Pytanie, czego możemy nauczyć zwierząt, pada względnie często. A czego zwierzęta mogą nauczyć nas? Okazuje się, że między innymi konstruowania lepszych robotów głębinowych i... racjonalnego organizowania kwarantanny. Oraz ostrożności przy zwiedzaniu hinduistycznych świątyń.

Makak królewski

W głębi

Jest wiele powodów, by pilnie przyglądać się naszym „braciom mniejszym”. Ot, prosty przykład inżynieryjny. Czasem mówi się, że lepiej znamy powierzchnię Księżyca niż dno oceaniczne. I rzeczywiście, pod pewnymi względami tak jest – ze względu na to, że wokół naszego satelity krążą regularnie sondy pilnie obserwujące jego powierzchnię, znamy już dziś każdy księżycowy krater i każdą górkę. Tymczasem skryte w ciemnościach dno oceanu nie daje się zbadać na odległość: konieczne jest zstąpienie wiele kilometrów pod powierzchnię i sfotografowanie go na miejscu. Tu wkracza robotyka.

Nie tak łatwo jest jednak skonstruować maszynę, która wytrzyma na dnie oceanu, gdzie ciśnienie potrafi być nawet tysiąckrotnie większe od tego panującego na powierzchni. Jedną z możliwości jest „droga siłowa” – posługiwanie się materiałami, które nie ulegną zniszczeniu w warunkach głębinowych. W klatkach zbudowanych z takich materiałów można następnie umieścić delikatniejsze urządzenia albo nawet ludzkich śmiałków. Zauważmy jednak, że w świecie przyrody nie jest znana stal i stopy tytanu, a jednak dno oceanu tętni życiem. Jaką „metodę” przyjmują organizmy żyjące przy dnie oceanu?

W 2017 roku na stoku Rowu Mariańskiego, na głębokości ok. 7 kilometrów, odkryta została nieznana wcześniej ryba, której nadano łacińską nazwę Pseudoliparis swirei. Dwa lata później, w maju 2019 roku, opisano bliżej jej budowę wewnętrzną, a zwłaszcza nietypową strukturę kostną. Ryba ta ma bowiem niezrośnięte kości czaszki – coś, co u zwykłych kręgowców przemija wraz z wyjściem z wieku niemowlęcego. U P. swirei tymczasem, wskutek utrwalonej ewolucyjnie mutacji, kości pozostają niezrośnięte przez całe życie, mózg jest więc chroniony przez szereg płytek kostnych, połączonych miękką, podobną do chrząstki tkanką. Symulacje pokazały, że znacznie zwiększa to wytrzymałość na zgniatanie: mniejsze płytki połączone elementami elastycznymi trudniej zgnieść niż jedną dużą płytę.

Kolejne dwa lata później ów szereg odkryć zaowocował interesującym projektem opisanym na początku marca tego roku w „Nature”¹: miękkim robotem zbudowanym z różnego rodzaju polimerów i pianek, którego całą „elektronikę” – a więc podzespoły, których nie udało się już wykonać z elementów podatnych – skonstruowano w formie licznych niezależnych płytek połączonych przewodami. Schemat konstrukcyjny nawiązywał więc wprost do budowy czaszki Pseudoliparis swirei, do czego autorzy przyznają się zresztą otwarcie. Robota owego udało się opuścić na samo dno Rowu Mariańskiego, na głębokość 10 900 metrów, gdzie funkcjonował poprawnie, a nieco bardziej śmiałe i wyczerpujące próby samodzielnego pływania przeprowadzano na głębokości 3 kilometrów. Sposób poruszania się robota, nawiasem mówiąc, wzorowany jest na lokomocji płaszczki – kolejny przykład „inżynierii inspirowanej biologicznie”.

Kwarantanna mrówek

Bywa, że zjawiska występujące w świecie zwierząt są nie do odróżnienia od tych znanych ze świata ludzi. Takie są choćby reakcje zwierząt na choroby zakaźne, podsumowane niedawno w artykule przeglądowym² w czasopiśmie „Science”.

Autorzy wyróżniają aż sześć różnych poziomów reagowania na chorobę. Rozpoczynają od czegoś elementarnego, czyli automatycznej zmiany relacji społecznych, wynikającej z samego przebiegu choroby. Czasem chodzi o proste osłabienie lub niechęć do wychodzenia „z domu” (z gniazda, z nory, ze swojego tunelu w kolonii) w czasie choroby. Skutkiem ubocznym takiej zmiany jest jednak rzecz ważna epidemiologicznie: zmniejszone prawdopodobieństwo zarażania. Bywa jednak, że tego typu zmiana zachowania wydaje się czymś więcej niż tylko skutkiem ubocznym choroby. Ot, mrówki, które po zarażeniu się pewnym pasożytniczym grzybem zmieniają swój wzorzec przemieszczania się tak, że rzadziej wchodzą w kontakt ze współmieszkańcami: czyli nie poruszają się ani wolniej, ani mniej często, a raczej spędzają większą część dnia w miejscach, gdzie przebywa mniej mrówek, na przykład poza mrowiskiem. Obliczona przez naukowców średnio mniejsza liczba kontaktów mrówka – mrówka nie wynika więc z nieruchawości, lecz „celowej” (choć z tym słowem zawsze jest problem w etologii, czyli nauce o zachowaniach zwierząt) zmianie wzorców zachowania.

Bywa też, że zwiększenie dystansu wobec chorych inicjowane jest przez osobniki zdrowe. Wiele zwierząt reaguje na widoczne objawy choroby: homary, gupiki, mandryle, termity i wiele innych. Gupiki z gatunku Poecilia reticulata, przykładowo, gdy zostaną zaatakowane przez przywrę Gyrodactylus turnbulli, są aktywnie omijane przez inne gupiki z tej samej ławicy. Co ciekawe, wiele gatunków wykształciło zdolność do wykrywania choroby, jeszcze zanim pojawiają się jakiekolwiek potencjalnie niepokojące objawy. Umiejętność taką posiadają choćby termity, które potrafią wykryć sygnały chemiczne pojawiające się tuż po wystąpieniu infekcji, zanim wejdzie ona w fazę objawową. Innym spektakularnym zjawiskiem jest wymuszona kwarantanna – aktywne usuwanie z kolonii osobników chorych. Robią tak choćby pszczoły miodne, które przyłapano na wywlekaniu z gniazda osobników z objawami infekcji wirusowej.

Gdy zaś chodzi o poziom złożoności i finezji zachowań społecznych, mistrzami są – jak zawsze – mrówki. Wspomniałem już wyżej, że mrówki zmagające się z infekcją grzybiczą spontanicznie oddalają się od grupy. To jednak nie koniec – równie spontanicznie wyłania się grupka pielęgniarzy, którzy stają się opiekunami chorych: mrówki potrafią bowiem chemicznie bądź „manualnie” usuwać spory i strzępki grzyba u zarażonych osobników. Pojawienie się infekcji wywołuje więc pięknie skoordynowaną kaskadę procesów: najpierw chore osobniki spontanicznie zrywają relacje z osobnikami zdrowymi, a następnie przy ich boku pojawiają się „pielęgniarze”, ułatwiając powrót do zdrowia.

Kradzież z szantażem

A na koniec historia ze świata małp, opisana³ w czasopiśmie „Philosophical Transactions of the Royal Society B”. W ekonomii, antropologii i archeologii często zadaje się pytanie o korzenie instytucji pieniądza. Fizyczny pieniądz, trzeba bowiem powiedzieć, to ciekawy przedmiot: jest to obiekt niemający żadnego bezpośredniego zastosowania, a mający wartość wyłącznie na mocy pewnej konwencji. Tak przynajmniej definiuje się pieniądze dla celów badań nad zwierzęcą zdolnością do posługiwania się nimi: istotne jest, aby przedmiot służący za pieniądz nie miał dla zwierzęcia żadnej „naturalnej” wartości. Gdy więc uczy się naczelne posługiwania się pieniędzmi – co udaje się od czasu do czasu w warunkach eksperymentalnych – walutą nie mogą być kawałki pożywienia ani nawet drobne przedmioty, które dane zwierzę może w jakikolwiek sposób wykorzystać. Istotne, aby było to coś, na co małpa w normalnych warunkach nawet nie spojrzy.

Od pewnego czasu wiadomo, że po krótkim treningu małpy – i to nie tylko najbliższe nam człowiekowate, jak szympansy czy goryle, ale i małpy „niższe”, jak kapucynki – są w stanie posługiwać się pieniędzmi. Ba, kapucynki, które nauczono, że za niewielkie metalowe żetony są w stanie otrzymywać od eksperymentatorów pożywienie, spontanicznie wpadły na ideę prostytucji, wymieniając się między sobą żetonami za przysługi seksualne.

We wspomnianym wyżej artykule opisano jednak coś zupełnie nowego: przykład najzupełniej spontanicznego zrozumienia przez małpy, w tym przypadku makaki, wartości przypisywanej różnym przedmiotom przez ludzi, a ponadto równie spontaniczne nauczenie się handlu. W indonezyjskiej świątyni Uluwatu na wyspie Bali od kilku dekad makaki kradną turystom rozmaite drobne „fanty” i z czasem nauczyły się, że przedmioty szczególnie cenne są w stanie wymienić za pożywienie. Młode są ponadto przyuczane do procederu, co oznacza, że ma on charakter kulturowy.

Dorosłe makaki, wychowywane w takim szczególnym środowisku, potrafią już bezbłędnie wydedukować, że telefon komórkowy jest dla człowieka cenniejszy od klapka albo chusty. Występuje wyraźna preferencja: małpa, która ma do wyboru jeden lub drugi przedmiot, częściej wybiera ten cenniejszy, a gdy już kradzież się uda, wymaga liczniejszego/smaczniejszego pokarmu na wymianę, według bardzo konsekwentnie przestrzeganej sekwencji. Badacze wyróżnili 6 klas przedmiotów, które wydają się traktowane przez makaki jako posiadające różną wartość. Oto one, wymienione w kolejności od najmniej cennych do najcenniejszych: 1) futerały/pojemniki/puste torby; 2) akcesoria (spinka do włosów, breloczek), 3) nakrycia głowy; 4) obuwie; 5) okulary; 6) sprzęt elektroniczny i portfele. Makaki odtworzyły więc spontanicznie – i trzeba przyznać, bardzo umiejętnie, ludzką hierarchię ważności przedmiotów, a ponadto spontanicznie nauczyły się wymieniać przedmioty dla nich bezużyteczne na pożywienie, tym samym wnosząc wkład do długiej debaty na temat ewolucyjnych korzeni idei pieniądza.

¹ https://www.nature.com/articles/s41586-020-03153-z.
² https://science.sciencemag.org/content/371/6533/eabc8881.
³ https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2019.0677.