Roma – I bombi possono essere addestrati per distinguere tra lampi di luce lunghi e brevi e prendere decisioni sulla base dei segnali che ricevono. Questo curioso risultato emerge da uno studio, pubblicato sulla rivista Biology Letters, condotto dagli scienziati della Queen Mary University di Londra. Il team, guidato da Elisabetta Versace e Alex Davidson, ha utilizzato i Bombus terrestris, i più comuni bombi in Europa, per valutare la loro capacità di reagire a stimoli di lunghezza differente. Il codice Morse, ricordano gli autori, è un sistema per trasmettere lettere, numeri e segni di punteggiatura per mezzo di segnali a intermittenza, basato sulla combinazione di punti e linee.
Apparecchiatura sperimentale. Sulla destra si trova il nido in legno dove vivono le api. È collegato tramite tunnel in acrilico alla camera di osservazione in alto nell’immagine e ai tre scomparti sperimentali sulla sinistra. Le api si nutrono nella camera di osservazione e quelle che erano motivate a nutrirsi (bottinatrici attive) sono state selezionate per gli esperimenti. Gli scomparti sperimentali sono dove alle api sono stati presentati gli stimoli e le soluzioni (zucchero o chinino amaro durante l’addestramento e acqua durante il test).
Credito
Alex Davidson, Queen Mary University di Londra
Nell’ambito dell’indagine, i ricercatori hanno costruito un labirinto per addestrare gli insetti a trovare una ricompensa zuccherina in uno dei due cerchi, che lampeggiavano per periodi più o meno lunghi. Ad esempio, se il lampeggio breve era associato allo zucchero, l’altro stimolo era correlato a una sostanza amara e spiacevole. In ogni stanza, la posizione della luce era modificata, in modo che gli insetti non potessero far riferimento a indizi spaziali per orientare le scelte. Gli esperimenti hanno dimostrato che gli animali avevano imparato a distinguere la luce in base alla sua durata e non erano influenzate da indizi olfattivi o visivi presenti nello zucchero. “
Stimoli. Gli stimoli sono cerchi gialli, come mostrato a sinistra nell’immagine, che lampeggiano per durate diverse. È mostrato uno schema degli stati di accensione (picchi) e spegnimento (minimi) per entrambi gli stimoli. Questa rappresentazione è tratta dal secondo esperimento in cui la quantità totale di luce era uguale su un ciclo di cinque secondi (2,5 secondi nello stato di accensione per ogni stimolo).
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Alex Davidson, Queen Mary University di Londra
Dato che le api non incontrano stimoli luminosi nel loro ambienti naturale – afferma Davidson – è stato interessante osservare questa abilità. Siamo riusciti a tracciare la durata degli stimoli visivi, il che potrebbe suggerire un’estensione di una capacità di elaborazione del tempo che si è evoluta per scopi diversi, come il monitoraggio del movimento nello spazio, la comunicazione oppure potrebbe essere una componente del sistema nervoso”. I meccanismi neurali coinvolti nella capacità di tenere traccia del tempo non sono ancora chiari, perché le dinamiche associate al ciclo della luce diurna e ai cambiamenti stagionali sono troppo lenti per spiegare la capacità di distinguere tra i due stimoli “punto” e “linea”.
Modello 3D dell’apparato sperimentale. Un’ape sta eseguendo una prova sperimentale. Il suo percorso dal nido è tracciato in rosso attraverso sportelli di plastica rimovibili. Nel primo scomparto sperimentale, gli stimoli vengono visualizzati sul monitor e i chip di plastica contengono la soluzione associata (zucchero o chinino amaro durante l’addestramento e acqua durante la prova). Il primo tentativo di alimentazione da uno dei chip viene registrato come scelta dello stimolo. L’ape proseguirà verso i due scomparti successivi per le prove successive, in modo che ogni sessione di foraggiamento comprenda tre prove.
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Alex Davidson, Queen Mary University di Londra
“Molti comportamenti animali complessi – aggiunge Versace – tra cui la navigazione e la comunicazione, dipendono dall’abilità di elaborazione del tempo. Nei prossimi step, sarà importante utilizzare un approccio comparativo tra diverse specie, per far luce sull’evoluzione di questi tratti”. “La durata dell’elaborazione negli insetti – conclude – rappresenta la prova di una soluzione di compiti complessi che utilizza un substrato neurale minimo. Ciò ha implicazioni per lo sviluppo delle reti neurali artificiali, che dovrebbero cercare di essere il più efficienti possibile per essere scalabili, ispirandosi all’intelligenza biologica”.(30Science.com)
