GIF-Billede: Jim Cooke/Gizmodo
Som arter, vi har meget lidt til fælles med bier, frugt fluer og biller. Bugs er så fremmede for os, at det er svært at vide, præcis hvordan de oplever verden. De føler smerte? Gør de oplever glæde? Hvad er sex for dem? Skal de nyde det på nogen måde—fysisk eller på anden måde?
I denne uge på Giz Spørger, spurgte vi neuroforskere, biologer, og etymologists til at hjælpe os med at forstå, hvad det vil sige at være en liderlig insekt. Vi fandt ud af, at verden af insekt sex er mystisk, fascinerende og til tider foruroligende som helvede.
David J. Anderson
Professor i Biologi, Direktør for Tianqiao og Chrissy Chen Institut for Neurovidenskab, Caltech
Det er ikke muligt at vide, om insekter “føler” smerte, frygt, etc. fordi følelsen kræver en bevidst oplevelse, og vi ved ikke om insekter er bevidst.
Der er nogle beviser for, at parringen kan tjene som en reinforcer for bananfluer. Det er blevet vist, at mandlige flyver foretrækker en lugt, at de lugtede, og samtidig parring med en hun, over en ukendt lugt. Om der virkelig betyder, at fluer “, som” køn, (dvs., at sex giver en livsnyder belønning), eller blot, at de dannede en Pavlovsk lært association mellem lugt og kvindelige feromoner, er noget, vi er i øjeblikket forsøger at undersøge.
Monica Dus
Adjunkt, Institut for Molekylære, Cellulære og Developmental Biology, University of Michigan
Det er svært at besvare, fordi vi ikke taler flyve eller spider eller endda mus eller aber. Vi ved ikke, hvordan de føler, vi kan måle deres adfærd i ganske objektive og kvantitative metoder, men det er deres adfærd, ikke deres følelser.
Selv hvis vi tager udgangspunkt i ansigtsudtryk (svært at gøre i insekter!), alt, hvad vi kan sige er, at i mennesker, som udtryk korrelerer med en god følelse, og at der, hvis et andet dyr har de samme, det er sandsynligt, at de også kunne lide/elske/hade/blank på den måde, men selv med de dyr, vi er mest sammen,” vores hunde (mine er opkaldt Cupcake, Drysser og Brioche), at vi ofte gætter på, deres følelser galt, som Alexandra Horowitz ‘ s undersøgelser om skyld vis.
Hvad kan jeg sige med sikkerhed, er, at bananfluer, insekt vores lab bruger til at forstå genetik af fedme, synes at elske sukker, især mænd—de fleste gange, sødere, jo bedre. Og selv om dette er også en vild spekulation, vores eksperimenter få os til at tænke, at hvis de havde hænder og cookies, så ville de ikke være i stand til at stoppe med at nå til den anden.
W. Daniel Tracey Ph.d.
Linda og Jack Gill Chair, Department of Biology, Indiana University Bloomington
Det er sikkert at antage, at insekter ikke har følelser eller følelser på samme måde, som mennesker har følelser. Insekt hjernen er langt enklere end en menneskelig hjerne, og den evolutionære historie af insekter, der lever i dag, er ganske forskellig fra mennesker. Ikke desto mindre, hjernen insekter, der fungerer ved hjælp af de samme generelle principper som vores egen. I et insekt hjernens neuroner er “wired”, der til sammen udgør kredsløb meget gerne bundkortet af en computer. Insekter besidder næsten alle af den samme neurotransmitter molekyler, såsom dopamin, serotonin, acetylcholin, glutamat og GABA. Mange af de molekyler, der bruges af insekt neuroner for at kontrollere deres aktiviteter er de samme som dem, der anvendes af vores neuroner. David Anderson på Caltech er en fortaler for argumentet om, at insekter har følelser, tilstande, eller hvad han kaldte “følelser primitiver.” Jeg er enig i denne idé.
Når det kommer til smerter, har insekter sensoriske neuroner, der registrerer potentielt skadelige varme og mekaniske stimuli. Disse neuroner er kaldet nociceptorer. Disse smerter sensing neuroner udløser defensive adfærdsmæssige reaktioner i insekt. Et velkendt eksempel opstår i larver af bananfluer. Aktivering af disse neuroner danner et bølgende flugt reaktion. Disse smerter sensorer beskytter larverne fra møder med rovdyr som kvindelige hvepse, at pierce larverne med en skarp æg om orgel. Hvis wasp lykkes for at lægge sine æg inde larverne så wasp-larve vil fortære fly larve indefra og ud, og en hveps, vil blive produceret snarere end en flue. Så den flyve larve smerte sensing neuroner kan have udviklet sig til at beskytte dem mod angreb af disse specifikke hvepse.
Insekter har kendt evner til at danne positive minder. Honningbier at fouragere på blomster modtage et positivt givende oplevelse fra den søde smag af sukker i blomster, som de besøger. Honningbierne kan lære at associere lugt, og farven på blomsten med sukker belønning. Kan de selv huske den tid af dagen, at en bestemt blomst, som producerer sin nektar. De kan også kommunikere denne information til andre medlemmer af bikuben.
Til min viden, det vides ikke, om eller ikke seksuel oplevelse er givende for insekter. Der er sikkert mange dramatiske eksempler på betydningen af køn for insekter. Døgnfluen lever det meste af sit liv i sin larvestadiet i floder og vandløb, og når det fremstår som en voksen flyve den voksne mand flyve liv for bare et par dage, og aldrig feeds. Hans eneste formål er at finde en hun at parre sig med, før han dage.
Mens vi ikke ved så meget om glæden ved sex for insekter, vi vide noget om de negative aspekter af afvisning. Mandlige bananfluer, der er afvist af potentielle partnere synes at danne en “negativ” til minde om, at afvisning. Disse fluer udføre en kompliceret frieri ritual for at tiltrække kvindelige hjælpere. Hannerne jager hunnen, slikke den kvindelige kønsorganer (nok til at gøre sikker på, at hun er af den rette art og til at teste, om hun er jomfru), og de spiller en frieri sang af vibrerende deres vinger. Hvis hunnen er ikke modtagelig for forskud på den mand han vil huske denne afvisning, og han vil derefter blive spærret fra yderligere forsøg på frieri i flere timer. Dette er sandsynligvis et evolutionært fordelagtigt strategi, da det forhindrer mand fra at spilde sin tid på at bejle til de samme uimodtagelige kvindelige og til at flytte for at finde en anden. Der er endnu en undersøgelse, der opdagede, at mandlige bananfluer har en tendens til at drikke mere alkohol, når de er gentagne gange afvist af kvinder.
Derek A. Woller
Entymologist, Sang Laboratory of Insect Systematics and Evolution ved Texas A&M University
Kort svar? Tvivlsomt. Det hele afhænger af, hvordan du definerer den fornemmelse af glæde og dens forbindelse til følelser, som typisk er henvist til hvirveldyr, især os, selvfølgelig.
Dette spørgsmål binder godt til en mere fælles spørgsmål, som entomologists bliver ofte spurgt om, hvorvidt eller ikke insekter til at føle smerte. Jeg er på den side af “flere observationer, der er nødvendige”, fordi, ganske enkelt, insekter, er ekstraordinært fremmede på et utal af måder i forhold til hvirveldyr oplevelse.
Jeg har haft mulighed for (fornøjelsen er sikkert alt for stærkt et ord) til at observere et væld af sexet grasshopper interaktioner (aka copulations), og jeg har endnu til at se nogen reaktioner fra begge parter, der er involveret, at jeg ville definitivt at klassificere som “nydelse” er mindst lige så langt som den måde, vi mennesker oplever det samme vidunderlige koblinger.
Sagt på en anden måde, her er, hvad den mandlige-kvindelige interaktion sikker på, synes mig, efter at have set masser o’ parring i de mange arter, jeg studerer, der bor i den sydøstlige USA: Mand: “Ah-ha! Fandt dig! Nu, jeg vil ride dig som en bucking bronco over det hele, indtil du roligt ned og lad mig holde det i dig. Hey, du skal ikke sparke mig, ikke sparke mig—du ønsker dette, jeg sværger!” Kvinde: “Wow, hvor ville du så komme fra?! Du er ikke den, jeg ønskede, i hvert fald ikke medmindre du kan overleve alle….DETTE [provenuet til thrash, hoppe over det hele, og sparke vildt på hendes voldsmand]! Okay, okay, bare gå videre og gøre det allerede. Jeg har fået planter til at spise og andre fyre til at vente på.” Så kan du se, interaktion kan være ganske antagonistiske, hvilket naturligvis betyder ikke, det er ikke behageligt, men det synes ikke, at en vej fra, igen, et fælles menneskeligt perspektiv.
Jeg har fundet mikro-strukturer på aedeagus (fancy udtryk for det komplekse penis analog) i nogle af de grasshopper arter, jeg studerer. En hypotese er, at disse anvendes til at stimulere en kvinde til at være mere modtagelige for fuldt parring når de mandlige kraftigt skær sig ind i hendes vaginale åbning. Naturligvis, masser af yderligere dokumentation er nødvendig for at bestemme den faktiske funktion af disse strukturer, men hvis vaginal stimulation er deres funktion, det kan hævdes, at den kvindelige s reaktion på denne stimulus er beslægtet med vores opfattelse af nydelse, da hun beslutter sig for at tillade en mand at parre sig med hende. Efter denne accept, at hun ofte falder til ro betydeligt, hvilket giver mulighed for en forholdsvis lang proces, hvor den mandlige overfører en lang pakke af sædceller (aka en spermatophore) til det kvindelige.
Bottom line svar: en kedelig “måske”, men det understreger behovet for en mere nuanceret og kreative undersøgelser at indhente yderligere oplysninger om, hvordan insekter (og hvirvelløse dyr, i almindelighed) opfatter vores fælles verden. De er helt sikkert mærkeligt, som gør dem endnu mere fascinerende og sjovt at arbejde med, i min ganske vist-i yderområderne mening. Være en entomologist: se verden og studere skøre og bizarre ting! Masser af plads, gælder i dag!
Edgar T. Walters, Ph. D.
Professor i Integrativ Biologi og Farmakologi, McGovern Medicinsk Skole på UTHealth
Gøre insekter til at føle? Et par hurtige svar:
1) Måske, men filosoffer har argumenteret for, at afgørende svar er umuligt, hvis man inkluderer bevidsthed i definitionen af “føle”.
2) Ikke ligesom mennesker (deres hjerner og adfærd, kunne ikke være mere forskellige), selv om de sikkert vise et par adfærdsmæssige træk, som folk ofte tage som tegn på følelse (fx, ophidselse ved seksuel stimuli – normalt feromoner, eller forholdsvis langvarige defensive ophidselse i nogle insekter efter skade).
3) Måske ikke, fordi stærke udvalg pres for udviklingen af bevidsthed i insekter er ikke klart, i det mindste ikke i denne videnskabsmand. Ville insekter, der havde mutationer fremme bevidsthed være tilbøjelige til at have mere reproduktiv succes end andre insekter? Hvis ikke, nogen bevidst fornemmelse i dagens insekter vil være et biologisk uheld snarere end et produkt af den naturlige udvælgelse. Jeg tvivler på, at det var udvalgt til under insekt evolution.
Nathaniel J. Himmel
Grad Studerende Forsker, Neuroscience Institute, Georgia State University
I det mindste, vi kan sammenligne, hvad insekter gøre, hvad hvirveldyr, pattedyr, eller måske mennesker, når de—eller vi—er meningen, for at opleve smerte.
Insekter i virkeligheden de fleste, hvis ikke alle, dyr (og måske nogle andre former for liv!)–forstand og reagere på skadelige, potentielt skadelige stimuli. Vi kalder denne evne nociception.
For en række årsager, Drosophila melanogaster (bananfluen) er måske den mest grundigt undersøgte arter af insekter. Vi ved, at flyve larver kontrakt—kradser deres krop op—i reaktion på skadelige koldt. De har også rulle i reaktion på skadelige, høje temperaturer og skadelige mekaniske stimulering (jagende, vigtigst af alt). Voksne ligeledes gøre bevægelser for at undgå skadelige temperaturer.
Disse adfærdsmønstre næsten helt sikkert tjene nogle formål—i tilfælde af rullende, vi mener, at det er en adfærd, der udviklede sig som en beskyttende reaktion på parasitoid hvepse. Disse hvepse lægger deres æg i flyve larver, som wasp larver vokse, de spiser, de flyve fra indersiden og ud. Ved rullende mod kilden af en skadelige mekaniske stimuli, flyve larver har en chance for sammenfiltring op, eller måske for at bryde ud, skarpe, nåle-lignende ovipositor af aggressive hvepse, for derved at undgå at blive spist!
Disse slags beskyttende reaktioner er ikke bare frugt flyve-specifikke, enten. For eksempel ved vi, at elektriske stød, skadelige, høje temperaturer, og skadelige mekaniske stimuli, der fremkalder en aggressiv “sting udvidelse svar” i honning bier, og at skadelige mekaniske stimuli, der fremkalder en såkaldt “drejede” og slående adfærd i larval møl af de arter, Manduca sexta. Hvad jeg finder mest interessant, er ikke disse former for adfærd, som i sig selv kan være arter, som er helt unikke. Snarere, det er den neurale kredsløb, og de molekylære mekanismer, der ligger bag disse nociceptive systemer, og deres lighed med vores.
De sensoriske neuroner, der formidler flyve larve nociception har en vis lighed med vores (mest specifikt, hvirveldyr-C-fiber nociceptorer)—de spiller lignende sensoriske roller, de ser ens ud (nøgen dendritiske fremskrivninger til epidermis), og de er unmyelinated. Mere interessant, at nogle af de molekylære maskiner, der er på arbejde i disse neuroner ser ud til at være evolutionært konserverede mellem bananfluer og hvirveldyr (herunder mennesker). Transient receptor potential (TRP) kanaler, der er vigtige spillere i hvirveldyr nociception, og vi kender flere, der er bevaret, og udføre lignende roller, i flyver. Der er en voksende mængde af beviser, der gør dette ligeledes tilfældet for for anoctamin familie-kanaler. Som før, dette synes ikke at være helt begrænset til bananfluer; i det mindste i tilfælde af honning bier, vi ved, at de er udtryk for en for specifikke TRP-kanal, der har været impliceret i nociception.
Det er ikke til at sige, at vi er alle de samme, selv om. Ved første øjekast, det virker ikke, som om skaden stopper mange insekter fra at fortsætte med at bevæge sig, foder, eller mate normalt. I det mindste, jeg er ikke sikker på, at der er meget, der tyder på det. For eksempel, jeg tror ikke, det er klart, at hvis de kan gå ind for en skadet ben for at lindre enhver form for smerte, de føler sig måske (selv, hvis vi ønsker at gøre det mere kompliceret, kan vi overveje, at nogle af krebsdyr, især caridean rejer, vise øget grooming efter skade).
Men, lad os bare mener, at ovenstående er sandt,–lad os antage, at skade, i insekter, ikke informere eller forårsage de samme slags langsigtede kognitive og adfærdsmæssige reaktioner, som vi kan se i mennesker. Dette kan være en form for dokumentation for, at de ikke føler sig eller reagere på smerte på samme måde, som vi gør. Men… hvad så? Jeg kan lide, hvad Daniel Dennett har at sige om dyrs bevidsthed: “Bevidstheden er ikke en sort eller hvid, alt-eller-intet type fænomen, som ofte antaget.”
Har du et spørgsmål til Giz Spørger? E-mail til os på tipbox@gizmodo.com.