La cognición de los insectos describe las capacidades mentales y el estudio de esas capacidades en los insectos . El campo se desarrolló a partir de la psicología comparada , donde los primeros estudios se centraron más en el comportamiento animal . [1] Los investigadores han examinado la cognición de los insectos en abejas , moscas de la fruta y avispas . [2] [3]
Las preguntas de investigación consisten en experimentos destinados a evaluar las habilidades de los insectos como la percepción, [4] las emociones [1] [5] la atención, [3] la memoria (nido múltiple de avispas), [1] la cognición espacial, [1] [6] el uso de herramientas, [3] la resolución de problemas, [3] y los conceptos . [3] [7] A diferencia del comportamiento animal, el concepto de cognición grupal juega un papel importante en los estudios sobre insectos. [7] [8] [9] Se plantea la hipótesis de que algunas clases de insectos como las hormigas y las abejas piensan con una cognición grupal para funcionar dentro de sus sociedades; [8] [9] estudios más recientes muestran que la cognición individual existe y juega un papel en la tarea cognitiva grupal general. [5]
Los experimentos de cognición de insectos han sido más frecuentes en la última década que antes. [3] Es lógico que la comprensión de las capacidades cognitivas como adaptaciones a diferentes nichos ecológicos bajo la Facultad cognitiva por especie al analizar los comportamientos, esto significa ver los comportamientos como adaptaciones al entorno de un individuo y no ponderarlos como más avanzados en comparación con otros individuos diferentes. [10]
Los insectos habitan en muchos entornos diversos y complejos en los que deben encontrar alimento. La cognición determina cómo un insecto llega a encontrar su alimento. Las capacidades cognitivas particulares que utilizan los insectos para encontrar alimento han sido el foco de mucha investigación científica. [11] Los insectos sociales son a menudo sujetos de estudio y se ha descubierto mucho sobre la inteligencia de los insectos mediante la investigación de las habilidades de las especies de abejas . [12] [3] Las moscas de la fruta también son sujetos de estudio comunes. [13]
A través del aprendizaje, los insectos pueden aumentar su eficiencia de búsqueda de alimento, disminuyendo el tiempo que pasan buscando comida, lo que les permite invertir más tiempo y energía en otras actividades relacionadas con la aptitud física , como la búsqueda de pareja o huéspedes. [14] Dependiendo de la ecología del insecto, se pueden utilizar ciertas señales para aprender a identificar fuentes de alimento más rápidamente. A lo largo del tiempo evolutivo, los insectos pueden desarrollar sesgos de aprendizaje evolucionados que reflejen la fuente de alimento de la que se alimentan. [15]
Los sesgos en el aprendizaje permiten a los insectos asociar rápidamente características relevantes del entorno que están relacionadas con la comida. Por ejemplo, las abejas tienen una preferencia no aprendida por los patrones radiales y simétricos, características comunes de las flores naturales que las abejas buscan como alimento. [16] Las abejas que no tienen experiencia en la búsqueda de alimentos tienden a tener una preferencia no aprendida por los colores que un buscador experimentado aprendería más rápido. Estos colores tienden a ser los de las flores altamente gratificantes en ese entorno en particular. [17]
Además de las señales más típicas como el color y el olor, los insectos pueden usar el tiempo como una señal para buscar alimento. [18] El tiempo es una señal particularmente importante para los polinizadores . Los polinizadores buscan alimento en flores que tienden a variar de manera predecible en el tiempo y el espacio, dependiendo de la especie de flor, los polinizadores pueden aprender el momento de la floración de las especies de flores para desarrollar rutas de búsqueda de alimento más eficientes. Las abejas aprenden en qué momentos y en qué áreas los sitios son gratificantes y cambian su preferencia por sitios particulares según la hora del día. [19]
Se ha demostrado que estas preferencias basadas en el tiempo están vinculadas a un reloj circadiano en algunos insectos. En ausencia de señales externas, las abejas seguirán mostrando un cambio en la preferencia por una recompensa en función del tiempo, lo que implica fuertemente un mecanismo interno de control del tiempo, es decir , el reloj circadiano, en la modulación de la preferencia aprendida. [18]
Además, las abejas no solo pueden recordar cuándo un sitio en particular es gratificante, sino que también pueden recordar en qué momentos varios sitios diferentes son rentables. [19] Algunas especies de mariposas también muestran evidencia de aprendizaje de tiempo y lugar debido a su comportamiento de búsqueda de alimento en líneas de trampas . [20] Esto es cuando un animal visita constantemente los mismos sitios de búsqueda de alimento de manera secuencial a lo largo de varios días y se cree que es indicativo de una capacidad de aprendizaje de tiempo y lugar.
Los insectos también son capaces de realizar innovaciones conductuales. La innovación se define como la creación de un comportamiento aprendido nuevo o modificado que no se había encontrado previamente en la población. [22] Las capacidades innovadoras se pueden estudiar experimentalmente en los insectos mediante el uso de tareas de resolución de problemas. [23] Cuando se les presenta una tarea en la que deben tirar de una cuerda, muchos abejorros no pueden resolverla, pero unos pocos pueden innovar la solución. [21]
Aquellos que inicialmente no pudieron resolver la tarea pueden aprender a resolverla observando a una abeja innovadora resolverla. Estos comportamientos aprendidos pueden luego propagarse culturalmente a través de las poblaciones de abejas. [21] Estudios más recientes en insectos han comenzado a observar qué rasgos ( por ejemplo, la tendencia exploratoria) predicen la propensión de un insecto individual a ser un innovador. [24]
Los insectos pueden aprender sobre los sitios de alimentación a través de la observación o la interacción con otros individuos, lo que se denomina aprendizaje social. Esto se ha demostrado en los abejorros. Los abejorros se sienten atraídos por las flores que les dan recompensa más rápidamente si están ocupadas por otros abejorros y aprenden más rápidamente a asociar esa especie de flor con la recompensa. [25] Ver a un congénere en una flor mejora las preferencias por flores de ese tipo. Además, los abejorros dependerán más de las señales sociales cuando una tarea es difícil en comparación con cuando una tarea es sencilla. [26]
Las hormigas muestran a sus congéneres los sitios de alimentación que han descubierto en un proceso llamado carrera en tándem . Esto se considera un caso raro de enseñanza, una forma especializada de aprendizaje social, en el reino animal. [27] La enseñanza implica interacciones constantes entre un tutor y un alumno y el tutor normalmente incurre en algún tipo de costo para transmitir la información relevante al alumno. En el caso de la carrera en tándem, la hormiga disminuye temporalmente su propia eficiencia de búsqueda de alimento para demostrarle al alumno la ubicación de un sitio de búsqueda de alimento. Este concepto en los humanos sería similar al sistema de aprendizaje .
Los estudios realizados con abejorros han demostrado que algunos insectos muestran los inicios de la cultura acumulativa mediante el acto de refinar comportamientos existentes para convertirlos en formas más eficientes. Los abejorros son capaces de mejorar una tarea en la que deben llevar una pelota a un lugar determinado, un comportamiento aprendido socialmente previamente, utilizando una ruta más óptima en comparación con la ruta que utilizó su demostrador. [28] Esta demostración de refinamiento de un comportamiento existente observado previamente podría considerarse una forma rudimentaria de cultura acumulativa, aunque se trata de una idea muy controvertida. Es importante decir que ha sido difícil demostrar una verdadera cultura acumulativa en los insectos y, de hecho, en todas las especies. Esto requeriría que la cultura se acumulara a lo largo de generaciones hasta el punto en que ningún individuo pudiera generar de forma independiente el comportamiento completo. [29]
Una región cerebral importante y muy estudiada que participa en la búsqueda de alimento de los insectos son los cuerpos en forma de hongo , una estructura implicada en las capacidades de aprendizaje y memoria de los insectos. El cuerpo en forma de hongo consta de dos tallos grandes llamados pedúnculos que tienen proyecciones en forma de copa en sus extremos llamados cálices. La función de los cuerpos en forma de hongo es la integración sensorial y el aprendizaje asociativo. [30] Permiten que el insecto empareje la información sensorial con la recompensa. [30]
Los experimentos en los que se altera la función de los cuerpos en forma de hongo mediante ablación han demostrado que los organismos tienen un comportamiento normal, pero que su aprendizaje es deficiente. Las moscas con cuerpos en forma de hongo alterados no pueden formar una asociación de olores [31] y las cucarachas con cuerpos en forma de hongo alterados no pueden utilizar la información espacial para formar recuerdos sobre ubicaciones. [32] Los fundamentos electrofisiológicos de la cognición en diferentes partes del cerebro de los insectos se pueden estudiar mediante diversas técnicas, incluidas las grabaciones in vivo de estas partes del cerebro de los insectos.
Los cuerpos de los hongos pueden cambiar de tamaño a lo largo de la vida de un insecto. Hay evidencia de que estos cambios están relacionados con el inicio de la búsqueda de alimento, así como con la experiencia de la búsqueda. En algunos himenópteros, los cuerpos de los hongos aumentan de tamaño cuando las nodrizas se convierten en recolectoras y comienzan a buscar alimento para la colonia. [33]
Las abejas jóvenes comienzan como nodrizas, ocupándose de la alimentación y el saneamiento de las larvas de la colmena. A medida que la abeja envejece, experimenta un cambio en sus tareas, de nodriza a recolectora, abandonando la colmena para recolectar polen. Este cambio de trabajo conduce a cambios en la expresión genética dentro del cerebro que se asocian con un aumento del tamaño del cuerpo del hongo. [33]
También se ha demostrado que algunas mariposas experimentan un aumento en el tamaño corporal del hongo que depende de la experiencia. [34] El período de mayor aumento en el tamaño del cerebro generalmente se asocia con un período de aprendizaje a través de experiencias de búsqueda de alimento, lo que demuestra la importancia de esta estructura en la cognición de búsqueda de alimento de los insectos.
Varios taxones de insectos han desarrollado independientemente cuerpos de hongo más grandes. Las demandas de cognición espacial de la búsqueda de alimento se han visto implicadas en casos en los que han evolucionado cuerpos de hongo más sofisticados. [35] Las cucarachas y las abejas, que se encuentran en órdenes diferentes, buscan alimento en un área grande y hacen uso de la información espacial para regresar a los sitios de búsqueda de alimento y lugares centrales, lo que probablemente explica sus cuerpos de hongo más grandes. [36] Contraste esto con un díptero como la mosca de la fruta Drosophila melanogaster , que tiene cuerpos de hongo relativamente pequeños y demandas de aprendizaje espacial menos complejas.
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