Ruim een eeuw geleden voerde de Duitse psycholoog Wolfgang Köhler een klassiek experiment uit. Hij hing een banaan op om hem net buiten het bereik van een chimpansee te houden en plaatste een stapel dozen en kratten in de buurt. De chimpansee stapelde al snel de dozen op, klom erop en pakte het lekkers.
Dit was een bewijs, zo meende Köhler, van het spontaan oplossen van problemen door de chimpansee; er was geen opleiding nodig. Het was iets wat mensen voortdurend doen.
Sinds het vroege werk van Köhler hebben onderzoekers soortgelijke experimenten uitgevoerd met een onbereikbare beloning en een voorwerp om op te staan bij vogels en olifanten. En beiden hebben het probleem met succes opgelost.
Olli Loukola, een gedragsecoloog aan de Universiteit van Turku in Finland, vroeg zich af of hommels – kortlevende wezens met minuscule hersenen – tot dezelfde taak in staat zouden zijn. En in een artikel dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd, presenteren hij en zijn collega’s het bewijs dat dit zo is.
Ongetrainde hommels slaagden er consequent in om een kleine piepschuimbal in een positie te rollen waarin ze erop konden klimmen om een lonende stimulus boven hun hoofd te bereiken.
“Ik had zo’n hoog succespercentage niet verwacht”, zegt Loukola. Hij concludeert dat “zeer kleine hersenen supercomplexe problemen kunnen oplossen.”
Verwacht grootsheid in de kleinste pakketten
Na ongeveer tien jaar onderzoek te hebben gedaan naar hommels, is Loukola het onverwachte gaan verwachten. Als je geen beperkingen hebt aan wat voor hen mogelijk is, kun je wild en gek worden en compleet nieuwe dingen ontdekken, zegt hij.
Zijn vroege werk bewees dat hij gelijk had. Hij liet zien dat hommels in staat leken ‘gereedschap te leren gebruiken’, zegt hij. “Ze leren sociaal van elkaar; ze begrijpen zelfs de rol van hun partner bij samenwerkingstaken.”
Loukola voelt zich aangetrokken tot het bestuderen van taken die lang werden beschouwd als het domein van dieren met ruggengraat. Daarom besloot hij te kijken of zijn hommels in staat zouden zijn een variatie te maken op Köhlers klassieke experiment met de banaan en de doos.
Maar hij moest het experiment repliceren voor een organisme dat gemakkelijk kon vliegen om zijn beloning te bereiken.
Loukola, destijds aan de Universiteit van Oulu in Finland, trainde de bijen eerst om een kleine blauwe cirkel te associëren met een zoete lekkernij. “Bijen zijn supersnel in het associëren van dingen”, zegt hij. “Ze zullen meteen leren dat blauw beloning betekent. Dan gaan ze op zoek naar blauw spul.”
Vervolgens plaatste hij alleen de blauwe cirkel zonder suikerwater op het plafond van een holle puckvormige container die ongeveer 2,5 cm hoog was.
“We hebben de arena zo ontworpen dat deze net iets te hoog is om op te staan en het plafond te bereiken”, zegt hij, “maar te klein om te kunnen vliegen.”
Loukola video registreerde zijn experimenten. “Met de video’s kun je duidelijk zien wat er aan de hand is”, zegt hij.
In een opname van het eerste experiment zit een hommel in de puck naast een klein piepschuimbolletje. Opmerkelijk genoeg grijpt bij na bij in de video het balletje vast en begint het rond te bewegen.
“Hommels, ze houden van rollende ballen”, zegt Loukola. “Sommigen hadden meer tijd nodig en maakten meer fouten. Maar daarna gingen ze door.”
Uiteindelijk verplaatste bijna driekwart van de bijen de bal onder de blauwe stip. Vervolgens klommen ze bovenop de bal en gebruikten deze als een opstapje om het plafond te raken en de anders onbereikbare beloning te bereiken.
“Ik heb het experiment zo gepland dat het een uitdaging is voor de bijen”, zegt hij. “Ze moeten de taak echt begrijpen om deze op te kunnen lossen.”
Cognitieve flexibiliteit
Er is echter een alternatieve verklaring voor wat het succes in dat eerste experiment motiveerde. Misschien richtte de bij de bal niet met opzet op de beloning.
“Het is mogelijk dat de bijen niets hoeven te begrijpen”, geeft Loukola toe. “Is dit echt doelgericht gedrag of is dit gewoon spelen met de ballen en deze taken bij toeval oplossen?”
Dus in een volgend experiment introduceerden Loukola en zijn collega’s barrières in de arena om de blauwe stip aan het zicht te onttrekken. De bij kon de stip niet meer zien, tenzij hij om de barrière heen manoeuvreerde. De bal werd vervolgens in een ander deel van de omheining geïntroduceerd.
Deze keer rolde zo’n 80% van een nieuwe lichting bijen de bal onder de blauwe cirkel, waardoor Loukola ervan werd overtuigd dat de bijen het probleem spontaan hadden opgelost. Het is een primeur, zegt hij, voor een insect met hersenen ter grootte van een sesamzaadje.
‘We hadden de onderliggende veronderstelling dat grotere hersenen op de een of andere manier krachtigere berekeningen betekenen’, zegt Cat Hobaiter, een primatoloog aan de Universiteit van St. Andrews die niet bij het onderzoek betrokken was. “En het is echt geweldig om dit bij de hommels te demonstreren.”
Hobaiter zegt dat deze studie goed werk levert door vergelijkbare experimenten te repliceren die zijn uitgevoerd op dieren in het dierenrijk. “Intelligente hersenen zijn er in heel verschillende soorten en maten”, concludeert ze.
De cognitieve flexibiliteit die de individuele bijen van Loukola aantoonden, kan in het wild vruchten afwerpen als de omgevingsomstandigheden plotseling veranderen en de insecten hoe dan ook stuifmeel en nectar moeten verzamelen.
“Vandaag vinden ze misschien bloemen van hier, maar morgen bloeien die bloemen niet meer”, zegt Loukola. “Als de arbeiders flexibel nieuwe manieren kunnen vinden om voedsel voor de kolonie te krijgen, is dat de vaardigheid die ze nodig hebben.”
En Loukola zegt dat hij allerlei toekomstige onderzoeksideeën met hommels heeft. Hij wil hun lichaamsbewegingen, microgebaren en verzorgingsgedrag onderzoeken om te zien of de insecten een signaal hebben dat voorafgaat aan hun moment van inzicht. Op een dag zal het misschien zelfs mogelijk zijn om het hommelbrein in beeld te brengen terwijl het een probleem oplost zoals het probleem dat hier werd gepresenteerd.
Loukola weet dat er nog meer verrassingen wachten. De hommel blijft indruk op hem maken.
“Toen ik begon, lag de (cognitieve) grens hier ergens”, zegt hij, terwijl hij met zijn hand een dieptepunt aangeeft. “En nu is het veel hoger.”
“We moeten slimmer zijn om experimentele opstellingen te ontwikkelen of te ontwerpen waar we hun echte grenzen kunnen testen”, voegt hij eraan toe.
Hij weet niet zeker wat die grenzen zijn, maar hij weet dat hij ze nog niet heeft bereikt.
