I bombi trovano soluzioni anche senza addestramento

Per anni gli esperimenti sulla cognizione dei bombi hanno mostrato che questi insetti possono imparare compiti anche molto complessi, ma dopo un addestramento: si insegna loro gradualmente che cosa fare, si premiano i tentativi riusciti e si osserva quanto bene riescano a ripetere la procedura.

Un nuovo studio cambia prospettiva, perché mostra che i bombi non si limitano ad apprendere una soluzione preparata dagli esseri umani: possono anche combinarne da soli gli elementi e produrre un comportamento nuovo, orientato a uno scopo. È una distinzione importante, perché la capacità di affrontare spontaneamente un problema inedito è considerata una forma avanzata di flessibilità cognitiva ed era stata studiata soprattutto in vertebrati dal cervello molto più grande. Scoprire che può emergere anche in un insetto costringe quindi a rivedere l’idea, ancora piuttosto tenace, che un cervello minuscolo sia capace soltanto di eseguire routine rigide o associazioni semplici.

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Precedenti con addestramento

In un esperimento del 2016 sul trascinamento di una cordicella, il fiore era legato a una stringa che sporgeva all’esterno: tirandola con le zampe, gli animali potevano trascinarlo fino al bordo della lastra e accedere alla ricompensa. Anche in quel caso, però, la soluzione veniva appresa gradualmente. All’inizio il fiore era completamente accessibile; poi veniva coperto per metà, quindi per tre quarti e infine nascosto del tutto, lasciando fuori soltanto la cordicella. In un altro esperimento del 2017, i bombi imparavano a portare una pallina al centro di una piattaforma per ottenere acqua zuccherata. Una volta appresa la regola, sapevano sfruttarla scegliendo la pallina più vicina dimostrando una notevole flessibilità, ma il comportamento era appreso, i ricercatori glielo avevano mostrato.

Il nuovo lavoro invece dimostra che i bombi possono produrre una soluzione nuova senza che l’azione risolutiva sia stata insegnata.

Spontaneo non significa comparso dal nulla

Un fiore artificiale blu è fissato al soffitto dell’arena, in una posizione che i bombi non possono raggiungere volando: lo spazio è troppo ridotto per librarsi sotto il bersaglio e toccarlo. Sul pavimento, però, c’è una pallina di polistirolo. 

Gli animali conoscevano le proprietà dei singoli elementi: sapevano che il fiore artificiale conteneva una ricompensa e che le palline potevano muoversi, ma non avevano mai imparato a farle rotolare in una direzione precisa né a usarle come rialzo. In natura non hanno una routine equivalente: non raccolgono oggetti per costruirsi piccoli sgabelli davanti alle corolle più alte.

Questo è importante perché l’esperienza precedente può facilitare l’elaborazione di una soluzione senza necessariamente contenerla già. Un animale può sapere che una certa figura colorata segnala il cibo e che un determinato oggetto può essere spostato, senza aver mai imparato che quello stesso oggetto può diventare un gradino. Il problema consiste proprio nel mettere insieme queste informazioni in una sequenza funzionale nuova.

L’esperimento preliminare

All’inizio i ricercatori hanno diviso i bombi in tre gruppi. Quello che disponeva di tutte le informazioni comprendeva 19 animali. Prima ancora di essere messe alla prova, questi avevano avuto modo di familiarizzare con i due elementi chiave dell’esperimento: da un lato c’era una pallina di polistirolo, collocata lungo il percorso tra il nido e l’arena, in modo che gli animali imparassero a considerarla un oggetto innocuo e manipolabile. Dall’altro lato c’era un anello blu sul pavimento, il fiore artificiale, che conteneva una soluzione zuccherina. Una volta stabilita questa associazione, i ricercatori complicavano leggermente la situazione: la pallina veniva appoggiata sopra il fiore e i bombi dovevano spostarla per raggiungere la ricompensa. L’esercizio veniva ripetuto più volte, ma senza mai insegnare agli animali a usare la pallina come supporto o a spingerla verso una posizione precisa.

Il test vero e proprio

A quel punto il fiore veniva spostato sul soffitto e la pallina sistemata al centro dell’arena. Sul pavimento c’erano quattro piccole cavità capaci di tenerla ferma: una sola si trovava esattamente sotto il fiore. Per risolvere il problema, il bombo doveva portare la pallina nella cavità giusta, salirci sopra e raggiungere il bersaglio: una specie di sgabello fai da te, con meno brugole e più saccarosio in premio.

Accanto al gruppo già descritto ce n’erano altri due: 21 bombi conoscevano il fiore ma non la pallina, mentre 20 non avevano familiarità con nessuno dei due. Il confronto serviva a capire se bastasse desiderare la ricompensa oppure se fosse importante aver già scoperto che quell’oggetto bianco poteva essere spostato.

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I risultati sono stati piuttosto netti. Nel gruppo che conosceva entrambi gli elementi, circa tre bombi su quattro sono riusciti a completare il compito, mentre negli altri due gruppi i successi sono stati molto più rari. Quindi conoscere solo il fiore non bastava: serviva anche non trattare con diffidenza la pallina (neofobia), come se fosse un misterioso meteorite precipitato nell’arena.

E se stessero soltanto giocando?

Restava però un dubbio. Durante il tragitto con la pallina il fiore era visibile, quindi i bombi avrebbero potuto correggere la direzione poco per volta, semplicemente spostandosi verso ciò che vedevano, senza avere un progetto in mente. Inoltre questi insetti hanno una certa predilezione per le palline. Lo studio Do bumble bees play? ha mostrato che possono farle rotolare anche senza ottenere cibo o altri vantaggi evidenti, per puro piacere.

Noi non giudichiamo gli hobby di nessuno, ma per i ricercatori era un problema: un bombo avrebbe potuto trastullarsi con la pallina, ritrovarsi casualmente sotto il fiore e passare per genio della logistica. Bisognava quindi eliminare due spiegazioni alternative: la prima era che i bombi seguissero semplicemente il fiore visibile mentre spostavano la pallina, la seconda era che facessero rotolare l’oggetto per il piacere di farlo, finendo accidentalmente nel luogo corretto.

Il fiore oltre i muri

In un nuovo esperimento, 22 bombi hanno trovato una barriera opaca con una piccola apertura. Il fiore era dall’altra parte e, dal punto di partenza, non si vedeva. Per raggiungerlo bisognava spingere la pallina attraverso il passaggio e poi sistemarla sotto il bersaglio. Sedici di loro sono riusciti nell’impresa.

La prova, però, non era ancora sufficiente a dimostrare che i bombi avessero una meta in mente fin dall'inizio. È vero che il fiore non era visibile quando cominciavano a spostare la pallina, ma diventava almeno parzialmente visibile una volta raggiunta l'apertura nella barriera. Da quel momento in poi gli animali potevano semplicemente continuare a dirigersi verso ciò che vedevano, quindi il successo poteva ancora derivare da una serie di aggiustamenti progressivi guidati dalle informazioni disponibili sul momento, piuttosto che dalla capacità di rappresentarsi il risultato finale e agire per raggiungerlo

Così i ricercatori hanno aggiunto altre due barriere, trasformando l’arena in una sorta di labirinto. Questa volta hanno confrontato 39 bombi che, alla fine del percorso, avevano effettivamente un fiore da raggiungere e 38 individui per i quali, invece, non c'era nessuna ricompensa nascosta. Se i bombi trasportassero la pallina verso una meta precisa, ci si aspetterebbe che il primo gruppo fosse più motivato a spingerla fino in fondo. Invece i due gruppi si sono comportati allo stesso modo.

Questo risultato non dimostrava che i bombi non fossero capaci di risolvere il problema ma che quell'esperimento non riusciva a distinguere tra due spiegazioni diverse: da una parte un animale che sposta la pallina perché sta cercando di raggiungere il fiore, dall'altra un animale che continua semplicemente a farla rotolare, indipendentemente da ciò che lo aspetta alla fine del percorso. Per questo serviva un test diverso, in cui una scelta casuale avrebbe avuto soltanto il 50 per cento di probabilità di risultare corretta.

Il test decisivo

Nell’ultimo esperimento l’arena era rettangolare e aveva due compartimenti laterali, entrambi nascosti da pareti. Durante una fase preliminare, 30 bombi potevano osservare il fiore sopra uno dei due lati. Quando cominciava il test, però, il bersaglio non era più visibile dalla posizione della pallina. Gli animali dovevano ricordare dove si trovava e scegliere se trasportare l’oggetto a destra o a sinistra. La prova terminava non appena la pallina raggiungeva uno dei due compartimenti, quindi non era possibile imboccare completamente la strada sbagliata, fare marcia indietro e ripresentarsi come se fosse stato tutto parte del piano.

23 dei 30 bombi testati hanno scelto il lato corretto, un risultato decisamente migliore di quello che ci si aspetterebbe affidandosi alla fortuna. Ma non basta: 16 dei 23 risolutori si sono diretti verso la destinazione giusta fin da subito, senza perdere tempo a controllare l’altro lato dell’arena. I bombi che riuscivano nell’impresa erano soprattutto quelli che avevano dedicato più attenzione alla zona in cui avevano visto il fiore in precedenza.
Questo risultato rende poco plausibili sia la guida visiva continua sia il colpo di fortuna. Sembra che i bombi abbiano spostato l’oggetto verso una posizione che ricordavano: avevano una meta anche quando non potevano più vederla.

Evitiamo l’antropizzazione

Lo studio non dimostra che gli animali comprendano la fisica del problema come la comprenderemmo noi, ma qualcosa di più circoscritto: dopo aver imparato separatamente che il fiore prometteva zucchero e che la pallina poteva essere spostata, alcuni bombi hanno combinato queste informazioni in una sequenza che non gli era stata insegnata. Non hanno ripetuto una procedura premiata in passato, hanno prodotto un comportamento nuovo e diretto verso uno scopo.

È proprio qui che il nuovo studio si distingue dai lavori in cui i bombi venivano addestrati passo dopo passo o osservavano un dimostratore. Non occorre immaginarli con casco da cantiere e progetto esecutivo sotto l’ala: basta riconoscere che un cervello minuscolo non è per forza condannato a risposte meccaniche.