Jakou paměť mají motýli?

Motýli z rodu Heliconia mají dobře vyvinutou prostorovou paměť: pamatují si umístění květů bohatých na pyl a den za dnem se k nim vracejí. K tomuto závěru dospěli entomologové po sérii pokusů s tímto hmyzem. Jak je uvedeno v článku v časopise Current Biology, vědci již dlouho vědí, že prostorová paměť je dobře vyvinuta u včel a mravenců, ale nyní se jim poprvé podařilo potvrdit její přítomnost u lepidoptera.

Některé druhy hmyzu mají vynikající prostorovou paměť. Čmeláci a včely medonosné si například pamatují, kde rostou květiny bohaté na nektar a které už navštívili. A mravenci přesně reprodukují několik set metrů dlouhou cestu z kolonie a zpět. Mnohem méně se však ví o prostorové paměti jiného hmyzu. Zejména vědci zatím nemají důkazy, že je vyvinuta u motýlů (Lepidoptera).

Za nejlepší kandidáty na roli motýlů s dobrou prostorovou pamětí jsou považováni zástupci rodu Heliconia (Heliconius) z čeledi Nymphalidae. Tito lepidopterani, běžní v Jižní a Střední Americe, v dospělosti kromě nektaru často požírají květní pyl, který jim dodává esenciální aminokyseliny a tím výrazně prodlužuje život. Předpokládá se, že helikonie si pamatují, kde se na jejich území nacházejí rostliny bohaté na pyl, a denně je navštěvují, pohybujíce se stejnou individuální trasou, která začíná od stálého hnízdiště.

Tým entomologů pod vedením Stephena H. Montgomeryho z University of Bristol se rozhodl tuto hypotézu otestovat. K tomu vědci provedli sérii experimentů s motýly chovanými v zajetí. Heliconius eratophyllis. V první etapě bylo 44 zástupců tohoto poddruhu naučeno najít potravu na ploše jednoho metru čtverečního s šestnácti umělými květinami uspořádanými do čtverce o straně čtyř květů. V polovině případů se odměna nacházela ve čtyřech květinách uprostřed čtverce a v polovině případů v květinách jedné ze dvou vnějších řad. Po pěti dnech tréninku autoři testovali experimentální motýly a zjistili, že častěji navštěvovali květiny v té části náměstí, kde se v období tréninku vyskytoval nektar (p = 0,027).

Autoři poté provedli podobný experiment na instalaci o rozloze tří metrů čtverečních. Byl to labyrint se dvěma rameny, z nichž obě obsahovaly umělé květiny. 26 motýlů se naučilo spojovat jednu z těchto větví se zdrojem potravy. Během testování se hmyz během tréninku častěji zajímal o rukáv, kde se nacházela potrava (p < 0,001)

Při porovnání výsledků těchto dvou experimentů Montogomery a jeho kolegové zjistili, že ve druhém případě se helikonie učily efektivněji. Vědci navrhli, že si tento hmyz může snadněji zapamatovat umístění objektů, které jsou od sebe daleko. Aby otestovali tuto myšlenku, provedli třetí experiment, ve kterém byly vzdálenosti mezi zdroji potravy podobné vzdálenostem mezi květinami v přirozeném prostředí Heliconie.

V zařízení Metatron, které se nachází na jihu Francie a je systémem ohrad pro studium ekologických a evolučních procesů, vytvořili vědci bludiště ve tvaru T o rozloze 60 metrů čtverečních. 14 motýlů během čtyř dnů Heliconius melpomene ráno byli vypuštěni do ohrady na začátku bludiště a nechali se volně létat po celý den. V tomto případě byly umělé květiny s jídlem umístěny pouze v jednom rukávu, vpravo nebo vlevo. Během individuálního testování motýli častěji navštěvovali rameno bludiště, kde se ve fázi učení nacházel zdroj potravy (p = 0,012).

Výsledky studie podporují hypotézu, že motýli helikonie si dobře pamatují umístění zdrojů potravy, zejména ve velkých prostorových měřítcích. Možná si stejně jako včely a mravenci ukládají do paměti rysy krajiny a polohu slunce a pak pomocí těchto informací hledají cestu ke květinám bohatým na pyl. Helikoniem v tom pomáhají zvětšená houbová tělíska mozku – největší ze všech Lepidoptera.

Dříve entomologové zjistili, že letový vzorec tropických motýlů z rodu morfo záleží na tom, v jaké vrstvě lesa žijí. Druhy, které obývají hustý podrost, aktivně mávají křídly a rychle létají, zatímco jejich příbuzní z lesního porostu raději pomalu klouzají. Tyto rozdíly ovlivnily tvar jejich křídel.

Motýl Heliconius erato phyllis. Nastavení pro první experiment je viditelné na pozadí.

Jak je uvedeno v článku v časopise Current Biology, vědci již dlouho vědí, že prostorová paměť je dobře vyvinuta u včel a mravenců, ale nyní se jim poprvé podařilo potvrdit její přítomnost u lepidoptera.