Ruồi giấm có thể phân biệt số lượng

Đếm số lượng là một kỹ năng thiết yếu ở nhiều loài động vật, dù là xem xét số cá thể trong một nhóm, số cành khô trong một tổ hoặc số quả trên một nhánh cây. Nhưng chúng ta vẫn chưa hiểu rõ cách các mạch thần kinh của chúng hoạt động như thế nào. Do đó, Mercedes Bengochea và đồng nghiệp tại Viện Não Paris đã phát triển một mô hình nhận thức số ở ruồi giấm. Kết quả này được công bố trên tạp chí Cell Reports.

Ruồi giấm.

Trong thế giới động vật, chúng không cần phải học một hệ thống số (chẳng hạn như hệ ghi số Ấn Độ – Ả Rập từ 0-9) để có thể đếm. Chúng liên tục sử dụng thông tin về số lượng từ môi trường để ra quyết định. Việc ước tính số lượng cá thể trưởng thành trong một nhóm cạnh tranh trước khi tham gia vào cuộc xung đột, lượng thức ăn có sẵn ở một địa điểm khó tiếp cận hoặc số lượng bạn tình tiềm năng trong một lãnh thổ mới là điều cần thiết để sống sót và sinh sản. Kỹ năng này có thể đạt đến mức độ tinh tế đáng kinh ngạc, ví dụ như một số loài kiến tự định hướng trong sa mạc bằng cách ước tính số bước cần thiết để đến đích.

Các nhà nghiên cứu đã đặt những con ruồi giấm Drosophila melanogaster trong một khu vực gọi là “đấu trường Buridan” để chúng tiếp xúc với các kích thích thị giác: trong trường hợp này là hai nhóm vật thể có số lượng khác nhau. Sau đó, họ xác định xem loài côn trùng này ưa thích nhóm nào bằng cách đo thời gian chúng dành để kiểm tra mỗi nhóm.

Kết quả cho thấy, ruồi giấm lại gần lâu hơn với nhóm chứa 3 vật thể so với nhóm chỉ có 1 vật thể – bất kể kích thước của các vật thể hoặc tổng khối lượng thể tích mà nhóm vật thể này chiếm cứ. ‘Khẩu vị’ này được duy trì khi chúng phải lựa chọn giữa hai nhóm: chứa 2 hoặc 4 vật thể; và chứa 2 hoặc 3 vật thể. “Tuy nhiên, những con ruồi không thể phân biệt giữa các nhóm chứa 3 và 4 vật thể. Có vẻ như tỷ lệ giữa hai số này không đủ để chúng nhận thấy sự khác biệt. Mặt khác, chúng có thể rất dễ dàng so sánh một nhóm 4 và một nhóm 8 vật thể, tức tỷ lệ gấp đôi”, Mercedes Bengochea giải thích. Có nghĩa là với ruồi giấm, tỷ lệ giữa các đại lượng phải đủ rõ ràng để chúng có thể cảm nhận. 

Các nhà nghiên cứu liên tiếp “tắt” các khu vực khác nhau trong não của côn trùng để ngăn chặn tín hiệu truyền tại các khớp thần kinh và nhận thấy hoạt động của tế bào thần kinh LC11 – tức tế bào thần kinh nằm ở cột tiểu thùy số 11 trong thùy thị giác – cần thiết để ruồi giấm phân biệt các nhóm vật thể khác nhau.

Trong thí nghiệm thứ hai, họ cố gắng dạy côn trùng đi ngược lại khuynh hướng tự nhiên thích số lớn của chúng bằng cách đặt một ít đường cạnh nhóm vật thể có số lượng ít nhất. Trong giây lát, nhờ sự hấp dẫn của thức ăn, họ đã khiến ruồi giấm thích số nhỏ. Nhưng khi tế bào LC11 bị bất hoạt, côn trùng không còn thể hiện bất kỳ sở thích nào nữa. Điều này xác nhận, để so sánh số lượng, cần phải có các tế bào thần kinh LC11.

LC11 cũng tham gia vào hành vi xã hội của ruồi giấm: chúng được kích hoạt khi côn trùng phải điều chỉnh chiến lược phòng thủ theo số lượng đồng loại bay gần đó. “Chúng tôi tin rằng khả năng đánh giá số lượng đóng vai trò thiết yếu trong quá trình tiến hóa của động vật không xương sống”, Bassem Hassan, người đứng đầu nhóm phát triển não bộ giải thích. “Các giải pháp nhận thức mà côn trùng sử dụng để ‘đếm’ rất đơn giản. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong một mô hình tính toán của máy tính, một vài tế bào thần kinh nhân tạo là đủ để thực hiện một nhiệm vụ liên quan đến số”.

Ruồi giấm sẽ không bao giờ giúp con người làm kế toán. Tuy nhiên, giống như các loài côn trùng khác, chúng ta thường đánh giá thấp khả năng nhận thức và sự tinh tế trong hành vi xã hội của chúng. Đó là một sai lầm thậm chí còn đáng tiếc hơn bởi nếu không có chúng, sự hiểu biết của chúng ta về bộ não con người sẽ vẫn còn cực kỳ hạn chế.

Trang Linh lược dịch

Nguồn:

https://institutducerveau-icm.org/en/actualite/one-two-many-lots-fruit-flies-can-discriminate-between-numerical-quantities/

Tác giả