaging om te ontgrendelen. Nadat ze vruchteloos probeerden de banaan te pakken, begonnen de chimpansees snel de spullen opnieuw te rangschikken. De apen stapelden uiteindelijk de dozen op en pakten gemakkelijk de beloning.
Het experiment toonde aan dat chimpansees tot inzicht in staat waren. Terwijl de meeste dieren Als je elementaire probleemoplossing kunt doen, is inzicht een stapje hoger omdat het een begrip van oorzaak en gevolg is dat niet afhankelijk is van vallen en opstaan, het kopiëren van anderen of voorkennis. Wetenschappers hebben dit cognitieve vermogen slechts bij een handvol soorten waargenomen: mensapen, olifanten en sommige vogels. Er is een voortdurend wetenschappelijk debat gaande over de vraag of nog meer soorten – ongewervelde dieren zoals octopussen en bepaalde spinnen – zich ook zouden moeten aansluiten bij de spontane probleemoplossers.
Nu blijkt uit een onderzoek dat donderdag werd gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap suggereert dat hommels inzicht bezitten. In een laboratoriumexperiment konden de insecten een plastic schuimbal onder een blauwe kunstbloem rollen, over de bal klimmen en deze gebruiken om de bloem te bereiken, waarbij ze een zoete beloning kregen. “We hebben voor het eerst laten zien dat hommels een geheel nieuwe objectmanipulatietaak kunnen oplossen, spontaan en zonder daarvoor getraind te zijn, of zonder vallen en opstaan”, zegt hoofdauteur Akshaye Bhambore, een doctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Oulu in Finland.
Hommels kunnen gebruiken sociaal aangeleerd gedrag En logische redenering om puzzels op te lossen, hebben eerdere onderzoeken aangetoond. In het nieuwe experiment stelden de onderzoekers de insecten echter bloot aan de afzonderlijke elementen van de taak, maar trainden ze nooit over de oplossing zelf.
Dit resultaat suggereert dat een klein insectenbrein verrassend flexibel gedrag kan ondersteunen, aldus James Nieh, een professor aan de afdeling ecologie, gedrag en evolutie aan de Universiteit van Californië in San Diego, die niet betrokken was bij het onderzoek. “Bijen verplaatsen normaal gesproken geen objecten om platforms te maken, dus dit is geen natuurlijk hommelgedrag”, schreef hij in een e-mail. “Maar het experiment laat zien dat ze een verborgen doellocatie kunnen onthouden en een object in relatie tot dat doel kunnen manipuleren.”
Deze opwindende nieuwe studie laat zien dat insecten kunnen leren en hun gedrag kunnen veranderen op manieren die wetenschappers nog maar net beginnen te begrijpen, zei Natalie Hempel de Ibarra, universitair hoofddocent neuro-ethologie aan de Universiteit van Exeter in Engeland, in een e-mail. Hempel de Ibarra maakte geen deel uit van het onderzoek. Deze flexibiliteit zou vorm kunnen geven aan de manier waarop bijen en andere bestuivers omgaan met bloemen, waardoor ze kunnen omgaan met uitdagingen als omgevingen en landschappen veranderen, voegde ze eraan toe.
De onderzoekers bouwden een cirkelvormige arena met een diameter van ongeveer 10 centimeter en een hoogte van 3,2 centimeter, waarin hommels konden lopen maar niet konden vliegen. In het midden plaatste het team een kunstmatige blauwe bloem met een suikerachtige oplossing en liet de bijen deze verkennen. In de buurt plaatsten de wetenschappers een kleine schuimbal om de insecten vertrouwd te maken met het object en aan te tonen dat het geen bedreiging vormde.
Een tweede scenario bracht een andere uitdaging met zich mee: de bal bedekte nu de blauwe bloem en de insecten duwden hem met succes weg om toegang te krijgen tot de beloning. In een derde en laatste scenario – ontworpen om inzicht te testen – verplaatste het team de bloem van de vloer naar het plafond, net boven een van de vier putten die waren gevormd om de bal te huisvesten. Een meerderheid van de bijen die aan de eerste twee scenario’s waren blootgesteld – 75% van hen – slaagde erin de bal naar de juiste kuil te rollen en erop te klimmen om bij de bloem te komen.
De onderzoekers presenteerden het derde scenario ook aan twee extra groepen bijen: een die alleen aan de bloem was blootgesteld, maar niet aan de bal, en een andere die volledig nieuw was voor zowel de bloem als de bal. Bijen uit deze twee extra groepen konden de puzzel niet oplossen.
“We wilden weten hoeveel eerdere informatie ze nodig hadden om de taak op te lossen”, zegt co-auteur Olli Loukola, een gedragsecoloog en senior research fellow aan de Universiteit van Oulu. “We moeten af van de neofobie, of de angst voor nieuwe objecten, door ze de bal te geven en te laten zien dat het een veilig object is. En ze hebben ook de motivatie nodig, of de associatie tussen een beloning en het blauw van de bloem, want als ze dat niet hebben, betekent blauw niets. Maar deze twee dingen samen geven ze voldoende informatie om spontaan het echte probleem op te lossen, namelijk het gebruik van de bal als ladder om de blauwe bloem te bereiken.”
Om de mogelijkheid uit te sluiten dat de bijen het probleem zouden kunnen oplossen door de bal willekeurig te bewegen of simpelweg te reageren op de visuele stimuli van de blauwe bloem, herhaalden de onderzoekers het experiment onder strengere voorwaarden. Het team creëerde een scenario waarin de bloem niet zichtbaar was vanaf de startpositie van de bal. De bijen die aan de eerste twee experimentele scenario’s werden blootgesteld, waren nog steeds in staat het probleem op te lossen en toegang te krijgen tot de bloem.
Loukola zei dat de hommels ‘echt doelgericht gedrag’ vertoonden door de bal als ladder te gebruiken, in tegenstelling tot in het tweede scenario waarin ze de bal simpelweg van de bloem moesten duwen. Verwijzend naar die eenvoudigere taak voegde hij eraan toe: “De bijen hoefden niets van die taak te begrijpen en ze konden nog steeds leren deze op te lossen.”
In het derde scenario was het begrijpen van de doelstelling echter een vereiste. “Ze wisten dat als ze de bloem aan het plafond niet konden bereiken, er een bal was die ze konden bewegen om zichzelf groter te maken, dus moesten ze de fysica van de taak enigszins begrijpen, en ze moesten een doel voor ogen hebben,” legde hij uit.
Hij voegde er echter aan toe dat dit niet betekent dat de hommels een menselijk redeneervermogen of bewustzijn bezitten, en de studie kan het rollen van de bal niet ‘gereedschapsgebruik’ noemen, een definitie waarover doorgaans veel discussie bestaat als het om diergedrag gaat.
Niettemin, zegt Loukola, is het resultaat bijzonder significant omdat de hommels ‘werkelijk naïef’ zijn, wat betekent dat niets in hun levenservaring hen had kunnen voorbereiden op het oplossen van het probleem dat hen werd voorgelegd. “We kunnen er zeker van zijn dat geen van de hommels eerder ervaring heeft met deze taken, dus we weten dat dit geen aangeboren gedrag is.”
Leer en verander
De prestaties van de bijen zijn zelfs nog indrukwekkender dan die van de chimpansees van Köhler, omdat ze bij sommige experimenten het doelwit niet konden zien toen ze de bal begonnen te bewegen, aldus Lars Chittka, hoogleraar sensorische en gedragsecologie aan de Queen Mary University in Londen, die niet betrokken was bij het onderzoek.
“In zekere zin is het alsof jij en ik een kamer binnengaan, iets aan het plafond vinden dat moet worden aangepakt – misschien de gloeilamp van een lamp vervangen – en zien dat we een stoel of ladder nodig hebben om hoog genoeg te komen, dan naar een andere kamer gaan om de stoel of ladder op te halen, en met de apparatuur terugkomen naar de juiste bestemming”, schreef hij in een e-mail.
“Dit alles vereist echt enig inzicht in de taak die moet worden uitgevoerd, waarbij we in gedachten houden waar het doel zich bevindt en passende actie wordt ondernomen.”
Hij voegde eraan toe dat de resultaten wetenschappers ertoe zouden moeten aanzetten om opnieuw na te denken over hoeveel intelligentie er in een klein zenuwstelsel kan worden geperst, en dat mensen als denkende wezens omringd zijn door allerlei andere denkende wezens, “hoe radicaal hun manier van denken ook mag zijn.”
Meld u aan voor CNN’s Wonder Theory wetenschappelijke nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke ontwikkelingen en meer.
