Jalkapalloilevat kimalaiset hämmästyttävät maailmalla – suomalaistutkija onnistui opettamaan hyönteisille pelisäännöt

Laajaa kansainvälistä huomiota saanutta hyönteisten älykkyyttä selvittävää tutkimusta jatketaan nyt Suomessa, ja aiempaa kovemmalla vaatimustasolla.

hyönteiset
Kimalainen vetää palloa perässään testiareenalla.
Oulun yliopistossa tutkitaan hyönteisten älykkyyttä kimalaisten avulla. Videolla näet kimalaisten pallonhallintataitoja ja sen kuinka niiltä onnistuu yhteistyö.

OuluTutkijatohtori Olli Loukola on vähän kuin valmentaja. Hän seuraa tiiviisti tapahtumia kentällä, ja tekee muistiinpanoja, kun pelaajat numerot selässään opettelevat uusia taitoja. Ihan tavallista ei kuitenkaan ole se, että Loukolan treenattavat ovat kimalaisia.

Loukola on jo aiemmin opettanut kontukimalaiset pelaamaan jalkapalloa ja vetämään köyttä. Nyt hän tutkii Oulun yliopistossa yhdessä tutkijaryhmänsä kanssa sitä, miten kimalaiset oppivat sääntöjä ja osaavatko ne tehdä yhteistyötä keskenään.

Aiemmin Loukola työskenteli Lontoossa Queen Maryn yliopistossa. Hän oli mukana työryhmässä, jonka viime vuonna Science-lehdessä (siirryt toiseen palveluun) julkistettu tutkimus kimalaisten älykkyydestä sai suuren kansainvälisen huomion (siirryt toiseen palveluun) (BBC). Palloilevia kimalaisia ihmeteltiin (siirryt toiseen palveluun) (Guardian) ympäri maailman (siirryt toiseen palveluun) (New York Times).

Nyt tutkimukselle on tulossa jatkoa, kun kimalaiset on pantu opettelemaan aiempaa vaativampia tehtäviä.

Kimalaisten Messi

Tutkittavat kimalaiset ovat saapuneet postipakettina laboratorioon edellisenä päivänä. Aktiivisimmat työläiset on ehditty merkitä numeroin, mutta muuten tulokkaita ei ole treenattu ennalta. Ne oppivat kuitenkin hämmentävän nopeasti oikean toimintatavan.

Kohta jotkut yksilöt kiskovat palloa maaliin yhä uudelleen areenalle päästyään. Loukola innostuu tekemään vertauksen argentiinalaisjalkapalloilijaan.

– Numero 38 on uusi Messi, hän virnistää annostellessaan ruiskusta sokerivettä maalintekijälle.

Viime vuonna julkaistussa tutkimuksessa kimalaiset opetettiin vierittämään pallo merkitylle alueelle sokerivesipalkinnon saamiseksi. Enää pelkkä maalinteko ei riitä.

Olli Loukola tutkii kimalaispesää Oulun yliopiston kimalaislaboratoriossa
Tutkimuksen alussa kimalaispesästä etsitään aktiivisimmat yksilöt. Ne saavat selkäänsä pelinumeron, jolla ne voidaan erottaa toisistaan eri tehtävien aikana. Tutkijatohtori Olli Loukola näyttää videolla, miten kimalaiset saavat numerot selkäänsä.

Uudessa testissä kimalainen on sinisellä peliareenalla, jossa on kaksi palloa, sininen ja keltainen. Kun sinisen pallon vierittää keskelle, saa palkinnoksi sokerivettä. Keltainen pallo ei tuo palkintoa.

Koetta vaikeutetaan vaihtamalla peliareena keltaiseksi. Samalla vaihtuu palkinnon tuova pallo. Sinisen maaliin vierittämisestä ei enää palkita, vaan keltainen pallo tuo sokeripalkinnon. Lopulta peliareena vaihtuu punaiseen ja pallojakin tulee vielä yksi lisää. Lopuksi testataan, ymmärtävätkö kimalaiset, että nyt punainen pallo tuo palkinnon, ei sininen tai keltainen.

Kuulostaako sekavalta? Ehkä, mutta kimalaiset ovat kuitenkin oppineet pelin idean. Tarkkoja tutkimustuloksia Loukola ei halua vielä paljastaa, sillä niitä valmistellaan myöhempää julkaisua varten.

– En kerro vielä kaikkia tuloksia, kun niitä ei ole julkaistu, mutta kyllä ne oppivat eri värejä. Vielä en paljasta sitä kuinka hyvin ne oppivat, ja onko tulos kuinka yleistettävä.

Kimalainen pyörittää punaista palloa samanvärisellä pelialustalla.
Kimalaisten pitää pystyä oppimaan uusissa kokeissa pelisääntöjä. Pelikentällä on useampia erivärisiä palloja, joista vain pelikentän värinen tuo palkinnoksi sokerivettä. Esimerkiksi tässä kokeessa juuri punainen pallo tuo palkinnon, kun kimalainen saa kuljetettua sen keskellä olevalle maalialueelle.Olli Loukola

Yhteistyö on voimaa

Pallopelin lisäksi testissä ovat kimalaisten yhteistyötaidot. Niiden täytyy työskennellä yhdessä, jotta sokerivettä sisältävän tekokukan päällä olevaa palikkaa saadaan siirrettyä.

Olli Loukolan mukaan tässäkin mitataan ymmärryksen tasoa. Pesässä kimalaisten elämä perustuu yhteispeliin, mutta ravintoa hakiessaan ne toimivat yksin, sillä samalle kukalle tuleva lajitoveri on kilpailija. Laboratorio-olosuhteissa pystytään testaamaan, oppivatko ne tekemään yhteistyötä kun on pakko.

Myös tämän testin tulokset ovat vielä raportointivaiheessa, mutta kimalaiset ovat jo yllättäneet tutkimusryhmän, Loukola sanoo.

– Tässäkään tapauksessa en paljasta vielä lopullisia tuloksia, mutta kyllä ne oppivat tekemään yhteistyötä ravinnonhankintakontekstissa. Sekin on ällistyttävä löydös sinänsä, että laji, joka ei luonnossa käytä yhteistyötä, pystyy sen oppimaan laboratorio-olosuhteissa.

Hyönteisten aivoituksia tunnetaan huonosti

Tutkimukselle on tilausta, sillä hyönteisten älykkyydestä ei tiedetä vielä paljoakaan.

Olli Loukolan mukaan kimalaisten aivoitusten perusteellisemmasta tuntemisesta olisi hyötyä esimerkiksi tekoälyn kehittämisessä tai kun halutaan ymmärtää paremmin ihmisen aivojen toimintaa. Tällöin on hyvä lähteä liikkeelle vähän yksinkertaisemmista aivoista, Loukola sanoo.

– Hyönteisiä on pidetty hyvin tiukasti geneettisesti ohjelmoituina, ikään kuin käyttäytymisrobotteina, jotka eivät kykene joustavaan päätöksentekoon. Me olemme nyt näyttäneet, että se ei olekaan ihan niin.

Monien yhdyskuntahyönteisten, kuten mehiläisten ja muurahaisten, taidoista on tunnettu jo pitkään esimerkiksi hämmästyttävän tarkka navigointikyky. Mehiläiset osaavat lisäksi tanssin (Waggle dance, Youtube (siirryt toiseen palveluun)) avulla välittää tietoa hyvistä mesipaikoista eteenpäin toisille pesän yksilöille.

Jos testaisimme jotain, mitä ne luonnossakin tekevät, se ei välttämättä kertoisi mitään älykkyydestä.

Olli Loukola

Tuoreissa tutkimuksissa on huomattu, että kimalaiset osaavat käyttää myös työkaluja ja siirrellä esteitä ruokaa saadakseen, Loukola sanoo.

– Onhan se nyt ainakin omasta mielestä aivan älyttömän mielenkiintoista, että kimalaisen nuppineulanpäätä pienemmät aivot voivat tuottaa älyttömän monimutkaisia päätelmiä. Ne pystyvät myös oppimaan tehokkaasti.

Kimalaiselle näytetään mallilla kuinka kentällä tulisi toimia
Kimalaiset oppivat myös mallista. Olli Loukolalla on kädessään mehiläismalli, jolla peliareenalla olevalle mehiläiselle näytetään mallisuoritus oikean pallon kuljettamisesta pelialueen keskelle.Hanna Juopperi / Yle

Vaikka kimalaiset oppivat uutta, on niiden muisti kuitenkin lyhyt. Uusi taito unohtuu muutamassa päivässä, jos sitä ei pidetä yllä. Pienten aivojen on siis turha tallettaa kätköihinsä sellaista, jolle ei ole jatkuvaa käyttöä. Tutkijaryhmänkin on pitänyt tottua siihen, että tutkimusten ollessa käynnissä pitkiä viikonloppuja ei vietetä, sillä muutaman päivän tauon jälkeen kimalaisten kikkapankki on tyhjentynyt.

Kiinnostavia, ei-luonnollisia testejä

Kimalaisten älykkyyttä ja oppimista mittaavat testit ovat helposti lähestyttäviä ja suurta yleisöä kiinnostavia. Mediahuomio palvelee tutkimusta, mutta se ei ole syy siihen, miksi testit ovat nykyisenlaisia, Loukola sanoo. Kokeiden täytyy olla kimalaisille täysin vieraita.

– Jos testaisimme jotain, mitä ne luonnossakin tekevät, se ei välttämättä kertoisi mitään älykkyydestä. Tehtävän täytyy olla jotain täysin uutta, jotta pääsemme kiinni siihen, mitä ne oikeasti kelailevat.

Loukola myöntää, että toki tutkijaryhmänkin kannalta on mukavampaa, kun testit ovat mahdollisimman mielenkiintoisia.

Täpinätanssi

Vaikka nykyiset tutkimukset ovat vielä raportointivaiheessa, haluaisi Olli Loukola jatkaa kimalaisten älykkyyden tutkimista. Hänen mielestään tähän mennessä on raapaistu vasta pintaa. Seuraavaksi voisi kiinnostaa kimalaisten akustinen viestintä.

Kimalaiset eivät tanssi samalla tavalla kuin mehiläiset, mutta se miten ne kommunikoivat keskenään, olisi Loukolan mukaan mielenkiintoista selvittää.

Hän kutsuu kimalaisten tanssia “täpinätanssiksi”. Se ei ole yhtä informatiivinen kuin mehiläisten "Waggle Dance", mutta täpinätanssiessaan ne kertovat löydöistään eteenpäin lajitovereilleen.

Vaikuttaa siis siltä, että Loukolan palloa pelaavat kimalaiset pääsevät ehkä seuraavaksi tanssitunneille.