Чому ворони - інтелектуальна еліта світу тварин?

Відео: Тварини вважають інакше. Жанна Рєзнікова @ Еврика!

Ворони давно увійшли в інтелектуальну еліту світу тварин. Всі знають знамениту байку Езопа про ворону і глечик: птах не діставала дзьобом до води і, щоб напитися, стала кидати в глечик камінчики, поки вода не піднялася до потрібного рівня. Але і до цього дня ми продовжуємо дізнаватися про нові здібності цих пернатих. Їх ранг неухильно підвищується - зрівнявшись з приматами, птаха сімейства воронових досягли кмітливості маленьких дітей. Втім, було б не зовсім правильно говорити, що вони чогось досягли - очевидно, Вранова завжди відрізнялися високим інтелектом, просто у нас лише зараз дійшли руки до вивчення пташиних мізків у всіх подробицях їх психології і нейробіології.
Сірі ворони демонструють видатні інтелектуальні здібності в самих різних ситуаціях. То вони взимку знайдуть десь алюмінієву кришку від каструлі, сядуть на неї і катаються з засніжених дахів як на санках, то дражнять собак і кішок, хапаючи їх за хвости. Вони розмочують хлібні шкоринки в калюжах, ховають продукти про запас і навіть навмисно кидають під колеса автомобілів те, що не можуть розкльовувати. Бували випадки, коли ворони розкривали блискавку у господарській сумки і виймали провізію. Вони немислимим чином дізнаються людей «в обличчя» незалежно від одягу і легко відрізняють рушницю від палиці. Ворони «співпрацюють» між собою при спільних авантюрах. Наприклад, вони «працюють» в парі, крадучи яйця з чужих гнізд: одна ворона зганяє птицю з гнізда, а інша підбирає яйця. Таке складну поведінку потребує пояснення.
У науковому світі інтерес до пташиного розуму виник, коли біологи і антропологи всерйоз задумалися про походження людського інтелекту. З нізвідки так відразу інтелект з`явитися не міг (якщо, звичайно, не допускати релігійних і паранаукових пояснень), у нього повинен бути якийсь фундамент в еволюційному минулому. В першу чергу такий фундамент стали шукати, звичайно, у приматів. Але набагато цікавіше було спробувати знайти когнітивні здібності у птахів, які еволюційно не так близькі людині, як мавпи.
Довгий час одним з головних ознак високого інтелекту, що відрізняє людину від усіх інших тварин, вважалися маніпуляції зі знаряддями праці. Але, як виявилося, птиці теж можуть використовувати знаряддя праці, а також створювати і змінювати їх. Це вміння спостерігали не тільки у воронових, а й у чапель і галапагосских дятлових в`юрків. Однак фаворитами зоопсихологов стали Новокаледонська вoрони.
Що робить Новокаледонська ворон, коли йому потрібно дістати, наприклад, комаха з якої-небудь щілини? Він вибирає на кущі криву гілочку, відламує її дзьобом, обдирає з неї зайву кору і нерівності, залишаючи лише сучок на одному з кінців, і орудує вийшов гачком в місцях, де може ховатися щось смачне. Дослідники з університету Сент-Ендрюс (Великобританія) виявили, що птахи ще й оцінюють якість отриманого інструменту. При цьому вони не з`ясовують методом проб і помилок, яким кінцем прутика тикати в щілину і підходить взагалі конкретний прутик для завдання, а як ніби заздалегідь уявляють собі, як буде працювати той чи інший знаряддя праці, - і вибирають найбільш підходяще.
Одними лише паличками і гілочками Новокаледонська вoрони не обмежуються. Експерименти зоологів з Оклендського університету (Нова Зеландія) показали, що ці птахи можуть використовувати в своїх цілях навіть такий складний і загадковий предмет, як дзеркало. За допомогою дзеркала вoрони визначали, де знаходиться шматочок м`яса (саму їжу вони не бачили, тільки її відображення). Подивившись на відображення, пернаті розуміли, куди потрібно сунути дзьоб, щоб дістати частування, причому експерименти ставили з дикими птахами, які ще не встигли пожити поруч з людиною. Взагалі, дикі тварини дуже рідко здатні зрозуміти, що відображення - це відображення. Умінням розгадати «загадку дзеркала» володіє нечисленна еліта тваринного світу, в яку входять папуги жако, деякі примати, дельфіни і індійські слони. Тепер до них додалися ще й вoрони.
Досягнення Новокаледонська воронів росли: та ж команда зоологів з університету Окленда встановила, що вони здатні до причинно-наслідковим умовиводів. Суть експерименту полягала в тому, що птахам потрібно було «зростити» в розумі рух предмета і людини, який предметом маніпулює, причому безпосередньо саму маніпуляцію вoрони не бачили. Простіше кажучи, пернатим запропонували розгадати загадку лялькового театру: ось палиця, ось людина, людина заходить за ширму, і палиця починає рухатися. І птиці дійсно розуміли, що є невидимий «агент дії» (до слова, у дітей аналогічна здатність з`являється до семимісячного віку).



Не варто, однак, думати, що Новокаледонська вoрони - єдині об`єкти такого роду досліджень. У недавній роботі японських зоологів з університету Уцуномії було показано, що великодзьобого ворони можуть зіставляти числа і абстрактні символи з кількістю їжі. За числах і геометричних фігур на контейнерах з їжею птиці розпізнавали, де її більше, а де менше. Іншими словами, пернаті усвідомлювали числові співвідношення.
Ще один приклад кмітливості воронових - це їх здатність пам`ятати своїх друзів і ворогів протягом декількох років. Причому соціальна пам`ять у них не обмежується особинами того ж виду: міські ворони, наприклад, пам`ятають голоси інших птахів і людей. Приклади кмітливості воронових можна множити і множити, але звідки така кмітливість у них береться? Питання це, як легко зрозуміти, нейробіологічний, і щоб відповісти на нього, ми повинні заглянути в пташиний мозок.



Треба сказати, що до недавнього часу психіку птахів традиційно недооцінювали, і не тільки через невеликого розміру їх мозку, а й з-за специфіки його будови. Мозок птахів позбавлений шестіслойной нової кори (яка є у ссавців), і еволюція його йшла за рахунок перетворення ядер стриатума, або смугастого тіла.
Стріатум древнє кори, і функції його простіше, ніж у неї, тому центральну нервову систему птахів сприймали як примітивну структуру, не призначену для здійснення вищих когнітивних функцій, які виконує нова кора ссавців.
Згодом, однак, точка зору на пташиний мозок стала змінюватися, - він виявився складнішим, ніж думали. Для того щоб розібратися в досить складному його пристрої, необхідно знати деякі деталі. Мозок птахів включає кілька полів з певними функціями. Кожне поле складається із структурних компонентів - глії, нейронів і нейрогліальних комплексів. Нейрон, як відомо, інформацію передає, глия йому допомагає, а нейрогліальних комплекс, мабуть, інформацію аналізує, як це роблять клітинні колонки кори ссавців. (Колонка - це група нейронів, розташована в неокортексе головного мозку перпендикулярно його поверхні, яка об`єднує нервові клітини різних шарів кори.)
В цілому прогрес мозку хребетних, за формулюванням відомого російського біолога Леоніда Вікторовича Крушинского, супроводжується зростанням двох пов`язаних між собою якостей - структурної дискретності і функціональної і структурної надмірності. Було встановлено, що, незважаючи на відмінності в просторової організації нейронних мереж стриатума птахів і нової кори ссавців, їх становлення і розвиток в еволюції визначаються одними і тими ж морфологічними закономірностями. Прогрес центральної нервової системи вищих хребетних тварин супроводжували ключові зміни. По-перше, збільшувалася загальна кількість нейронів, клітинних популяцій і перехідних форм між ними-по-друге, зростали всі види тканинного і клітинного поліморфізму в межах кожного типу нейронних мереж-по-третє, формувалися модулі - складні надклеточних структурно-функціональні одиниці обробки інформації .
Дослідження, проведені нами на кафедрі біології чуваської державного педагогічного університету ім. І. Я. Яковлєва, дозволили доповнити ці критерії. Виявилося, що з прогресом у розвитку мозку птахів пов`язані також ступінь його асиметрії і закономірності взаємного розташування (ступінь агрегації) його клітинних і надклеточних структурних компонентів.
Чи є у воронових якісь особливості, що відрізняють їх мозок від інших птахів? Для цього ворону потрібно з кимось порівняти - наприклад, з голубом. Голуби дійсно не відрізняються великою кмітливістю, і численні роботи професора Зої Олександрівни Зоріної і її колег з біологічного факультету МГУ дозволили в деталях з`ясувати, в чому саме голуби дурніші ворон. Сірі ворони здатні оцінювати величину множин і зберігати таку математичну інформацію не тільки в конкретних образах, а й в узагальненій, абстрактній формі, яку птахи можуть зв`язати, наприклад, з арабськими ціфрамі- вони можуть бачити аналогії в формі об`єктів, не звертаючи уваги на колір цих об`єктів. Тобто птиці як би представляють окрему ознаку «в умі», без прив`язки до конкретного предмету. Голуби такій процедурі навчаються набагато повільніше. Крім того, установка на навчання у голубів практично не формується, тоді як у воронових вона з`являється досить швидко і на основі оптимальної стратегії. Очевидно, що відмінність в когнітивних здібностях пояснюється відмінностями в будові мозку птахів цих двох видів.
Нам вдалося з`ясувати, що у ворони в мозку в два рази більше нейронів, ніж у голуба, і в два рази вище їх питома щільність. При цьому нейрони і глия в мозку у ворони дрібніше, а нейрогліальні комплекси крупніше, ніж у голуба.
Щоб глибше розібратися в специфіці пташиного мозку, в дослідження включили ще й в`юркових (Fringillidae). Ці птахи здатні до складних маніпуляцій при добуванні насіння з шишок різних видів хвойних дерев. Наприклад, співробітники лабораторії З. А. Зоріної встановили, що шишкар шишкар (які відносяться до в`юркових), як і ворони, здатні до узагальнення - одному з найважливіших компонентів розумової діяльності.
Ефективність мозкової діяльності визначається не тільки числом і площею нейронів, глії та нейрогліальних комплексів, а й їх розташуванням в просторі, від якого залежить здатність нейронів «перемовлятися» між собою. Взаємне розташування клітин мозку можна охарактеризувати за допомогою відстані між довільною парою найбільш близьких клітин. Середні відстані між клітинами утворюють так звану матрицю близькості клітин, свою для кожного досліджуваного поля мозку. Така матриця служить зручним інструментом оцінки структурованості мозку. З її допомогою нам вдалося встановити, що взаємна близькість (агрегація) нейронів і нейрогліальних комплексів у ворони набагато більше, ніж у птахів сімейства в`юркових. Тобто у ворон структурні компоненти мозку розташовані ближче один до одного, що прискорює і оптимізує роботу нервових ланцюжків. Поліпшення роботи нейронів і нейрогліальних комплексів могло статися за рахунок того, що у нервових клітин збільшився ступінь розгалуження - у них початок утворюватися більше дендритів, а це, в свою чергу, стало можливо за рахунок зменшення площі соми (тіла клітини).
Отже, своєю винятковою кмітливістю ворони зобов`язані особливостям нейронної архітектури. Але все ж птиці, в тому числі і Вранова, помітно поступаються ссавцям за загальною кількістю нейронів. Якщо в мозку ворони 660 млн нейронів, то у звірів їх число вимірюється десятками мільярдів. Що ж дозволяє Вранова вирішувати завдання нарівні з деякими приматами? Справа в тому, що у ссавців в еволюційному ряду щільність клітинних елементів зменшується, а у птахів вона збільшується, в тому числі і за рахунок об`єднання одиночних нейронів і глії в вищезгадані нейрогліальні комплекси. Мабуть, у зв`язку з набуттям здатності птахів до польоту при необхідності, з одного боку, максимального полегшення загальної маси, а з іншого - прискорення рухів в їх мозку відбулася кардинальна оптимізація механізмів обробки інформації. Це зажадало іншого структурно-клітинного рішення: замість колончатой структури, характерної для ссавців, у птахів розвинулися кулясті комплекси клітин. Ці комплекси стали найважливішими структурно-функціональними одиницями мозку птахів, за ефективністю не поступаються нейронних колонок в мозку звірів. джерело: lt;