דברים שיורמים יודעים: האם חרקים יכולים ללמוד?

עד לפני כמה עשורים נחשבו חרקים לאוטומטים חסרי בינה שפעולותיהם מכוונות ע”פ אינסטינקטים ורפלקסים, אבל מסתבר שגם הם הרבה יותר חכמים ממה שהיה נהוג לחשוב

משה שואל: האם אפשר ללמד חרקים?

ארבעה הם קטני ארץ והמה חכמים מחוכמים : הנמלים עם לא-עז ויכינו בקיץ לחמם ..מלך אין לארבה ויצא חוצץ כולו.. ” (משלי פרק ל’ כ”ד).

עד לפני כמה עשורים נחשבו חרקים לאוטומטים חסרי בינה שפעולותיהם מכוונות ע”פ אינסטינקטים ורפלקסים. מוחותיהם של החרקים קטנים מאוד ,רק 960 אלף תאי עצב בונים את מוחה של הדבורה והזבוב מסתפק ב200 אלף כך שאין הרבה מה ללמד. זמן החיים קצר כך שאין מתי ללמוד ואין די זמן לנצל את החומר הנלמד. פעולות חשובות רבות כהזדווגות והטלה מבצעים החרקים רק פעם אחת בחייהם כך שאין הזדמנות ללמוד משגיאות.  חרק מלומד, לכן, אינו אלא בזבוז משאבים שהאבולוציה החסכנית תדחה. קרקסי הפרעושים, אטרקציה פופולארית בירידים של המאות הקודמות, בהם נהגו פרעושים במרכבות מיניאטוריות ובעטו בכדור לא התקבלו, ובצדק,  כהוכחה אמיתית ליכולת למידה. ואכן, התנהגות החרקים מוכתבת ברובה ע”י אינסטינקטים, אין לנמלה צורך בלימוד או אימון כדי לחפור מחילות ויתושה לא צריכה אינטיליגנציה מיוחדת כדי לעקוץ אותנו. אבל שורת מחקרים בחרקים מקבוצות שונות הניבה את ההכרה שחרקים ואפילו יצורים פשוטים מהם מסוגלים בהחלט ללמוד ושהאבולוציה הביאה כמעט כל יצור בעל מערכת עצבים יכולת כלשהי של זכרון המאפשר להתאים את התנהגותו לניסיון העבר.  כך, למשל, זבוב שמקבל את מזונו על צלחת בצכע מסויים יפתח העדפה לאותו צבע. זבובים נמשכים אינסטינקטיבית לאור ובכל זאת זבובים שהתנסו במבוך בו דרך מוארת הובילה למפגש עם חומר דוחה למדו לבחור בדרך החשוכה כלומר הלמידה נצחה את האינסטינקט.  רימות זבובים לומדים להמנע מתנאי תאורה או ריחות הנקשרים ל”עונשים” כמלח או חומרים דוחים וקיימות עדויות לכך שהבוגר משמר זכרונות שרכש בהיותו זחל.  באופן המזכיר בני אדם גם יכולת הלמידה אצל חרקים יורדת עם הגיל: תיקנים קשישים בני שנה התקשו מאד במשימות למידה שצעירי חדי שכל בני חודשיים הצליחו בהם בקלות.

המחוננים שבחרקים שייכים לסדרת הדבוראים (בעלי הכנף הקרומית   (Hymenoptera הכוללת את הדבורים, הנמלים והצרעות. הדבורה היא חרק אינטיליגנטי במיוחד, אורח חייה מחייב אותה לעבד הרבה מאוד מידע הנדרש לאיסוף מזון וטיפול בכוורת. הקלט מחוש הראייה כולל בנוסף לקשת הצבעים שלנו גם אור אולטרה סגול ואת קיטוב האור. על הדבורה לנתח במדוייק פרטים של צורה, תנועה וסימטריה כדי להסתדר בין חברותיה, אויבותיה ושפע הפרחים מהם עליה לבחור, עליה לזהות מגוון רחב של ריחות ואלפי שערות חישה על גופה מזרימות מידע על מיקום ותנועה. כל האינפורמציה הזו מתרכזת למח קטנטן שנפחו כמילימטר מעוקב אחד. מדהים לגלות שצבר זערורי זה של תאים מסוגל לא רק לקלוט מידע וליצר ממנו פעולות שריר אלא גם ללמוד. הדוגמה המרשימה ביותר ליכולת האינטלקטואלית של הדבורה ניתנה ע”י צוות חוקרים שהראה כי דבורים מסוגלות “להבין” את המושגים המופשטים של זהות ושוני. החוקרים הרגילו דבורה לנוע במסלול בו נחשפה קודם לגרוי אחד (צבע, צורה או ריח) ואחר כך לצומת בו היה עליה לבחור בין גרוי דומה או שונה לזה שנחשפה אליו בכניסה. למשל: אם הייתה הכניסה צבועה כחול היה על הדבורה לבחור אם להמשיך במסלול כחול או לפנות לפרוזדור צהוב. כאשר חיכה לדבורה תגמול מתוק בקצה המסדרון הזהה לחדר הכניסה למדו הדבורים להמשיך בדרך צהובה לאחר שער כניסה צהוב ובדרך כחולה לאחר שנחשפו לשער כחול. דבורים אחרות הצליחו באותה מידה של הצלחה להחליף צבע, צורה או ריח כאשר זה מה שנדרש להשגת הסוכר בסוף הדרך. אבל פלאי הלמידה לא עצרו כאן: דבורה שלמדה לנווט במבוך על פי צבע הוכנסה למבוך חדש בו הגרוי בכניסה לא היה צבע אלא צורה (קווים אנכיים או מאוזנים) או ריח (מנגו או לימון).  מתברר שדבורה שאולפה לחפש זהות בצבע ניווטה במבוך החדש לפי זהות בריח או בכיווני הקווים ודבורה שהתרגלה לחפש שוני בצבעים פנתה לפרוזדור שהדיף ריח לימון לאחר שער בריח מנגו (ולהיפך). מתברר כי מוחה המיניאטורי של הדבורה מספק לא רק רפלקסים מותנים אלא גם רמה גבוהה בהרבה של למידה.

למה שחרקים ישקיעו משאבים בפתוח אינטיליגנציה כשחייהם קצרים כל כך ומוחם קטן כל כך? התמיהה מתגברת לנוכח מחקרים המראים שלהשקעת משאבים בלימוד יש מחיר גבוהה בתחומים אחרים החיוניים להשרדות. באמצעות הכלאות חוזרות של המצליחים ב”מבחנים פסיכומטרים” שונים ניתן לייצר זני זבובים המצטיינים ביכולת הלימוד והזכרון. כשמשווים את ביצועי הזבובים האינטיליגנטים לעמיתיהם הפשוטים מתברר כי הם שורדים פחות בתנאי חוסר מזון ומטילים פחות ביצים. מה הכח המניע את האבולוציה לבזבז אנרגיה על למידה?

אינסטינקט מאפשר תגובה טובה לגרויי סביבה ומאפשר בצוע פעולות מורכבות כבניית כוורת או קן במהירות וביעילות.  אבל האינסטינקט יעיל רק אם הסביבה קבועה במשך דורות רבים. חרקים כדבורים או נמלים חיים זמן ארוך מספיק להתקל בסביבה משתנה (למשל עם עונות השנה) תלויים במגוון מקורות מזון וחשופים לסכנות שונות אינם יכולים להסתדר רק האינסטינקט לבדו.  החרקים ה”חכמים” הם, ולא במקרה, החברתיים. הלמידה החברתית היא החסכונית ביותר מבחינת ההשקעה הנדרשת להשגת אינפורמציה מועילה והיא חיונית להישרדותם של דבורים, נמלים וחרקי להקה אחרים. כבר דארוין התפעל מדבורה הלומדת להגיע לצוף באמצעות ניקוב גביע הפרח מהתבוננות בדבורה ממין שונה. תצפיות בדבורים בסביבתם הטבעית העלתה שיעלות איסוף המזון עולה ככל שהפועלת הצעירה לומדת מהוותיקות את מיני הפרחים המניבים ביותר ואת אופן הגישה לצוף. הלימוד החברתי מתבצע בכוורת כשמגע פה- בפה עם חברותיה מאפשר לדבורה לזהות את הריח האופייני לצוף שהן מביאות וכך לייצר העדפה לאותם פרחים ובשדה כשהיא מתבוננת ומחקה. לדבורים יש העדפת צבע מולדת המכוונת אותם לעלי כותרת של פרחים אבל דבורה תעדיף פרח לא מושך אליו ניגשות חברותיה על פרח שצבעו מפתה ושדבורים אחרות נמנעות ממנו. כיוון שהאינטיליגנציה החרקית תורשתית וכל הדבורים הפועלות הן בנותיה של אם אחת הרי שניתן למיין מושבות דבורים לפי יכולת הלמידה ממש כשם שעושים לפרטים. באופן מובהק נמצא כי מושבות דבורים בעלות יכולת למידה טובה מצליחות להביא לכוורת יותר צוף מחברותיהן הטיפשות. אצל תיקנים נצפו הבדלי אישיות המתבטאים ביכולת ללמוד התמצאות במבוך: אם הג’וק הצליח להתחמק מהכפכף אולי  זכית לביקור של תיקן מחונן. רמה גבוהה עוד יותר של יכולת למידה הודגמה בדבורת בומבוס, דבורים הוכנסו למתקן בו קיבלו פרס מתוק כאשר הצליחו לגלגל כדור לנקודת מטרה. עצם ההזזה של עצם דומם כדי להשיג מטרה עשויה להיחשב להישג אינטלקטואלי לא מבוטל, ומה שמייחד את ההצלחה מסתם התניה אופרנטית הוא שדבורי בומבוס למדו מהר יותר כאשר נחשפו לדבורים אחרות שכבר למדו את הטריק ובמידה פחותה מזו כאשר את הכדור גלגלה דבורת מלאכותית אל המטרה.

באופן דומה, זחלי צרצרים שלא נחשפו לטורפים למדו להתחבא מתחת לעלים כאשר נחשפו לזחלים “מנוסים” שכבר חוו ארועי טריפה בקרבתם. אצל נמלים מגיעה הלמידה החברתית לשיאה: נמלים לא רק לומדות מחברותיהן ע”י מעקב וחיקוי אלא גם טורחות ללמד את אחיותיהן לקן. התנהגות המכוונת ללמד אחרים (ולא סתם לאפשר להם לחקות) נדירה בעולם החי: למרות שסביר שיש עוד מורים בטבע הרי שפרט לאדם ולנמלה קיימות הוכחות חותכות להתנהגות כזו רק אצל נמיות אפריקניות (סוריקטות). הנמלה המלמדת מדריכה את חברותיה למקור מזון כשהיא מתרוצצת הלוך ושוב ומתאימה את מהירותה לזו של התלמידות (הריקוד באמצעותו מוסרת דבורה אינפורמציה על הכיוון והמרחק של מקור מזון אינו נחשב להוראה משום שהוא יתבצע גם ללא נוכחות תלמידות).

אפילו הפעילות המינית בחרקים מתבררת כניתנת ללמידה: זבובי פירות (דורוזופילה) לומדים מניסיונם לזהות את בנות המין שלהם  וכך נמנעים ממאמץ עקר בניסיונות חיזור אחר זבובות השייכות למינים דומים אך שונים. הלמידה יכולה אפילו להתגבר על הגנטיקה: זכרי דורוזופילה שעברו מוטציה ששללה מהם את יכולת החיזור למדו לחזר כשגדלו בקבוצה מעורבת עם זכרים רגילים. אצל הנקבות  הכרות מוקדמת עם זכרים הופכת אותן לבררניות יותר ואצל עכבישות גם יעילות יותר בקניבליזם: אכילת בן הזוג שמילא את תפקידו.

 400 שנים כמעט מאז שלל  הפילוסוף דקארט נשמה מבעלי החיים מתברר כי דווקא שלמה המלך שראה בקטני הארץ ובפרט בחברתיים שבהם  “חכמים מחוכמים” קרוב יותר לעמדת המדע המודרני המכיר ביכולתה של הברירה הטבעית לייצור רגשות ויכולת למידה.

תודה ל :

 Dr. Luc-Alain Giraldeau, Dr. Sheena Brown , Dr. Thomas Valone , Dr. Eric Le Bourg,

Dr.  Reuven Dukas , Dr. Walter Farina, Dr. Lars Chittka על עזרתם

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? שלחו ל [email protected]

עוד בנושא באתר הידען:

• כמו בני אדם ישנן גם דבורים המורדות בדעות הקבוצה בכוורת
• מעוף הדבורים הרובוטיות
• חכמת ההמונים של הנמלים