Ewa Joanna Godzińska - wywiad

Z Formicopedia
Skocz do: nawigacja, szukaj
Www logo.png

Wywiad użyczony od serwisu robaczki.bai.pl (tekst ukazał się w Gazecie Wyborczej).

Rozmowa Magdaleny Środy z Ewą Joanną Godzińską, kierownikiem Pracowni Etologii Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN www.nencki.gov.pl

Są uwięzione w sztywnym pancerzu, nie mają więc w ogóle mimiki i dlatego wyglądają trochę jak automaty albo zombie. Ale to tylko pozory. W rzeczywistości nawet mrówka potrafi pokazać charakter - z badaczką społecznego życia owadów Ewą Joanną Godzińską rozmawia Magdalena Środa.

Mamy lato, owadów mnóstwo, wszędzie jakieś mrówki, pszczoły, osy, trzmiele. Czy ich obserwacja może coś nam dać, poza banalnym stwierdzeniem, że są bardzo ruchliwe, bardzo posłuszne i bardzo niezróżnicowane...

Niezróżnicowane?! To nieprawda! Zarówno kształt ciała, jak i zachowania owadów społecznych wykazują ogromne zróżnicowanie! Na przykład nie ma w ogóle czegoś takiego jak "typowa mrówka" - znamy już prawie dziesięć tysięcy gatunków tych owadów. Niektóre mrówki są tak maleńkie, że można w ogóle nie poczuć, kiedy przechadzają się po naszym ciele. Dlatego określa się je nawet jako "mrówki-duchy". Inne osiągają wielkość kilku centymetrów i mogą boleśnie użądlić... nawet w kilka dni po śmierci!

Prawdziwe upiory!

Nie ma w tym zresztą nic nadprzyrodzonego: po prostu zwoje nerwowe kontrolujące wbijanie żądła pozostają przy życiu jeszcze przez jakiś czas po śmierci mrówki.

Równie ogromne może być zróżnicowanie kształtów w obrębie pojedynczej kolonii. U niektórych gatunków mrówek w tej samej kolonii można znaleźć zarówno tak zwanych żołnierzy, olbrzymie robotnice wyposażone w wielkie głowy i potężne żuwaczki, jak i maleńkie robotnice karłowate, znacznie mniejsze niż oko "żołnierza"!

Filozofowie tacy jak Bergson czy Kołakowski przestrzegali nas przed wizją społeczeństw "zamkniętych", totalnie zorganizowanych, zniewolonych, których idealnym przykładem są społeczeństwa owadów, takich jak mrówki, termity, osy...

Te przestrogi są oparte na nieco przebrzmiałych i uproszczonych poglądach. Teorie dotyczące mechanizmów leżących u podłoża zachowań społecznych owadów wciąż jeszcze się zmieniają. Na przykład w dość istotny sposób zmieniły się nasze poglądy na przyczyny zachowań altruistycznych w koloniach owadów.

Czy altruizm był warunkowany genetycznie?

W pewnym sensie. Klasyczna wersja genetycznej teorii altruizmu głosiła, że owady społeczne zachowują się bezinteresownie, ale przede wszystkim wobec bliskich krewnych. Wydawało się wtedy, że kolonia owadów społecznych - mrowisko czy ul - to rodzina, w której wszystkie osobniki są potomstwem jednej jedynej samicy zdolnej do rozrodu - monogamicznej królowej. Potomstwo to obejmuje robotnice, czyli sterylne samice, pracowite i posłuszne, oraz samce, poza uczestnictwem w rozrodzie właściwie bezużyteczne. Co najciekawsze, jak to zauważył twórca tej teorii W.D. Hamilton, z uwagi na pewne szczególne cechy biologii owadów należących do rzędu błonkówek robotnice są spokrewnione z własnymi siostrami (innymi robotnicami i młodymi królowymi) w znacznie wyższym stopniu niż każda z nich mogłaby być spokrewniona ze swoją własną córką. Właśnie z tego względu wydawało się, że sterylność robotnic i ich praca na rzecz sióstr, a nie własnego potomstwa, stanowi podręcznikowy przykład nepotyzmu. Teraz wyszło na jaw, że bardzo często osobniki należące do tej samej kolonii są bardzo słabo spokrewnione.

Jak to możliwe?

Wiemy, że w kolonii owadów społecznych może współżyć ze sobą wiele królowych. Co więcej, królowe nie zawsze są monogamiczne (bywa, że kopulują aż z kilkudziesięcioma samcami!). Okazało się też, że robotnice - te pracowite i posłuszne dziewice - również mogą być zdolne do rozrodu. I wcale nie potrzebując do tego kontaktów z samcami: mogą się rozmnażać na drodze partenogenezy (dzieworództwa). U bardzo wielu gatunków owadów społecznych robotnice produkują niezapłodnione jaja, z których następnie rozwijają się samce. Co najciekawsze, w niektórych przypadkach robotnice mogą produkować także niezapłodnione jaja diploidalne, czyli posiadające podwójny zestaw chromosomów. Zupełnie tak samo, jak to ma miejsce w przypadku jaj zapłodnionych. Z takich jaj rozwijają się nowe robotnice. Ten typ rozrodu, tak zwana thelitokia, został jak na razie opisany jedynie u kilku gatunków mrówek i w jednym z podgatunków pszczoły miodnej. Daje on kolonii zupełnie niesamowite możliwości przetrwania. W razie jej osierocenia funkcję królowej może przejąć robotnica, i to niezapłodniona. Kolonia jest więc potencjalnie nieśmiertelna.

Jak więc widzimy, współtowarzyszki z tej samej kolonii wcale nie muszą być ze sobą blisko spokrewnione - a jednak mogą ze sobą doskonale współpracować.

Cóż więc leży u podłoża tego altruizmu, jeśli nie przyczyny genetyczne, wrodzony nepotyzm?

Być może chodzi tu o tzw. altruizm oparty na wzajemności. Co ciekawe, ta forma altruizmu może występować również podczas kontaktów pomiędzy osobnikami należącymi do różnych gatunków.

Wiem, że jest Pani autorką pracy poświęconej altruizmowi międzygatunkowemu u trzmieli.

Lubię trzmiele. To właśnie obserwacje stosunków społecznych panujących w koloniach tych owadów sprawiają, że trudno zgodzić się z tym, że owady społeczne cechuje jakieś szczególne "zniewolenie"; taki pogląd jest w dużej mierze mitem. Trzmiele to niby takie typowe społeczne owady. Jedna duża płodna królowa i znacznie mniejsze, pozornie bezpłodne robotnice, pracujące bez wytchnienia dla własnej kolonii. Posłuszne, zdominowane przez królową. Ale to tylko pozory: w kolonii trzmieli przez cały czas toczy się walka o władzę i o dostęp do rozrodu. Tak zresztą dzieje się nie tylko wśród trzmieli, ale w większości społeczeństw owadzich. Robotnice dążą do tego, żeby być jak najbliżej centrum rozrodczego gniazda, tam gdzie przychodzą na świat młode. Pragną mieć własne potomstwo. W dodatku, jak już wspomniałam, nie jest im wcale potrzebne zapłodnienie. Co prawda z niezapłodnionych jaj zazwyczaj przychodzą na świat jedynie samce, ale i tak robotnice są bliżej spokrewnione z własnymi synami niż z męskim potomstwem swojej królowej. W wyniku walk robotnice, które przegrywają, spychane są na obrzeża gniazda, z dala od centrum rozrodczego kolonii. Pozycja takich osobników w hierarchii społecznej z reguły nieodwracalnie spada i muszą podejmować ryzykowne prace zbieraczek pokarmu, zwiadowczyń, obrończyń terytorium. Natomiast osobniki stojące wysoko w hierarchii kolonii uzyskują dostęp do rozrodu, nawet jeśli wciąż jeszcze znajdują się na tym tle w konflikcie z królową.

Wracając do trzmieli: jak się okazuje, osobniki najwyżej stojące w hierarchii kolonii tworzą specjalną ekskluzywną grupę, tak zwaną elitę...

Prawdziwy dwór...

I w dodatku nie do końca lojalny. Robotnice wchodzące w skład elity współpracują ze sobą przede wszystkim po to, aby osłabić dominującą pozycję królowej. W końcu doprowadzają do wygnania jej z kolonii lub nawet do śmierci.

A jak tego dokonają, co się dzieje potem?

Wtedy dzieje się coś bardzo "ludzkiego". Z reguły jeden osobnik (właściwie osobniczka) przejmuje władzę absolutną i spycha wszystkie pozostałe członkinie elity na pozycje podporządkowane. Jest to tak zwana pseudokrólowa.

Jak u Szekspira...

Prawie. W społeczeństwach owadów jest rzeczywiście cała masa iście szekspirowskich konfliktów, ale - i o tym też trzeba pamiętać - jest też oczywiście współpraca i podział pracy.

a samce?

Samce jak to samce, zwykle niewiele robią i niewiele mogą... przynajmniej w przypadku błonkówek, czyli pszczół, os, mrówek. Nieco większy jest z nich pożytek w społeczeństwach termitów.

Czy badania nad zachowaniami społecznymi mrówek mogą być pomocne w zrozumieniu procesów zachodzących w społeczeństwach ludzkich?

Zachowania społeczne owadów i ludzi kształtowały się całkowicie niezależnie. Możemy więc mówić wyłącznie o analogiach. Niemniej jednak analogie te mogą być niesłychanie pouczające. Niektóre analogiczne zjawiska obserwowane zarówno u mrówek, jak i u ludzi - na przykład wojny i niewolnictwo - mają co prawda inne przyczyny, ale bardzo podobne konsekwencje. Poza tym owadzie społeczeństwa są interesujące same w sobie. Weźmy na przykład taką mrówkę ogniową, gatunek, który stosunkowo niedawno dokonał inwazji z Ameryki Południowej na teren Stanów Zjednoczonych. Mrówki te w niesłychanie czarnych barwach odmalował w jednej ze swoich książek Melchior Wańkowicz. Opisywał, jak to potrafią na śmierć zażądlić pijaka, który wpadnie do mrowiska, jak to niszczą pastwiska, uniemożliwiając hodowlę bydła. Jednym słowem, potwory.

Potrzeba emigracji do Stanów z Ameryki Południowej ogarnia nie tylko ludzi, jak się okazuje.

Owszem. Otóż ta mrówka w początkowym okresie kolonizacji Stanów Zjednoczonych rzeczywiście tworzyła bardzo agresywne kolonie toczące ze sobą wojny. Mrówki z różnych kolonii były do siebie tak wrogo nastawione, że terytoria poszczególnych kolonii były oddzielone pasami ziemi niczyjej.

Mrówki były agresywne tak po prostu czy z powodów nacjonalistycznych?

Można by to rzeczywiście określić jako "nacjonalizm", gdyż nie chodziło o agresję dla samej agresji, lecz o zdobycie terytorium dla swoich.

Całkiem ludzkie

Ale jeszcze bardziej ludzkie jest to, co stało się potem. Otóż gdy mrówki ogniowe rozprzestrzeniły się już na znacznym obszarze i gdy ich populacje poważnie się zagęściły, nastąpiły nieoczekiwane zmiany. Mrówki stały się znacznie spokojniejsze i tolerancyjne, przestały między sobą walczyć. Wreszcie okazało się, że w wielu miejscach sąsiadujące ze sobą kolonie utworzyły ogromne federacje, tak zwane superkolonie. Zniknęły terytoria i pasy ziemi niczyjej, mrówki z sąsiadujących ze sobą gniazd mogły się wszędzie swobodnie przemieszczać, jednym słowem, współpracowały ze sobą zamiast walczyć.

Coś w rodzaju Unii Europejskiej?

No właśnie. Te superkolonie były przy tym naprawdę ogromne. Mogły liczyć miliony osobników!

Czy to jakieś nowe i niespotykane zjawisko w świecie mrówek?

Chyba nie. Takie superkolonie, ogromne federacje złożone z całych systemów sąsiadujących ze sobą gniazd opisano na przykład u niektórych gatunków pospolitych rudych mrówek kopcowych żyjących także i w naszych lasach. Ale największa taka federacja została wykryta w Japonii, na wyspie Hokkaido. Znaleziono tam superkolonię mrówek z gatunku Formica yessensis liczącą ponad 300 milionów osobników. Czterdzieści pięć tysięcy połączonych ze sobą gniazd!

Jak wygląda struktura władzy w takich superkoloniach? Czy nadal są to monarchie?

Niezupełnie, ponieważ współżyje w nich bardzo dużo królowych. W tej japońskiej superkolonii było ich ponad milion.

A jak płynie tam życie poddanych, co się nagradza, a co karze?

Było to tematem wielu badań. Między innymi zastanawiano się, czy przyczyną powstawania owych superspołeczeństw są czynniki środowiskowe, czy też genetyczne. Okazało się, że ważną rolę odgrywają obydwie te grupy czynników. Z jednej strony kluczowe znaczenie ma tu zagęszczenie populacji i stopień wysycenia środowiska, a więc czynniki środowiskowe. Czynniki genetyczne są jednak również ogromnie ważne. W superkoloniach mrówki ogniowej występuje zjawisko tzw. masowej egzekucji królowych przez robotnice. Co ciekawe, robotnice eliminują wtedy królowe o genotypie zapewniającym im duże rozmiary ciała i wysoką płodność. Jest to prawdziwy paradoks: robotnice zabijają najbardziej "przebojowe" królowe!

Mrówki ogniowe nie słuchają Darwina i nie znają krwiożerczej teorii doboru naturalnego?

Słuchają, ale na swój sposób. Bo to przecież dobór naturalny pozwala im odnosić korzyści z tego, że przy życiu pozostawiają właśnie królowe słabsze, mniej płodne, mniej dynamiczne. W tych konkretnych warunkach właśnie to okazuje się korzystniejsze. Egzekucja "przebojowych" królowych zabezpiecza kolonię przed dominacją rozrodczą ze strony szczególnie płodnych osobników. Mrówki zabezpieczają się w ten sposób przed powrotem do form życia społecznego opartych na agresywności między koloniami. Dzięki temu może nastąpić stabilizacja nowych struktur społecznych, charakterystycznych dla superkolonii.

A w jaki sposób mrówki mogą rozpoznać, które królowe należy wyeliminować?

Wchodzi tu w grę tzw. efekt genu "zielonej brody".

Geny mają brody?

Gen "zielonej brody" to obrazowe określenie hipotezy postawionej przez Richarda Dawkinsa, znanego teoretyka procesów ewolucyjnych. Hipoteza ta zakłada, że jeśli pewien gen powodowałby pojawianie się u swych nosicieli jakiejś wyraźnej oznaki (np. "zielonej brody"), to osobniki takie mogłyby zachowywać się w sposób altruistyczny wyłącznie wobec innych osobników z "zieloną brodą". Taki mechanizm ewolucyjny powinien prowadzić do zwiększania częstości pojawiania się owego genu "zielonej brody".

Czy to znaczy, że mrówki ogniowe mają gen "zielonej brody"?

Tak się właśnie wydaje. W każdym razie można u nich obserwować zjawiska przewidziane przez hipotezę genu "zielonej brody". Okazuje się bowiem, że robotnice, które dokonują egzekucji królowych w superkoloniach mrówki ogniowej, są właśnie nosicielkami pewnego określonego genu. I co więcej, zabijają królowe, które nosicielkami tego genu nie są. A tak się składa, że właśnie te królowe są większe i bardziej płodne.

Wybiórcza agresywność i promocja słabszych?

Właśnie tak.

Ale dlaczego tak robią?

W ogromnym uproszczeniu można by powiedzieć, że profilaktycznie eliminowane są potencjalne "rozrabiaki".

Sytuacja ta jest paradoksalna także z innego względu. Skrajna nietolerancja i agresywność wobec osobników odmiennych genetycznie (pod względem tego jednego krytycznego genu) wydaje się stanowić narzędzie utrwalania ładu. Z kolei ów ład cechuje podwyższona tolerancja wobec osobników niespokrewnionych, a więc także odmiennych genetycznie, tyle że pod względem najrozmaitszych innych genów. Tu zbliżamy się do jeszcze jednego, równie fascynującego aspektu całej tej historii. Tradycyjny pogląd na skutki wysokiego zagęszczenia populacji głosi, że zarówno u ludzi, jak i u zwierząt prowadzi ono do patologii społecznych: do nasilenia agresywności, dewiacji, przestępstw. Jednym słowem, niezależnie od tego, czy mamy do czynienia ze zwierzętami, czy z ludźmi - nadmierne zagęszczenie rodzi piekło.

I to nieprawda?

Na szczęście! Wprost przeciwnie - coraz więcej danych dowodzi, że u wielu gatunków zwierząt w warunkach większego zagęszczenia zaczynają funkcjonować mechanizmy, które pozwalają im na przystosowanie się do tej sytuacji nie na drodze konfliktów, lecz na drodze ich unikania. Zjawiska takie zaobserwowano przede wszystkim u małp: rezusów i szympansów. A także u ptaków. Weźmy na przykład namorzynka seszelskiego. Biologom udało się szczegółowo prześledzić kolejne fazy inwazji tego gatunku na jedną z wysp tego archipelagu, dotychczas przez te ptaki nie zamieszkiwaną. Jak się okazało, w początkowej fazie inwazji namorzynki wykazywały wysoki stopień wzajemnej agresywności. Młode nie były w stanie bezkonfliktowo współżyć z rodzicami i natychmiast po osiągnięciu dojrzałości opuszczały ich i zakładały własne gniazda.

Walka pokoleń... Skąd my to znamy!?

Tak, ale sytuacja taka trwała tylko do pewnego momentu. Kiedy populacja namorzynków poważnie się zagęściła, gdy nastąpiło wysycenie środowiska i młode ptaki nie mogły już tak łatwo znaleźć nowych, własnych terytoriów - nagle ta "walka pokoleń" znacznie się wyciszyła. Okazało się, że zamiast zakładać własne rodziny, młode mogą pozostawać z rodzicami i współpracować z nimi jako tak zwani pomocnicy. W sumie wysycenie środowiska pociągnęło za sobą "złagodzenie obyczajów", całkiem podobnie jak w przypadku mrówki ogniowej.

Idylla, zaczynam teraz rozumieć polską prawicę: wzrost czynników demograficznych - o co zabiegają partie konserwatywne - przyczynia się do "złagodzenia" obyczajów i wzmocnienia wspólnotowo-kooperacyjnej roli rodziny?

Trzeba jednak pamiętać, że nie jest to reguła powszechna, to przecież nie jest żadne "prawo natury". Chociaż już sławny polski immunolog, współodkrywca grup krwi Ludwik Hirszfeld podkreślał, że "teza walki na śmierć i życie za mało uwzględnia zjawisko symbiozy, nie słyszy harmonii jako zasadniczej melodii natury". Głosił, że "walka o byt nie jest jedynym hasłem życia, istnieje może prawo, które byśmy nazwać mogli prawem najmniejszego cierpienia". Dla mnie osobiście myśl ta była zawsze ogromnie inspirująca.

Pozostańmy przy konserwatyzmie. Czy mrówki mają jakiś stosunek do tradycji?

Rzeczywiście, u wielu gatunków mrówek istnieją tradycje, czyli zachowania związane ze zjawiskami kulturowego (pozagenetycznego) przekazu informacji. W ich powstawaniu kluczową rolę pełnią tak zwane weteranki, czyli stare, doświadczone robotnice. Przechowują one w swojej pamięci informacje niezbędne dla sukcesu kolonii i następnie przekazują je młodszym, niedoświadczonym mrówkom, tak zwanym nowicjuszkom. W ten sposób powstają na przykład tak zwane tradycje topograficzne, czyli odwiedzanie stale tych samych miejsc, najczęściej z uwagi na to, że można w nich odnaleźć stałe, obfite źródła pokarmu. Na przykład żyjące w Finlandii rude mrówki leśne zimę przebywają w stanie hibernacji, a wiosną doświadczone "weteranki" prowadzą młodsze mrówki, "nowicjuszki", do miejsc, w których później pojawią się mszyce.

Co robią mrówki z mszycami?

Wypasają je, niczym ludzie krowy. Żywią się ich słodkimi wydzielinami, tak zwaną spadzią. Mrówki "doją" też swoje mszyce, tak jak my doimy krowy: delikatnie stymulują odwłok mszycy swoimi czułkami i w ten sposób pobudzają ją do wydzielania kropelek słodkiej spadzi. Spadź ma ogromne znaczenie w budżecie pokarmowym mrówek; w przypadku naszych pospolitych rudych mrówek leśnych pokrywa nawet około 60-90 proc. zapotrzebowania energetycznego kolonii. Znaczenie mszyc podkreśla nawet nazwa łacińska tych mrówek: Formica polyctena to "mrówka posiadająca wiele bydła". Tradycje topograficzne mogą się utrzymywać bardzo długo dzięki temu, że każdej wiosny coraz to nowe "weteranki" wyruszają na swoje dawne "pastwiska" i wskazują tam drogę "nowicjuszkom", młodym mrówkom, które jeszcze dotychczas nie opuszczały mrowiska. U gatunków, u których informacja o środowisku przechowywana w mózgu doświadczonych robotnic, "weteranek", ma kluczowe znaczenie dla sukcesu całej kolonii, robotnice są z reguły długowieczne.

Chwała starym kobietom!

Weteranki rzeczywiście żyją nawet do kilku lat. Na przykład robotnice półpustynnych mrówek-żniwiarek, które zbierają i gromadzą ziarna, pełnią funkcję zbieraczek niesłychanie krótko, zazwyczaj tylko do kilku dni; potem giną. Mówi się, że są "kastą spisaną na straty". Robotnice takie tuż przed przejściem do pełnienia roli zbieraczki przechodzą gruntowną transformację; między innymi gwałtownie zmniejsza się zawartość substancji odżywczych magazynowanych w ich ciele. Zjawisko to porównuje się czasami z żółknięciem jesiennych liści. Liście żółkną jesienią, gdyż drzewo wycofuje z nich chlorofil, aby cenne dla niego składniki nie zmarnowały się, gdy liście opadną. Podobnie kolonia mrówek wycofuje substancje odżywcze magazynowane dotąd w ciele robotnic, które zostają zbieraczkami, tak aby ponieść jak najmniejsze straty, gdy taka robotnica zginie. U wielu gatunków owadów społecznych najstarsze osobniki uczestniczą w najbardziej ryzykownych zadaniach. Jak to ujęli znani badacze mrówek Bert Hoelldobler i Edward O. Wilson, podstawowa różnica pomiędzy mrówkami i ludźmi polega na tym, że my wysyłamy na wojnę swoich młodych mężczyzn, a mrówki - swoje starsze panie.

Czy wśród owadów społecznych da się zaobserwować również postawy liberalne, a ściślej: indywidualistyczne? Czy hołdują takim wartościom, jak innowacyjność, wolność, niezależność?

Trudno jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie o innowacyjność, ale nie ulega wątpliwości, że na przykład trzmiele potrafią bardzo szybko rozwiązać zadanie, które w ich naturalnym środowisku w ogóle się nie pojawia. W czasie doświadczeń terenowych, które później weszły w skład mojej pracy doktorskiej, badałam zachowanie trzmieli podczas przeszukiwania konstelacji różnych obiektów (na przykład otworów, przez które mogły uciec z zamknięcia w niedużej skrzynce), ponieważ badane przeze mnie osobniki były znakowane indywidualnie i następnie wypuszczane na wolność w pobliżu miejsca, gdzie je schwytałam. W międzyczasie przechowywałam je w probówkach zatkanych korkami z ciasno zwiniętej ligniny. Jak się okazało, robotnice trzmieli potrafią nadspodziewanie szybko wydostać się z takiej probówki, przegryzając korek. Co więcej, zapamiętują metody radzenia sobie z takimi przeszkodami i następnym razem wydostają się na wolność o wiele szybciej. Nie chodzi tu o jakieś nietrwałe efekty. W najbardziej przekonywającym z naszych doświadczeń każdy osobnik był chwytany czterokrotnie w ciągu czterech kolejnych dni. Za pierwszym razem był znakowany indywidualnie na grzbiecie za pomocą kodu barwnych plam z szybko schnącej farby; potem w ciągu trzech kolejnych dni miał za zadanie wydostać się na wolność z probówki zatkanej przez warstwę lekko wilgotnego piasku. Każdego kolejnego dnia trzmiel zużywał na to zadanie coraz mniej czasu. Poza tym zaczynał kopać coraz wcześniej, rzadziej przerywał już rozpoczęte kopanie i kopał w sposób bardziej wydajny.

Po prostu uczyły się.

Co ciekawe, efekty uczenia się tego zadania utrzymywały się - i pogłębiały - mimo że w międzyczasie badany trzmiel...

Chodzi o trzmielicę oczywiście...

Tak, tak, to trzmielice. Otóż te trzmielice prowadziły w międzyczasie zupełnie normalne życie zbieraczki poszukującej pokarmu na wielkich polach kwitnących dalii, a noce spędzały wraz z innymi trzmielami w swoim własnym podziemnym gnieździe.

Ale czy każda trzmielica robiła to na swój sposób?

Tak. Nawet doświadczeni badacze owadów społecznych bardzo często są całkowicie zaskoczeni, do jakiego stopnia różnią się między sobą poszczególne osobniki.

Osobniczki, bo przecież ciągle mówimy o samicach.

Osobniczki... Niemal każda stosuje odrębne techniki radzenia sobie z określonymi sytuacjami, wypróbowuje wciąż inne metody. Najlepiej to widać, gdy się obserwuje, jak owady społeczne manipulują różnymi obiektami. Bardzo ciekawe przypadki takich zachowań mogłam zaobserwować u mrówek z gatunku Aphaenogaster senilis. Mrówki te są sławne między innymi dlatego, że należą do bardzo nielicznych bezkręgowców, które używają narzędzi.

Narzędzi?

Zaraz to wyjaśnię. W społeczeństwach owadów ogromną rolę odgrywa tak zwana trofalaksja, czyli wymiana płynnego pokarmu metodą "usta-usta". Zachowanie to może też pełnić cały szereg innych funkcji. Ale na razie ograniczmy się do jego funkcji pokarmowej. Mrówka, która znajdzie płynny pokarm na zewnątrz mrowiska, po prostu wypija go, a następnie, gdy już się znajdzie wewnątrz gniazda, może go zwrócić i podzielić się nim w ten sposób z innymi mrówkami. Niektóre mrówki żyjące w warunkach pustynnych i półpustynnych utraciły jednak w procesie ewolucji zdolność do trofalaksji. Takim gatunkiem jest właśnie Aphaenogaster senilis. Mimo to mrówki z tego gatunku potrafią przynosić do gniazda płynny pokarm, na przykład fragmenty zgniecionego, przejrzałego owocu. Ale używają przy tym narzędzi. Mrówki wpierw wrzucają w taką "mokrą plamę" pokarmu drobne kamyczki, a potem chwytają je w żuwaczki i zanoszą do gniazda wraz z miąższem czy sokiem, który się do nich przylepił. Zachowanie to można obserwować nawet w laboratorium. Bardzo ciekawa jest wtedy obserwacja zachowania mrówki transportującej duży obiekt, z którym nie bardzo może sobie poradzić. Wtedy właśnie pojawia się indywidualizacja zachowań.

Poproszę o przykład.

Świetnie pamiętam pewną mrówkę, która szła po wybiegu laboratoryjnego gniazda, niosąc w żuwaczkach wielki kawał piasku zlepionego owocowym sokiem, aż doszła do wylotu znajdującej się na pewnej wysokości wąskiej rurki prowadzącej do dalszych komór gniazda. No i za nic w świecie nie była w stanie wtaszczyć swego ładunku do tej rurki! Próbowała na różne sposoby, aż w końcu pozostawiła swój "bagaż" na zewnątrz, weszła sama do rurki, a potem wychyliła się z niej i wciągnęła swój ładunek do środka!

I dlatego teraz możemy mówić "mądra jak mrówka".

Te mrówki wykazywały zresztą dużo "inwencji" również w swych zachowaniach zbiorowych. Wielokrotnie mogliśmy zaobserwować, jak próbowały wydostać się na wolność ze swego sztucznego gniazda, małego terrarium przykrytego szkłem - ustawiały się rzędami wzdłuż brzegów pokrywy i wspólnie głowami podważały szybkę. Nie można tu, rzecz jasna, mówić o zbiorowej czy nawet indywidualnej inteligencji, ale w każdym razie była to ogromnie spektakularna próba rozwiązania zupełnie nowego zadania.

Ale czy mamy tu do czynienia z indywidualnością? Ludzie, którzy kochają zwierzęta, świetnie wiedzą, że każdy pies, kot, królik czy świnia mają własną osobowość, własną biografię i zupełnie niepowtarzalne cechy charakteru. Czy można to samo powiedzieć o mrówkach?

Opowiem historię o Białym Daszku, mojej niezapomnianej trzmielicy, której imię pochodzi od symbolu, jakim została oznakowana ("biały daszek", czyli odwrócona litera V namalowana na grzbiecie białą farbą). To była bardzo zdolna trzmielica. Codziennie wylatywała ze swego gniazda umieszczonego w specjalnym uliku w kierunku odległego o kilka metrów karmnika. Niestety, przylatywały tam również osy i pewnego dnia Biały Daszek został przez nie zraniony, i to tak poważnie, że nie mógł latać! Zaniosłam ją więc do ula, żeby tam sobie spokojnie siedziała. Jednak po paru minutach trzmielica sama, z własnej woli opuściła ul i na piechotę, przedzierając się pomiędzy wysokimi chwastami, udała się do karmnika, aby tam żerować. Było to zupełnie niewiarygodne, bo przecież dotychczas pokonywała ten dystans w locie, jej nawigacja opierała się na informacji nabytej podczas lotu, a nie podczas marszu przez wysoką roślinność. Była przy tym niesamowicie uparta: droga do karmnika zajęła jej naprawdę dużo czasu, a mimo to przedzierała się w jego kierunku. A mogła siedzieć spokojnie w ulu! Ta motywacja, ten upór niesłychanie mnie wtedy poruszyły. Poczułam, że jest mi naprawdę bliska.

Można więc pokochać błonkówki nie za altruizm, ale za indywidualność? Gdy zaczynałam pracować naukowo jako etolog, nie byłam jeszcze do końca przekonana, że błonkówki są naprawdę interesującym obiektem badań. Trzeba pamiętać, że owady są uwięzione w sztywnym pancerzu zewnętrznym, nie mają więc w ogóle mimiki i w związku z tym robią wrażenie pewnej bezduszności; wyglądają trochę jak automaty, jak zombie. Podczas mojego pierwszego sezonu w terenie obserwowałam wardzanki, samotne błonkówki z rodziny grzebaczowatych, bardzo podobne do os (czasem nawet określane jako "osy wardzanki"). Moim zadaniem była obserwacja ich zachowań w czasie powrotu do gniazda. Pewnego dnia postanowiłam naprawdę porządnie zdezorientować jedną z nich i "poszłam na całość".

To znaczy?

Naustawiałam przy jej gnieździe całą masę najróżniejszych przedmiotów: klocków, szyszek, drewnianych pierścieni o różnych kolorach i kształtach. Osa przyleciała i zupełnie "zgłupiała", a potem zaczęła się wściekać. Niesłychanie podniecona zaczęła kopać w kilku miejscach naraz, porzucała kopanie, znów zaczynała z niesłychaną furią kopać jeszcze gdzie indziej. Tak się wściekła, tak się zirytowała i była w tej swojej złości taka ludzka, że całkowicie się do niej przekonałam. Oho, powiedziałam sobie, moja droga, ty nie jesteś automatem! W tobie ktoś siedzi! I odtąd pokochałam owady. A z czasem zaczęłam je coraz lepiej rozumieć.

Czy to znaczy, że owady mają emocje?

To nie zostało dotąd ostatecznie dowiedzione, ale doświadczony obserwator może bez najmniejszego trudu ocenić, czy owad jest w danej chwili agresywny, przestraszony, dominujący, uległy. U mrówek na przykład pozy dominacji i uległości są prawie identyczne jak u kręgowców. Mrówka dominująca ustawia się na sztywno wyprostowanych nogach, stara się być jak najwyższa, grozi rozwartymi żuwaczkami. Porusza się sztywno, w sposób zdecydowany, pewny siebie; nie chowa czułków, śmiało nimi wywija. Mrówka podporządkowana przypłaszcza się do podłoża, wycofuje czułki do tyłu, stara się być jak najmniejsza, pokorna, niegroźna. Podobieństwa pomiędzy postawami dominacji i uległości kręgowców i owadów społecznych są naprawdę uderzające. Ale może najciekawszy jest w tym wszystkim fakt, że to tylko my, ludzie, dostrzegamy te rozmaite pozy...

No tak, mrówka nie mówi sobie, ojej, zwiewam, bo ten tu to osobnik o dominującej i agresywnej osobowości.

Oczywiście... ale nawet nie o to mi chodziło. Chciałam raczej podkreślić, że cała ta gra dominacji i podporządkowania rozgrywa się przecież we wnętrzu gniazda, a więc w ciemności. Mrówki wcale się tam nie widzą!

I nie słyszą, to prawie tak jak w naszym parlamencie...

Wcale nie widzą tych rozwartych żuwaczek, to tylko my możemy to wszystko dostrzec, jeśli obserwujemy je przy czerwonym świetle, które jest dla nich niewidzialne.

No, ale jeśli jakieś relacje zachowują, to informacja o przyjmowanych przez nie pozach musi jakoś do nich docierać.

Prawdopodobnie informacja ta jest przekazywana przez bodźce dotykowe oraz przez feromony, czyli sygnały chemiczne. Na przykład podczas grożenia rozwartymi żuwaczkami przypuszczalnie uwalnia się wydzielina gruczołów żuwaczkowych. Informacja wzrokowa może mieć znaczenie tylko poza gniazdem, na przykład podczas rytualnych walk mrówek miodziarek, tak zwanych turniejów.

Czy te sygnały mają tylko wydźwięk negatywny? A co z miłością, troską, opiekuństwem, poświęceniem?

Mimo konfliktów i walk mrówki to już od dawna niedościgły wzór społecznych cnót. Chciałabym tu zacytować mój ulubiony klasyczny tekst Maurycego Maeterlincka: ">Mrówka nic nie pożycza< - powiedział bajkopisarz. - Istotnie, ona nie udziela nikomu pożyczki (jest to udziałem skąpców) - ona daje bez rachunku i nigdy nie żąda zwrotu. [...] Dla jej indywidualnego żołądka wystarczy zaledwie kropelka słodkiej rosy. Wszystko, co wyszukuje i zbiera skrzętnie, z niebezpieczeństwem życia, idzie do wola społecznego, do bezdennego worka zbiorowego. Wszystko to dostaje się larwom, towarzyszkom, a nawet wrogom. Ona sama jest narządem dobroczynnym. Niestrudzona pracownica, ascetyczna, czysta, dziewica bezpłciowa nieomal, zna tylko jedną rozkosz - udzielania każdemu, kto tego zażąda, chociażby wszystkich owoców swych trudów. Wydzielanie z wola jest zapewne dla niej taką samą przyjemnością, jak dla nas delektowanie się najsmakowitszymi potrawami i najwyszukańszymi winami. Mrówka wydzielająca słodki sok z wola ma - jak to zauważył August Forel - wygląd pełen ekstazy i prawdopodobnie odczuwa więcej uniesienia niż ta, co spija jej wydzieliny".

To nie przesada?

W moim przypadku ten przeuroczy staroświecki tekst stanowił ogromną inspirację. Wspominałam już o trofalaksji. Mrówki łączą się wtedy w pary i jedna oddaje drugiej płynny pokarm, przechowywany w tak zwanym żołądku społecznym, i rzeczywiście wygląda to czasem tak, jakby temu aktowi towarzyszyły doznania hedonistyczne...

Paraseksualne?

Tak właśnie uważał Maeterlinck. Rzeczywiście w społeczeństwach mrówek nie seks, ale takie właśnie kontakty społeczne - a już zwłaszcza trofalaksja - odgrywają ogromną rolę w powstawaniu silnych więzi społecznych pomiędzy współtowarzyszkami. Można więc postawić sobie pytanie, czy nie towarzyszy im również jakieś uczucie przyjemności.

Można sprawdzić, czy to są rzeczywiście uczucia?

Jest to bardzo trudne i przez wiele lat było całkowicie niewykonalne. Obecnie jednak można już się pokusić o próbę doświadczalnego sprawdzenia, czy podczas kontaktów trofalaktycznych zachodzi uaktywnianie się tzw. układu nagrody w mózgu mrówek. To właśnie aktywacja układu nagrody w mózgu odpowiada za odczuwanie przyjemności przez ludzi. Istnienie układu nagrody w mózgu owadów jest jak dotąd jedynie hipotetyczne, ale można już próbować testować doświadczalnie hipotezę postulującą jego istnienie. Bardzo istotne światło na to ważne zagadnienie rzuciły doświadczenia przeprowadzone niedawno w naszej pracowni i podjęte z naszej inicjatywy również we współpracujących z nami ośrodkach we Francji i w Izraelu. Badaliśmy w nich zachowania mrówek podczas spotkania z współtowarzyszką z tej samej kolonii po okresie społecznej izolacji. Jak się okazało, u mrówek takich obserwuje się niesłychanie podwyższony poziom trofalaksji, i to mimo że podczas całego okresu izolacji społecznej miały dostęp do pokarmu! Nie chodzi tu więc o wymianę pokarmu, ale o jakąś inną funkcję trofalaksji.

Po prostu cieszą się, że się widzą!

To zbyt śmiały wniosek... na razie. Ale dalszy ciąg tej historii jest jeszcze bardziej fascynujący. Otóż okazało się, że zachowania trofalaktyczne wywoływane u mrówek przez społeczną izolację mogą być następnie zahamowane przez zastrzyk oktopaminy, neuroprzekaźnika odgrywającego bardzo istotną rolę w funkcjonowaniu układu nerwowego bezkręgowców. Innymi słowy, oktopamina redukuje efekty społecznej izolacji! Można więc z tego wywnioskować, że oktopamina odgrywa ważną rolę w sterowaniu zachowaniami społecznymi mrówek, być może za pośrednictwem zjawiska tzw. społecznej nagrody, które było dotychczas opisane i analizowane jedynie u kręgowców. Co więcej, najnowsze badania przeprowadzone w innych ośrodkach naukowych wykazały, że oktopamina uczestniczy w kontroli wielu innych aspektów zachowań społecznych owadów: rozpoznawania osobników z tej samej kolonii, agresywności, podziału pracy i hierarchii dominacji. Dalsze badania tego zagadnienia przyniosą na pewno jeszcze niejedną rewelację.

A czy owady społeczne mają jakieś emancypacyjne aspiracje? Na przykład, żeby wyjść z gniazda, czyli przejść ze sfery "prac domowych" do sfery "życia zawodowego"?

Jak mówiłam, oddalenie się od centrum rozrodczego gniazda to dla robotnicy degradacja, a nie awans. Niemniej jednak w pewnym dość przenośnym sensie można powiedzieć, że przejście od prac wykonywanych wewnątrz gniazda do aktywności na zewnątrz gniazda jest pewnym awansem. Ale nie chodzi tu o osiąganie wyższej pozycji społecznej, lecz bardziej zaawansowanego stadium rozwojowego. Przejście to wiąże się nie tylko ze zmianą zachowania, ale także z fundamentalną przebudową całego niemal organizmu. To prawdziwa metamorfoza, prawie tak głęboka, jak podczas przejścia od stadium larwy do stadium osobnika dorosłego. Niektóre gruczoły ulegają uwstecznieniu, inne, przeciwnie, uaktywniają się. Wzrasta poziom hormonu juwenilnego i różnych neuroprzekaźników w wielu różnych częściach mózgu; dotyczy to zwłaszcza znanej nam już oktopaminy. Wreszcie, co najważniejsze, zachodzi reorganizacja neuroanatomiczna mózgu: przybywa w nim wiele nowych połączeń synaptycznych.

Mózg staje się bardziej złożony?

Jest to niezbędne, by skutecznie działać na zewnątrz gniazda, w środowisku o wiele bogatszym i bardziej różnorodnym niż warunki panujące wewnątrz niego.

Czy można zasugerować tezę o istnieniu związku pomiędzy anatomią osobnika i jego środowiskiem społecznym?

Owszem. Można na przykład cofnąć rozwój behawioralny pszczoły, która z opiekunki potomstwa przekształciła się już w zbieraczkę pracującą na zewnątrz gniazda, jedynie poprzez manipulowanie składem grupy społecznej, w obrębie której taki osobnik funkcjonuje. Jeżeli z takiej grupy usunie się wszystkie opiekunki potomstwa, to niektóre zbieraczki podejmą ponownie funkcję opiekunek. Budowa ich mózgu już się nie zmieni: zmiany neuroanatomiczne, które zaszły podczas przejścia od prac wewnątrz gniazda do aktywności na zewnątrz gniazda, są nieodwracalne. Spadnie u nich jednak poziom niektórych hormonów, nastąpi reaktywacja niektórych gruczołów, które już się zdążyły uwstecznić.

Czy ta niezwykła zmienność i innowacyjność zachowań występuje wyłącznie u samic?

Zmiany neuroanatomiczne towarzyszące przejściu od aktywności wewnątrz gniazda do aktywności w środowisku zewnętrznym obserwuje się również u samców. Mają one związek z najważniejszą funkcją samców - odbyciem lotu godowego. Poza tym jednak samce mają w kolonii niewiele do powiedzenia i repertuar ich zachowań jest znacznie uboższy niż w przypadku samic.

Zupełnie inaczej niż w społecznościach ludzkich.

Ale to znów nie jest żadne powszechne prawo natury, od którego nie ma wyjątków. Na przykład w społeczeństwach mrówek gmachówek samce uczestniczą w wymianach trofalaktycznych wewnątrz kolonii. A u mrówek tkaczek larwy, z których rozwijają się samce, produkują przędzę konieczną do budowy gniazd, a więc na coś tam się jeszcze przydają. Ale rzeczywiście są to dość marginalne funkcje. Nie mają też zbyt wielu przywilejów, czasem się je karmi, czasem wypędza lub dokonuje na nich egzekucji. Nie dorównują też samicom pod względem zdolności rozwiązywania niektórych zadań. Jak już mówiłam, robotnice trzmieli z łatwością wydostają się z probówki zatkanej papierowym korkiem lub warstwą piasku.

A samiec się nie wydostanie?

Nigdy. Biega w niej tylko tam i z powrotem i czasem coś tam skubnie żuwaczkami. Nie potrafi kopać w piasku ani gryźć papieru w sposób wystarczająco uporczywy, więc nigdy nie usunie przeszkody zamykającej mu drogę ucieczki.

Biedny słaby samiec, ale może dzięki tej jego słabości owady społeczne istnieją już tyle tysięcy lat bez wzajemnego wyrzynania się, co praktykują samce innych gatunków.

Ale nawet jeśli mrówki - jak mówiłam - wysyłają na wojny swoje "starsze panie", to te wojny są często bardzo okrutne. A wracając do porównań możliwości poznawczych samców i samic, należy pamiętać, że u ssaków bywa odwrotnie. Opowiem pani szalenie niemoralną historię o nornikach. Takich małych gryzoniach podobnych trochę do myszy. Otóż porównano zdolności do uczenia się przestrzennego oraz strukturę mózgu u samców i samic z gatunku, w którym samce są monogamiczne, i z gatunku, w którym samce uprawiają poligamię.

I co z tego wynikło?

Otóż w wypadku gatunku norników uprawiających poligamię zarówno objętość hipokampa (struktury mózgu istotnej w procesach pamięci i uczenia się), jak i zdolność do uczenia się przestrzennego była wyższa u samców niż u samic. Samce z gatunku monogamicznego nie różniły się natomiast od samic pod żadnym z tych względów.

Jak to można wyjaśnić?

Samiec uprawiający poligamię musi kontrolować terytoria kilku samiczek, a więc musi mieć sprawniejszy mózg.

Czy myśli Pani, że można to generalizować? Poligamia bardziej sprzyja cywilizacji niż monogamia?

Ależ skąd, ani generalizacje, ani antropomorfizacja nie mają tu żadnego uzasadnienia! Jest to po prostu ciekawostka na poprawienie humoru panom, których mogły już trochę przygnębić nasze opowieści o bezwartościowości trutni.

Jak wygląda praca laboratoryjna z życiem owadów?

Opiera się przede wszystkim na obserwacji zachowań, najlepiej rejestrowanych za pomocą kamery wideo. Jestem zwolenniczką rejestracji zachowań zwierząt na taśmach wideo. Rejestracja taka utrwala badane zachowania w całej ich złożoności, o wiele lepiej niż jakikolwiek skrótowy protokół. Do takich nagrań można powracać, sprawdzać wątpliwe szczegóły, analizować je pod kątem nowych interpretacji.

A co się dzieje z przebadanymi i niepotrzebnymi osobnikami?

Nie uśmiercamy naszych owadów; po zakończeniu doświadczeń przechodzą na "emeryturę" i dożywają spokojnie swojej naturalnej śmierci. Właśnie dzięki temu zdobyliśmy między innymi bardzo ciekawe informacje dotyczące długowieczności robotnic mrówek. Bardzo pilnujemy, żeby w naszej pracowni nie krzywdzono zwierząt doświadczalnych.

I zapewne zgodzi się Pani ze mną, że stosunek do zwierząt, nawet tak małych i - zdawałoby się - niewrażliwych, jest ważną miarą cywilizacji.

Na pewno!

Źródło: Gazeta Wyborcza 04-07-01