Não chưa bằng hạt gạo nhưng loài nhện này đã biết đếm và lập kế hoạch

Hầu hết mọi người thường có xu hướng cho rằng trí thông minh thì tỉ lệ thuận với kích thước não bộ, có nghĩa là nhiều tế bào não hơn thì năng lực cũng tốt hơn. Con người và một số loài vật như tinh tinh, cá heo, tất cả đều có bộ não lớn và được cho là những loài có trí thông minh vượt trội. Mặc định theo truyền thống, chúng ta cho rằng những bộ não có kích thước nhỏ, cấu tạo đơn giản thì không thể thực hiện lập luận trí óc phức tạp.

Phần lớn các loài động vật trên Trái đất khá nhỏ, một phần trong số chúng đã được nghiên cứu bởi các nhà khoa học. Nhưng khi danh sách các loài nhỏ bé này tăng lên nhanh chóng, các nhà khoa học đã phát hiện ra những hành vi thực sự đáng ngạc nhiên.

Bộ não 'hạt tiêu' thông minh

"Có nhiều ý kiến chung cho rằng, bạn cần một khối lượng mô não có độ lớn nhất định nào đó mới có thể thực hiện được các hành vi phức tạp" - Dimitar Dimitrov, một nhà khoa học nghiên cứu về loài nhện và sự tiến hóa tại Bảo tàng Đại học Bergen ở Na Uy, cho biết. “Nhưng tôi nghĩ nhện là một trường hợp ngoại lệ thách thức những ý kiến này. Chúng có bộ não nhỏ nhưng lại có khả năng làm những việc rất phức tạp."

Trong một nghiên cứu về sự đa dạng của loài nhện được công bố trên Tạp chí Entomology năm 2021, cho biết những hành vi của loài nhện được mô tả là mang tính "nhận thức" chứ không đơn thuận chỉ là phản xạ tự động, vốn được xem là khá phổ biến ở loài nhện. Từ loài nhện thợ dệt có thể điều chỉnh cách chúng giăng tơ và dệt lưới dựa trên loại con mồi đang săn, cho đến loài nhện ma có thể học cách gài bẫy con mồi nhờ mùi hương vani, còn rất nhiều điều kỳ diệu xảy ra trong não bộ của nhện.

Fiona Cross, một nhà khoa học nghiên cứu về loài nhện khác ở Đại học Canterbury, Christchurch, New Zealand, cũng cho biết "Kích thước não bộ của động vật không phải là vấn đề gì quá lớn, điều quan trọng là chúng có thể làm được những gì với nó."

Những phát hiện thú vị về loài nhện nhảy

Cross cũng nghiên cứu hành vi của loài nhện nhảy cùng với những đặc điểm về nhận thức của loài nhện. Mặc dù loại nhện nhỏ bé này có não bộ nằm gọn trên đầu của chiếc đinh ghim, không lớn hơn 1 hạt gạo, nhưng Cross và các nhà khoa học khác đều thấy chúng có nhiều khả năng đặc biệt. Có thể so sánh với trí thông minh của những loài có não bộ lớn, như loài chó hay trẻ nhỏ mới biết đi.

Nhà sinh thái học thị giác Nathan Morehouse, người đã nghiên cứu về loài nhện tại Đại học Cincinnati, cho biết: “Nhện nhảy là loài động vật rất thông minh."

Một lý do dẫn đến loài nhện này rất tiến bộ về mặt hành vi là chúng có tầm nhìn sắc bén nhất, nếu so sánh với những loài động vật có kích thước nhỏ thường chỉ dài từ 1mm đến 2,3 cm. Chúng sử dụng sức mạnh của thị giác để tìm kiếm, rình và vồ con mồi, thay cho chiến lược giăng tơ và chờ đợi một bữa ăn vẫn thường thấy ở loài nhện.

Nhà nghiên cứu hành vi động vật Ximena Nelson, người cũng nghiên cứu về nhện nhảy, cho biết: “Chính tầm nhìn đã giải phóng chúng, giúp chúng khám phá môi trường. Khi ở ngoài trời, chúng có khả năng quan sát tốt để nhìn thấy mọi thứ, từ những kẻ săn mồi khác đến con mồi và cả bạn tình từ xa, để đưa ra quyết định trước khi tiếp cận. Theo quan điểm của tôi, đó là điều đã dẫn đến hành vi có tính nhận thức của chúng."

Chiến lược săn mồi thông minh

Nhện nhảy được chứng minh là có thị lực nhạy bén và trí thông minh ấn tượng nhất thuộc chi Portia (chi nhện được tìm thấy ở Châu Phi, Châu Á và Úc). Những con nhện này có sở thích săn những con khác thuộc họ nhà nhện, chúng sẽ có những chiến lược riêng đối với từng con mồi.

Robert Jackson - nhà nghiên cứu nhện nhảy nổi tiếng của Đại học Canterbury - đã phát hiện ra rằng nhiều chiến thuật của họ Portia khá ranh ma. Chẳng hạn, khi săn một một nhóm nhện nhảy khác tên là Euryattu. Khi những con cái họ Euryattus đang xây tổ trong những chiếc lá khô cuộn tròn lơ lửng trong không khí nhờ các sợi tơ bám vào đá hoặc thảm thực vật, thì những con đực bò xuống theo những sợi dây bằng tơ, đứng đầu tổ và lắc lư để thu hút con cái ra khỏi tổ. Loài Portia đã bắt chước sự lắc lư của con đực và dụ con cái vào cuộc phục kích đã giăng sẵn.

Đối với loài Portia, việc tìm ra chiến lược săn mồi phù hợp đặc biệt quan trọng khi chúng truy đuổi những con nhện nhảy khác. Ví dụ để tấn công một con nhện khác đang giăng lưới, Portia đánh lừa con nhện di chuyển đến gần hơn bằng cách tuốt một số sợi tơ trên mạng của nó. Nếu con mồi không quá lớn, Portia sẽ kéo mạng bắt chước một con con trùng bị mắc kẹt trong đó, khiến con nhện khác lao đến và nghĩ rằng chúng sắp có một bữa ăn ngon, nhưng chúng không thể ngờ rằng mình lại trở thành miếng mồi ngon. Còn nếu con mồi có kích thước lớn và có thể gây nguy hiểm, Portia sẽ tạo ra một hoàn cảnh giống một con ruồi giấm đang tiếp xúc ở rìa mạng và con nhện mới sẽ từ từ tiến lại để kiểm tra. Ngay khi mục tiêu đến gần, Portia vồ và tấn công bằng những chiếc răng nanh có nọc độc.

Nếu những chiến lược này không thể áp dụng trên một mạng nhện cụ thể thì Portia sẽ dùng một cách khác là làm rung chuyển toàn bộ mạng lưới và di chuyển đến gần giống như bị cơn gió thổi qua, sau đó chui vào mạng nhện của mục tiêu. Trong các thí nghiệm được tiến hành, Jackson phát hiện ra rằng Portia sẽ thử các phương pháp, tốc độ và kiểu nhổ lông khác nhau cho đến khi nó tìm được sự kết hợp phù hợp để đánh lừa con mồi trên từng mạng nhện riêng lẻ mà nó nhắm đến, giống như cách học dựa trên sự trải nghiệm.

Morehouse nói rằng "Trong nhóm nhện thông minh này, thì Portia vẫn nổi bật nhất, thể hiện sự xuất sắc kỳ lạ" Và "Dù sao thì chúng cũng săn những con mồi rất nguy hiểm, vì vậy sự thận trọng và khôn khéo là những công cụ hữu ích”.

Biết lập kế hoạch

Một trong những điểm hấp dẫn nhất trong chiến lược săn mồi của loài Portia là khi nó phát hiện con mồi từ xa và việc lên kế hoạch cho một quá trình phức tạp để tiếp cận được mục tiêu.

Jackson lần đầu tiên quan sát thấy điều này trong tự nhiên khi Portia bắt gặp một loài nhện thợ dệt bảo vệ mạng lưới của nó bằng cách lắc mạnh, hất tung bất kỳ con nhện nhảy xâm nhập nào xuống nền rừng. Thay vì trực tiếp vào mạng nhện con mồi, Portia điều hướng một con đường vòng vèo để tìm một vị trí tốt hơn từ đó tấn công. “Trong bối cảnh đó, tốt hơn là Portia nên đi đường vòng, đi vòng quanh thân cây, đi lên phía trên con nhện, đi xuống trên một sợi tơ, và lao vào, tóm lấy con nhện trong mạng của nó mà không cần chạm vào tơ", Cross nói.

Để tìm hiểu xem bằng cách nào mà những con nhện khổng lồ này có thể vạch ra được những con đường đi phức tạp như vậy, Cross và Jackson đã đưa khả năng trí tuệ này của Portia vào một bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm. Họ đã thiết kế một thiết bị với tháp quan sát trung tâm, được bao quanh là nước, sao cho một con nhện có thể nhìn thấy hai tháp khác được đặt trên các hộp: một hộp có chứa những con nhện chết mà Portia sẽ dự định săn mồi và một có những chiếc lá. Cách duy nhất để tiếp cận con mồi mà không bị ướt - việc mà loài nhện nhảy không ưa - là leo xuống bệ và sau đó chọn đúng một trong hai lối đi riêng biệt dẫn đến các hộp.

Từ vị trí đậu trên đỉnh tháp, những con nhện đã cẩn thận quan sát khung cảnh trước khi xuống tháp, sau đó leo lên một lối đi bộ. Hầu hết những con nhện này đã chọn con đường dẫn đến bữa ăn của chúng, Cross và Jackson lập luận rằng những con nhện này đã lên kế hoạch cho một con đường đi từ tháp quan sát đến con mồi, bằng cách hình thành trong đầu một sự hình dung về nó. Điều đó quả là một kỳ tích về sự nhận thức thực sự ấn tượng với một bộ não chỉ lớn hơn hạt anh túc.

Có cả cảm xúc ngạc nhiên

Trong một thử nghiệm khác để chứng minh cho ý tưởng rằng Portia có thể có nhận thức và thể hiện ra ngoài khi tinh thần phấn khích, Cross và Jackson đã mượn một thí nghiệm tâm lý học cổ điển được thiết kế để đánh giá nhận thức của trẻ sơ sinh. Cũng như loài nhện, trẻ sơ sinh không thể cho bạn biết những gì mà chúng đang nghĩ, nên ý tưởng ở đây của các nhà khoa học là suy luận ra những gì chúng hiểu bằng cách quan sát những điều có thể khiến chúng ngạc nhiên. Chẳng hạn một khi một em bé nhìn thấy một chiếc xe cứu hỏa đồ chơi di chuyển về bên trái một hàng rào chắn, sau đó lại nhìn thấy xe cứu hỏa và một con thỏ nhồi bông đi ra ở phía bên phải, trẻ sẽ có xu hướng nhìn lâu hơn vào con thỏ thay vì xe cứu hỏa, đó dường như là hình ảnh mà chúng mong đợi. Điều này cho thấy em bé đã hình thành một hình ảnh đại diện trong nhận thức về chiếc xe cứu hỏa và bị bối rối khi con thỏ xuất hiện cùng nó.

Để xem liệu điều này có thể gây bất ngờ cho Portia hay không, Cross và Jackson đã tiếp tục xây dựng một màn hình hiển thị con mồi cho những con nhện xem. Đầu tiên họ cho Portia xem một loại con mồi trong 30 giây, sau đó đóng màn trập phía trước màn hình này và hoán đổi con mồi trước khi mở lại màn trập 90 giây sau đó. Câu hỏi ở đây là nếu lần đầu tiên Portia nhìn thấy một con nhện nhỏ, nhưng sau đó lại nhìn thấy con nhện thợ dệt, thì Portia sẽ làm gì?

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng nếu Portia nhìn thấy một loại con mồi khác sau khi màn trập được nâng lên thì khả năng tấn công con mồi của nó sẽ bị giảm đi so với việc giữ nguyên. Họ khẳng định rằng loài nhện này đã hình thành một hình ảnh đại diện trong nhận thức của mình về con mồi khi mà các hình ảnh đã được hoán đổi.

Nhà sinh thái học hành vi Elizabeth Jakob, người nghiên cứu về nhện nhảy tại Đại học Massachusetts, Amherst, cho biết: “Công trình này sử dụng các thiết kế thử nghiệm thực sự sáng tạo và đã truyền cảm hứng cho công việc của chúng tôi"

Nhện có thể đếm

Trong một bản sửa đổi khác của thí nghiệm kiểm tra đường vòng mà Cross và Jackson áp dụng ở trên, họ đã khám phá thêm những điều gây bất ngờ khác từ loài nhện này, giống như cách họ đang đi sâu vào não bộ của Portia để xem nó đang chú ý điều gì.

Sử dụng cách này họ phát hiện ra rằng Portia rất giỏi với các con số. Họ dùng một số loài nhện từ Kenya có tên Portia africana, Cross và Jackson để Portia nhìn thấy một số đối tượng con mồi từ tháp quan sát và sau đó tăng số lượng các con mồi lên trong khi Portia vẫn đang trên đường di chuyển và mục tiêu của nó vẫn khuất tầm nhìn. Họ phát hiện ra rằng nếu Portia đã nhìn thấy một con nhện săn mồi từ tòa tháp nhưng đến nơi nó thấy 2 con nhện, nó không có xu hướng thực hiện một cuộc tấn công. Điều này cũng đúng khi tăng số lượng con mồi lên 2 hoặc 3, và điều tương tự cũng có thể xảy ra khi nó chỉ gặp một đổ vật sau khi xuất hiện hai hoặc nhiều độ vật ban đầu. Khi được kiểm tra với số lượng lớn hơn, những con nhện không phân biệt giữa ba hay cao hơn, gộp tất cả chúng thành một mục tiêu tấn công.

Mặc dù nhện không thể đếm đúng số lượng 1-2-3 nhưng nghiên cứu cho thấy một số loài nhện nhảy có cảm giác về số lượng gần tương đương với đứa trẻ lên 1.

Có khả năng đánh giá rủi ro

Việc lang thang trong tự nhiên và săn mồi thực sự là một công việc đầy sự rủi ro đối với một chú nhện nhỏ. Mặc dù nhện nhảy được biết đến với khả năng săn mồi nhưng chúng cũng là đối tượng của nhiều kẻ săn mồi khác, gồm cả đồng loại, chim, kiến, thằn lằn, cóc, kinh hoàn hơn là loài ong bắp cày có thể làm tê liệt loài nhện nhảy.

Những con nhện nhỏ nhưng thông minh này có kỹ năng thoát khỏi những tình huống nguy hiểm, Nelson tại Phòng thí nghiệm của cô tại Đại học Canterbury đã phát hiện ra điều này. Cô đã thực hiện một bài bài kiểm tra để xem Portia đánh giá các lối thoát hiểm tốt như thế nào. Mặc dù có thể bơi nhưng loài nhện rất ghét nước, trong thí nghiệm này, một con nhện đã di chuyển trên một bệ được bao quanh bởi một khay chứa đầy nước. Nó có 4 cách để vượt qua mặt nước đến mép khay, giống như việc nhảy giữa các hòn đảo nhỏ được làm bằng chốt gỗ nhô lên khỏi mặt nước.

Portia đã chọn con đường an toàn nhất có khoảng cách ngắn nhất và yêu cầu ít lần nhảy nhất, nhưng nếu không chọn con đường an toàn nhất thì những con nhện dường như lại thích con đường dài nhất với nhiều chốt gỗ nhất. Thật ngoạn mục, Portia đã vượt qua bài kiểm tra một cách đơn giản, Portia thường đi đường tắt bằng cách bỏ qua chốt.

Nelson cũng nói rằng có thể mất khá nhiều thời gian để Portia có thể hoàn thành những nhiệm vụ như thế này - đôi khi vài giờ - hoặc cũng có thể lâu hơn so với những con nhện nhảy khác mà Nelson đã thử nghiệm. Nelson đã tìm thấy mối quan hệ rõ ràng giữa thời gian một con nhện dành để khảo sát tuyến đường và khả năng chọn một con đường an toàn để đi. “Nhìn thấy là suy nghĩ, theo quan điểm của tôi,” cô nói. “ Portia đã dành nhiều thời gian hơn để xem xét tuyến đường trước khi đưa ra quyết định.”

Nếu các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu nhận thức của nhện nhảy, phải loài vật này sẽ khiến chúng ta ngạc nhiên về khả năng nhận thức của chúng. Và nếu phạm vi nghiên cứu được mở rộng sang các loài nhện khác thì rất có thể chúng ta sẽ còn nhận ra được nhiều điều thú vị khác với những loài có não bộ nhỏ.

Nhện nhảy không phải là loài nhện lớn nhất, nhưng chúng có thể thực hiện những hành vi phức tạp nhất trong số các loài nhện, Dimitrov nói "Vì vậy tôi nghĩ rằng chúng tôi vẫn chưa hiểu và xác định được ngưỡng nhỏ và quá nhỏ thực sự là như thế nào"