Denne humla er smartare enn du trur

Korleis er det å vere ei humle? Kan humler lære frå kvarandre? Og har humlehjernen likskap til vår eigen hjerne? For å svare på desse spørsmåla lyt forskarane «tenke som ei humle».

Humler er ville dyr, bur utandørs og bidreg til å pollinere vekst- og nytteplanter i nabolaget. I snitt lev dei opptil 30 dagar, men startar ikkje å fly før etter halvanna veke. Då forlêt dei heimane sine for å leite etter næring til seg sjølv, dronninga og larvene.

Av og til når ei humle er ute på flygetur, kjem ho over ein blome som ikkje er ein blome. Ikkje-blomen er rund og fargerik for å tiltrekke seg merksemd slik som andre blomar, men sukkerlaken som ligg gøymt i midten er langt kraftigare enn noko den naturlege verda har å tilby. Neste dag kjem humla tilbake, klar for ein ny dose.

Humleforskarar
Den falske blomen er del av eit forskingsprosjekt der humlene er uvitande testpersonar. Målet er å forstå kva som skjer på innisda av huvudet deira. Klarer humlene å løyse komplekse oppgåver for å få tak i dei edle dråpane? Og kva synest dei om å bli forska på?

– Å delta i eit av eksperimenta våre er nesten som ein hobby for humlene, fortel Eirik Søvik (biletet), førsteamanuensis ved Høgskulen i Volda.

Søvik er ein erfaren insektforskar, med utdanning frå både Australia og USA. Han er interessert i å forstå korleis humler løyser ulike problem, og kva føresetningar humlene har for å forstå verda rundt seg.

Då Søvik var doktogradsstudent i Sydney traff han ein annan humleforskar, Clint Perry, og dei to fant raskt tonen. Mellom anna har dei ei felles interesse i spørsmål som «Kan ei fluge føle»?

– Arbeider med ville dyr
Perry (biletet) har dei siste åra arbeidd i London, og forska på læring og sosial deling av kunnskap mellom humler. I haust la dei fram nokre av dei første resultata som viser korleis humler kan lære av kvarandre for å ta i bruk enkle reiskapar.

Søvik, som også bidrog til eksperimenta, fortel at det var tidkrevjande arbeid å trene humlene til å utføre ei bestemt oppgåve.

– Eg tippar det tok mellom 300 og 400 timar å gjennomføre kvart av eksperimenta. Det er mykje venting når ein arbeider med ville dyr. Dei gjer jo som dei vil.

Utandørs er humlene utsett for regn, vind og svoltne edderkoppar, og mange døyr av naturlege årsaker. For å sørgje for at alle humlene overlever heile forsøket, hender det at forskarane flyttar humlekassa innandørs.

I ein del av rommet har dei eksperimentområdet, der berre ein eller to humler får sleppe inn om gongen. Kvar gong ei humle kjem inn i eksperimentkammeret, vert ho filma, registret og nøye observert.  

Kan ei humle trekke i snora?
Målet med akkurat dette forskingsprosjektet var å undersøke om humler kunne lære å trekke i ei snor for å dra fram den blå, runde blomen med sukkervatn.

Det kjem ikkje naturleg for humlene å trekke i ein tråd for å finne mat, så prosjektet kravde tolmod og mykjer repetisjon for å gi humlene erfaring med dei enkle verktøya.

– Nokre gonger vart humlene leie av å flyge, og då måtte vi vente til neste dag med å fortsette eksperimentet, kommenterer Søvik om vilja til samarbeid blant humlene.

Ein blome under glaset
I starten vart blomen plassert halvvegs under eit pleksiglas, slik at humlene fant fram til nektaren utan å måtte arbeide for belønninga. Over tid flytta forskarteamet den blå blomen lengre og lengre under pleksiglaset. Det vart meir og meir vanskeleg for humlene å nå fram til dei edle dråpane.

Humlene kunne sjå gjennom pleksiglaset at blomen var der, men dei rakk ikkje fram til sukkervatnet utan å trekke blomen mot seg. Til slutt låg blomen så langt under glaset at det berre var mogleg for dyra å ta tak i knuten på enden av snora. Humlene måtte trekke fleire lange tak i snora for å flytte blomen med sukkervatnet til seg. Etter opp mot 50 forsøk lærte humlene at å trekke i snøret resulterte i belønning.

Dei små insekta klarte oppgåva: å bruke eit verktøy for å oppnå eit mål.

Humla trekk i ein tråd for å finne nektaren. Kjelde: Alem et al, PLOS Biology, 2016. 

Humlene ser på kvarandre for å lære
I neste runde let forskarane to humler besøke eksperimentkammeret på same tid. For å undersøke om humlene kunne lære av kvarandre, måtte forskarane halde oversikt over kven som meistra å trekke i snøret, og kven som aldri hadde prøvd det før.

Resultata vart publisert i november i fjor, og overraska forskarane. Nesten alle humlene som observerte at ei anna humle drog i tråden, fekk det til på eigen hand seinare.

– Dei lærte ufatteleg fort av kvarandre, kommenterer Søvik, men forklarar at humlene truleg ikkje lærer gjennom dansing slik som honningbier.

Han og andre humleforskarar trur at den einaste måten humlene kan overføre informasjon om at det lønner seg å trekke i snora, er ved å sjå på kvarandre.

At humler kan sjå på kvarandre og lære at ei bestemt handling gir eit gitt resultat er av dei første teikna på at insekt er smartare enn ein trur.

Omgrepet forskarane sjølv tyr til er «kognitiv fleksibilitet». Kanskje er det slik at dei knappenålsstore hjernane til humler og andre insekt inneheld kapasitet til meir enn berre å fly frå blome til blome?

Ein av kritikkane til arbeidet med den blå blomen, er at snora er festa direkte til sjølve blomen med belønninga. Det er då litt diffust om humlene nyttar ein reiskap eller om dei ser på tråden som ein del av blomen.

Kan humlene rulle ein ball?
Perry og kollegaen Olli Loukola bestemte seg difor for å utfordre humlene endå meir. I forskingslaboratoriet til Lars Chittka laga dei eit oppsett der humlene lærte å rulle ein gul ball til eit gitt punkt for å få belønning. Resultata vart publisert i tidsskriftet Science i slutten av februar i år.

Også i desse forsøka lærte humlene at ei gitt handling gav dei sukkervatn. Ei juksehumle, ein gul og svart blobb på tuppen av ein pinne (med ein forskar i den andre enden), dytta ein ball ned i eit hol og var belønna med sukkervatn. Dei faktiske humlene lot seg inspirere av belønninga, og rulla ballen på eigen hand ned i holet.

Humlene tok i bruk eit separat verktøy, ein ball, for å oppnå eit gitt resultat, sukkervatn.

Ei humle rullar ein ball ned i holet for å få sukkervatn. Kjelde: Loukola et al, Science 2017.

Perry og Loukola testa også om humlene klarte å lære oppgåva ved å observere kvarandre. Også denne gongen lærte humlene å ta i bruk eit reiskap ved å sjå på kvarandre.

Ei humle lærer ein kamerat korleis trikset funkar. Kjelde: Loukola et al, Science 2017.

Løyser kompliserte oppgåver
Sjølv om evna til å rulle ein ball er imponerande, er det ikkje det som er det viktigaste resultatet frå desse eksperimenta, ifølgje bieforskar Gro Amdam (biletet). Ho har ei forskingsgruppe i Arizona og ei på NMBU på Ås, og er interessert i kva insekthjernen kan fortelje om minne, læring og evolusjon.

– Etter mitt syn er det unike med dette arbeidet at vi får innblikk i at eit insekt kan løyse ei veldig komplisert oppgave som er svært ulik frå oppgåvene som insekt løyser til daglig, skriv ho i ein epost til Framtida.no.

På ein vanleg dag treng ikkje humler å verken trekke i ei snor for å finne ein blome eller rulle ein gul ball ned i eit hol. At humlene får det til som del av eit eksperiment saman med forskarane viser difor at hjernen til insekta inneheld potensial for meir enn dei tek i bruk til dagleg.

Amdam er også imponert over at humlene kunne lære seg dei uvanlege arbeidsoppgåvene ved å sjå på kvarandre.

– Dei lærte prinsippet
Då Perry og Loukola skulle teste humlene som hadde lært ved å sjå på kvarandre, gjorde dei oppgåva litt meir komplisert enn berre å be om ein repetisjon. Dei utforda humlene til å «tenke».

Tre gule ballar låg plassert på den blå matta, kvar av ballane med ulik avstand frå holet. Humlene som hadde lært av kvarandre valgte ballen som låg nærast holet, ikkje ballen som låg på same plass som dei vart vist.

– Humlene fann ei betre løysing enn det som blir vist dei. Dei lærte prinsippet, seier Søvik.

– Imponerande!, er kommentaren frå Amdam.

Humla vel ballen som ligg nærast holet, ikkje ballen som er plassert der ho lærte operasjonen. Kjelde: Loukola et al, Science 2017

Kva skal vi med ein stor hjerne?
Dei nye resultata frå Perry og teamet utfordrar ideen om at eit dyr må ha ein stor og kompleks hjerne for å utføre komplekse handlingar.

Humlene viser evne til å lære seg å ta i bruk enkle reiskapar, kan dele denne kunnskapen med andre individ, og forbetrar teknikken dei har blitt vist. Alt dette får dei til med ein hjerne på storleik med eit knappenålshovud.

– Vi veit endå ikkje kva store hjernar eigentleg er til for, skriv Clint Perry i ein epost til Framtida.no

Han understrekar at ein liten hjerne kan få til utrulege ting, og at det verkar til at det eigentleg berre er eit fåtal nerveceller som eigentleg trengs for å utføre komplekst tankearbeid og oppførsel.

Som forskar ønskjer Perry å finne grensa for kva insekthjernen kan få til. Kva delar av humlehjernen trengs for å observere andre humler, og så kopiere handlinga? Kan humlene lage sine eigne verktøy?

Men kva med vår eigen hjerne?
At insekt kan nytte verktøy gir også innsikt om hjernen til oss menneske. Perry forklarar at det pågår ei endring i korleis ein vurderer ein hjerne, for insekt og menneske er nemleg likare enn ein skulle tru. Hjernane liknar i oppbygging og funksjon.

– Korleis vi bestemmer oss for noko og korleis vi forstår verda, er ofte svært likt, skriv Perry om likskapen mellom hjernane til menneske og insekt.

Hjerneforskar ved Universitetet i Oslo, Torkel Hafting (biletet),  leier ei forskingsgruppe der dei undersøker hjerneceller hos levande mus og rotter for å forstå korleis dyra lærer, hugsar og tolkar verda.

Til Framtida.no fortel Hafting at forskarar i mange år har trudd at bruk av reiskapar var noko som skilde menneske frå dyra. Han forklarar at forskingsresultata til Perry bryt med lange tradisjonar, og at dei oppsiktsvekkande funna kan få spennande konsekvensar.

– Det opnar for ganske mange nye, grunnleggjande spørsmål og spekulasjonar både innan filosofi, økologi og nevrovitskap, skriv han.

Dersom ein liten hjerne kan få til komplekse og sosiale handlingar, kva er det då som gjer den store menneskehjernen unik?

Kva tenker ei humle på?
Ved høgskulen i Volda har humleforskar Søvik planar om å følgje opp dei nye spørsmåla om kva ein liten hjerne kan klare. Også han vil forstå meir om hva som skjer inne i hovudet til eit insekt.

– Målet er å finne ut korleis dei tenker. Korleis er det å vere ei humle, undrar han.

Å forstå korleis eit insekt tenker set store krav til planlegging av eksperimenta, til tverrfaglege forskingsteam og rikeleg med tolmod. Insektforskarar rundt om i verda forskar mellom anna på korleis humler navigerer, gjer val, løyser problem, hugsar, deler kunnskap, kommuniserer og meir til.

I nokre av prosjekta tek forskarane ideane eit steg vidare, og prøver forstå meir om kva tankar eigentleg er.

Kva er det med menneskehjernen som gjer oss istand til å førestille oss framtida, undre på meininga med livet og glede oss til fredagstacoen? Kan insekt ha liknande tankar?

I eitt av dei neste forsøka til Perry er målet å finne ut om humlene kan «tenke på si eiga tenking».

Tenk det. Humler som tenker på å tenke.

Postscript:

Fordi du lurer: Humler i familie med biene. Både humler og bier stikk for forsvare heimane sine, og begge har brodd. Honningbier kan berre stikke ein gong, og då gir dei frå seg brodden sin og døyr. Humler stikk mange gonger. «Dersom du klemmer ei humle på labben, så held den fram med å stikke deg, heilt til du slepp den.» (Kjelde: Eirik Søvik)

Kjelder:
Sylvain Alem med fleire. Associative Mechanisms Allow for Social Learning and Cultural Transmission of String Pulling in an Insect. PLOS Biology, 2016. Open Access-artikkel

Olli J. Loukola med fleire. Bumblebees show cognitive flexibility by improving on an observed complex behavior. Science, 2017. Bak betalingsmur