Tiedettä Siperiasta

Palaan aikaisemmin käsittelemääni aiheeseen: vahvasti sosiaalisten kekomuurahaisten keskinäiseen tiedonvälitykseen. Siperialaiset tutkijat Reznikova ja Ryabko (2011) ovat saaneet läpi Behaviour-lehteen katsausartikkelin eläinten laskemiskyvystä. Katsauksessa tulee hyvin esiin tutkijoiden omat aikaisemmat kekomuurahaiskokeiden tulokset ja hyvä niin, tulokset ansaitsevat minusta aiempaa enemmän julkisuutta. Samalla tulee testattua sekin, onko huonoa julkisuutta olemassa; tiedetoimittaja on tehnyt jutusta repäisevän otsikon ilmeisesti vaivautumatta ensin lukemaan artikkelia (katso ”nuuhkutesti”)…

Tutkijat ovat ujuttaneet katsaukseensa mukaan hiukan uusiakin tuloksiaan (1), mutta pääpiirteissään kaikki olennaisimmat havainnot julkaistiin jo monta vuotta sitten (Reznikova ja Ryabko 1994). Pulma oli, etteivät tutkijat osanneet mainostaa tuloksiaan. Niistä olisi hyvin kelvannut paukuttaa henkseleitä jossain huippujulkaisussa. Sen sijaan tutkijat raportoivat havaintonsa melko vaatimattomassa puolalaisessa lehdessä ja esimerkiksi hieno uusi havainto kekomuurahaisten tiedustelija-ruuanhakija -ryhmistä kuitataan keskellä tekstiä yhdellä virkkeellä, jossa ohimennen mainitaan muurahaisten ryhmien paljastuneen ”alustavissa kokeissa”. Kaikki muutkin hienot tulokset on ripoteltu vähän sinne tänne ja soppaa on hämmennetty informaatioteorialla (Ryabko on matemaatikko).

Uusi yritys kertoa tuloksista (Reznikova ja Ryabko 2001) herätti jonkin verran keskustelua muurahaisharrastajissa, mutta ammattitutkijat eivät innostuneet ainakaan niin paljon, että olisivat alkaneet toistaa, varmistaa ja kehittää kokeita. Reznikova (2007, s. 351-357) raportoi ja pohti kokeiden tuloksia myös eläinten älykkyyttä laajasti ruotivassa kirjassaan.

Ensimmäinen hieno tulos: Vahvasti sosiaaliset muurahaiset voivat tehdä yhteistyötä pieninä viidestä kahdeksaan yksilön tiedustelija-ruuanhakija -ryhminä (”tiimeinä” tai ”klikkeinä”). Ensimmäinen reaktioni oli, että mitä ihmeen ”muurahaisten tiimejä”, kai sellaiset olisi opittu tuntemaan jo kauan sitten, jos sellaisia olisi (2)? Mutta eipä tiimien löytäminen ollutkaan ihan kevyt ja helppo homma. Löytö vaati, että muurahaiset tunnistetaan yksilöllisesti. Luonnossa kekomuurahaisten pesässä voi olla satojatuhansia yksilöitä, sellaisesta kuhinasta on käytännössä mahdoton erottaa kuka on kuka. Tutkitut muurahaiset elivätkin kasvatteina sisätiloissa.

Tiedustelija-saalistaja -ryhmiä on Reznikovan ja Ryabkon mukaan ainakin kolmella muurahaislajilla (3) ja parhaiten näistä lajeista kokeissa menestyi kaljukekomuurahainen (Formica polyctena) ja tutkijat keskittyivätkin myöhemmin tähän yhteen mestarilajiin. Suomalaisen harrastajasivun mukaan kaljukekomuurahainen on ”erittäin vaikea tai mahdoton kasvatettava”. Työlästä ja hankalaa kasvatus kotioloissa epäilemättä olisikin, mutta laboratoriossa se onnistuu (4). Reznikovan ja Ryabkon laboratoriopesissä oli noin kaksituhatta yksilöä. Tutkijat pystyivät merkitsemään yksilöllisin maalitäplin kaikki aktiivisesti pesän ulkopuolella liikkuneet muurahaiset. Itse pesässä muurahaisia saattoi seurata läpinäkyvän katon kautta.

Testiareenalla muurahaiset saivat ensin harjoitella rauhassa muutaman viikon. Tiedustelijaehdokkaita kuljetettiin ruokapaikalle ja parhaita värväreitä valikoitiin sitten jatkokokeisiin. Tiedustelijat antoivat nälkäiselle tiimilleen ensin pikaisen välipalan ja lähtivät sitten hakemaan lisää. Myöhemmin, joskus vasta neljännen reissun jälkeen tiedustelija alkoi värväämään tiimiään liikkeelle. Kun tiimi lähti liikkeelle, tutkijat poistivat tiedustelijan!  Muiden ryhmä jäsenten piti löytää itselleen uusi ruokapaikan sijainti omin päin.

Toinen hieno tulos, tämä on minusta kaikista kovin juttu näissä tutkimuksissa: kekomuurahaisten tuntosarvikieli vertautuu täysin mehiläisten tanssikieleen, jolla mehiläiset voivat kertoa toisilleen mistä suunnasta ja kuinka kaukaa ruokaa löytyy. Kekomuurahaisten tuntosarvilla voi kertoa vielä mehiläisten tanssia tarkempia suunnistusohjeita. Ilman kontaktia tiedustelijaan ruuanetsijät eivät yleensä ehtineet löytää kokeen aikana ruokapaikkaa, mutta pätevän tiedustelijan kanssa tuntosarveiltuaan ryhmä marssi useimmiten epäröimättä oikeaan kohteeseen. Miten tiedustelijat viestinsä välittävät, sitä ei tiedetä – kukaan ei vielä osaa puhua muurahaista…

Kolmas hieno tulos: kekomuurahaiset osaavat ilmeisesti laskea – ja vielä aika pitkälle. Tuntuu aika käsittämättömältä, mutta kekomuurahainen voi ilmeisesti jollain tavoin kertoa tuntosarvillaan toisille, että ruokaa löytyy esimerkiksi seitsemännestätoista oksasta kolmestakymmenestä vaihtoehdosta. Reznikova ja Ryabko mittasivat ajan, joka kuluu erilaisten viestien välittämiseen. Oksien pituudella, tai niiden välimatkoilla ei ollut viestimiseen kuluneen ajan kannalta merkitystä, mutta oksien lukumäärällä ja palkkio-oksaksi arvotun oksan sijainnilla oli. Jos palkkio oli esimerkiksi heti ensimmäisessä oksassa kolmestakymmenestä vaihtoehdosta, tieto siitä oli paljon nopeammin kerrottu kuin, jos palkkio oli esimerkiksi yhdennessätoista oksassa. Kekomuurahainen osaa ilmeisesti  jotenkin välittää tällaisenkin viestin: ”se yhdestoista oksa missä on usein ollut ruokaa, tiedäthän, nyt ruoka on siinä sitä seuraavassa oksassa” – ja tämä juttu on paljon nopeammin kerrottu kuin, jos oikeaksi oksaksi olisi alunperin vain arvottu sama kahdestoista oksa.

Vielä yksi kiva yksityiskohta tuloksista: jos testioksien runko oli ympyränmallinen, muurahaiset kiersivät sitä aina myötäpäivään (Reznikova ja Ryabko 2001). Miksi? Selvittäkääpä se.

En kuvaa tässä jutussa sen tarkemmin Reznikovan ja Ryabkon koejärjestelyä. Selkein kuvaus siitä on vuoden 2001 artikkelissa (pdf). Riittäköön tässä mainita, että koejärjestely vaikuttaa minusta aukottomalta.

(1) Tilastollista luotettavuutta lisättiin kolmivaiheisella koejärjestelyllä, ensin palkkio-oksa valittiin satunnaisesti, sitten painotettiin vahvasti yhden tai kahden oksan todennäköisyyttä ja kolmannessa vaiheessa valittiin oksa taas satunnaisesti.

(2) Siperian lisäksi Suomi on hyvä paikka huippusosiaalisille kekomuurahaisille. Suomessa on tehty muutakin kuin vain istuttu kusiaispesässä, täällä on hienot perinteet kekomuurahaisten tutkimisessa. Alan pioneeri R. Rosengren selvitti esimerkiksi kekomuurahaisten hienostunutta työnjakoa jo 1970-luvulla.

(3) Lajit olivat kaljukekomuurahainen, verimuurahainen (Formica sanguinea) ja Camponotus saxatilis – yhteistä näille lajeille on, että ne keräävät kirvojen mesikastetta (oikeiden…) puiden monimutkaisessa oksaverkostossa.

Missä oksassa hinaja on?

(4) Olen kerran hoitanut kekomuurahaisia kesätyönä; olin tutkimusapulaisena Tvärminnen biologisella asemalla ja kuukauden verran pidin pihamökissä huolta W. Forteliuksen Formica uralensis -pesistä. Voin paljastaa tässä yhden ammattilaisten kikan muurahaisten hallintaan: fluoni. Fluoni on liukasta ainetta, joka astian seinään siveltynä estää muurahaisia kapuamasta sieltä pois. En tiedä ovatko Reznikova ja Ryabko käyttäneet tätä konstia. Koeareenat he sijoittivat veden päälle niin, ettei oikaista voinut.

Viitteet:

Reznikova, Z. 2007: Animal intelligence: from individual to social cognition. Cambridge University Press, 472 s.

Reznikova, Z. ja Ryabko, B. 2011: Numerical competence in animals, with an insight from ants. Behaviour 148: 405-434.

Reznikova, Z. ja Ryabko, B. 2001: A study of ants’ numerical competence. Electron. Trans. Artif. Intell. 5 B: 111-126.

Reznikova, Z. ja Ryabko, B. 1994: Experimental study of the ants’ communication system with the application of the information theory approach. Mem. Zool. 48: 219-236.

(C): Kolkkala, M. – luotiset.wordpress.com