Biológiai tudományok doktora Leonid Voronov, biológiai tudományok jelöltje Valerij Konstantinov, a Chuvash Állami Pedagógiai Egyetem Ya. Yakovleva I. (Cheboksary)
Hollók már régóta beléptek az állatvilág szellemi elitjébe. Mindenki ismeri Aesop híres mesét a varjúról és egy kancsóról: a madár a csőrével nem érte el a vizet, és inni kezdve kavicsokat dobott a kancsóba, amíg a víz fel nem érte a kívánt szintet. De a mai napig továbbra is megismerjük ezen madarak új képességeit.
Rangsoruk folyamatosan növekszik - miután felbukkantak a főemlősökkel, a corvid család madarai elérték a kisgyermekek intelligenciáját. Ugyanakkor nem lenne helyes azt mondani, hogy valamit elértek - nyilvánvalóan a rovarokat mindig is nagy intelligenciával különböztették meg, egyszerűen csak eljutottunk a madár agyainak tanulmányozásához pszichológiájuk és neurobiológiájuk minden részletén.
A kapucnis varjak kiemelkedő intelligenciával rendelkeznek, különféle helyzetekben. Télen valahol egy alumínium fedelet találnak egy serpenyőből, ülnek rá és lovagolnak a hóval borított tetőről, mint egy szán, majd ugratják a magukat és kutyáikat macskákkal. Átitatják a kenyérdarabot a pocsolyákban, elrejtik az élelmiszereket a tárolás során, sőt szándékosan dobják az autók kerekei alá azt is, amit nem tudnak megcsinálni.
Volt időkben, amikor a varjak kinyitották a bevásárlótáska cipzárját, és készleteket vettek ki. Elképzelhetetlen módon felismerik az embereket "látás alapján" ruháiktól függetlenül, és könnyen megkülönböztetik a fegyvert a bottól. A varjak közös kalandokban "működnek együtt". Például páronként "dolgoznak", és tojásokat lopnak mások fészkéiből: az egyik varjú vezet a madár a fészekből, a másik pedig a tojást. Ez az összetett viselkedés némi magyarázatot igényel.
A tudományos világban felmerült az érdeklődés a madár intelligencia iránt, amikor a biológusok és az antropológusok komolyan gondolkodtak az emberi intelligencia eredetéről.
A intelligencia a semmiből nem jelenhet meg olyan azonnal (kivéve, ha vallásos és tudományos magyarázatok megengedettek), ennek valamilyen alapokkal kell rendelkeznie az evolúciós múltban. Mindenekelőtt természetesen a főemlősök körében kezdtek keresni egy ilyen alapot. Sokkal érdekesebb volt megpróbálni olyan kognitív képességeket találni a madarakban, amelyek evolúciós szempontból nem olyan közel állnak az emberekhez, mint a majmok.
Promóciós videó:
Régóta a szerszámok kezelését tartották a magas intelligencia egyik fő jeleként, amely megkülönbözteti az embereket az összes többi állattól. De, mint kiderült, a madarak eszközöket is használhatnak, létrehozhatják és módosíthatják azokat. Ezt a képességet nemcsak a korvákban, hanem a gém- és a galapagos-harkálypintyekben is megfigyelték. Az állat-pszichológusok kedvencei azonban az Új-Kaledóniai hollók voltak.
Mit csinál az új-kaledóniai holló, amikor például egy rovarra van szüksége egy repedésből? Kiválaszt egy görbe gallyat egy bokorról, leszakítja azt a csőrével, leszakítja a felesleges kérget és a szabálytalanságokat, az egyik végén csak egy csomót hagy, és a kapott horgolt anyagot ott helyezi el, ahol valami ízletes elrejtőzhet.
A St Andrews Egyetem (Egyesült Királyság) kutatói úgy találták, hogy a madarak szintén értékelik a kapott eszköz minőségét. Ugyanakkor próbálkozással és hibával nem tudják kitalálni, hogy a gally melyik végét szúrja be a nyílásba, és hogy egy adott gally általában alkalmas-e a feladat elvégzésére, ám mintha előre elképzelnék, hogyan fog működni ez vagy a munkadarab, és kiválasztják a legmegfelelőbbet.
Az Új-Kaledóniai hollók nem korlátozódnak a botokra és a gallyakra. Az új-zélandi Aucklandi Egyetem zoológusai kísérletei kimutatták, hogy ezek a madarak akár ilyen összetett és titokzatos tárgyat is felhasználhatnak tükörként saját célra. Tükrözés segítségével a hollók meghatározták, hol van a húsdarab (nem látták az ételt, csak annak visszaverődését). A tükröződést tekintve a madarak megértették, hová tarthatják a csőrüket, hogy megkapják a kezüket, és kísérleteket végeztek vadon élő madarakkal, amelyeknek még nem volt idejük élni az emberek mellett.
A vadon élő állatok általában nagyon ritkán képesek megérteni, hogy a reflexió reflexió. Az állati világ kicsi elitje, amelybe szürke papagájok, néhány főemlősök, delfinek és indiai elefántok tartoznak, képes megoldani a „tükör rejtvényt”. Most hollókat adtak hozzájuk.
Az új-kaledóniai hollók eredményei növekedtek: ugyanaz az Aucklandi Egyetem állatorvosok csapata úgy találta, hogy képesek ok-okozati következtetésekre. A kísérlet lényege az volt, hogy a madaraknak gondolataikban „összeolvasztották” a tárgy mozgását és a tárgyat manipuláló személyt, és a hollók nem láttak közvetlenül a manipulációt. Egyszerűen fogalmazva, a madarakat arra kérték, hogy oldják meg a bábszínház rejtvényét: itt van egy bot, itt egy ember, egy ember sétál a képernyő mögött, és a bot mozogni kezd. És a madarak valóban megértették, hogy van egy láthatatlan "cselekvőszer" (egyébként gyermekeknél hasonló képesség hét hónapos korban jelentkezik).
Nem szabad azonban azt gondolni, hogy az új-kaledóniai hollók az ilyen kutatások egyetlen tárgya. Az Utsunomiya Egyetem japán zoológusainak közelmúltbeli munkájában kimutatták, hogy a nagyszámú varjak a számokat és az absztrakt szimbólumokat az élelmiszer mennyiségéhez társíthatják. Az élelmezési tartályok száma és geometriai alakja alapján a madarak felismerhetők voltak, ahol több volt, és ahol kevesebb volt. Más szavakkal, a madarak tisztában voltak a numerikus arányokkal.
A rákok intelligenciájának másik példája az a képesség, hogy több évig emlékezzenek barátaikra és ellenségeikre. Sőt, társadalmi emlékeik nem korlátozódnak az azonos fajba tartozó egyénekre: például a városi varjak emlékeznek más madarak és emberek hangjára. A szarvasmarhák intelligenciájára példákat meg lehet szorozni és megsokszorozni, de honnan származik ez a találékonyság? Ez a kérdés, mivel könnyen érthető, neurobiológiai, és ahhoz, hogy megválaszoljuk, meg kell vizsgálnunk a madár agyát.
Azt kell mondanom, hogy a közelmúltig hagyományosan alábecsülték a madarak pszichéjét, és nemcsak az agyuk kicsi mérete miatt, hanem a szerkezet sajátosságai miatt is. A madár agyában nincs hatrétegű új kéreg (amely emlősöknek van), és evolúciója a striatummagok, vagy a striatum átalakulása következtében zajlott le.
A striatum régebbi, mint a kéreg, és funkciói egyszerűbbek, mint annak, ezért a madarak központi idegrendszerét primitív struktúrának tekintették, amelyet nem az új emlőskéreg magasabb kognitív funkcióinak végrehajtására szántak.
Idővel azonban a madár agyának nézőpontja megváltozott - ez bonyolultabbnak bizonyult, mint gondolnák. Annak érdekében, hogy megértse annak meglehetősen bonyolult felépítését, ismernie kell néhány részletet. A madár agya számos területet tartalmaz, speciális funkciókkal. Minden mező szerkezeti komponensekből áll - glia, neuronok és neuroglia komplexek. A neuron, amint tudod, információt továbbít, a glia segít abban, és a neuroglia komplex nyilvánvalóan elemzi az információkat, ahogy az emlőskéreg sejtoszlopai. (Egy oszlop az agy neocortexében a felületére merőlegesen elhelyezkedő neuronok egy csoportja, amely egyesíti az idegsejteket a kéreg különböző rétegeiben.)
Általában véve a gerinces agy fejlődését, amelyet a híres orosz biológus, Leonid Viktorovich Krushinsky fogalmazott meg, két egymással összefüggő tulajdonság - a szerkezeti diszkrétencia és a funkcionális és szerkezeti redundancia - növekedése kíséri. Megállapítottuk, hogy annak ellenére, hogy a madárcsíkok idegi hálóinak és az emlősök neokortexének térbeli szervezete eltérő, ezek kialakulását és fejlődését az evolúcióban ugyanazok a morfológiai minták határozzák meg.
A magasabb gerincesek központi idegrendszerének fejlődését kulcsfontosságú változások kísérték. Először, a neuronok, a sejtpopulációk és a közöttük lévő átmeneti formák száma megnőtt; másodszor, az összes típusú szövet és sejtes polimorfizmus megnövekedett az egyes idegi hálózatok típusain belül; harmadszor, modulok alakultak ki - az információfeldolgozás komplex szupercelluláris szerkezeti és funkcionális egységei.
Kutatásunk, amelyet a Chuvash Állami Pedagógiai Egyetem Biológiai Tanszékén végeztünk el Ya. Yakovlev I. engedélyezte ezen kritériumok kiegészítését. Kiderült, hogy aszimmetriájának mértéke és celluláris és szupracelluláris szerkezeti elemeinek egymásba illesztésének (aggregációjának) szabályszerűségeihez kapcsolódik a madár agyának fejlődése is.
Van-e valamiféle tulajdonság, amely megkülönbözteti az agyukat a többi madartól? Ehhez a varjút valakivel kell összehasonlítani - például egy galambdal. A galambok valóban nem nagyon okosak, Zoya Aleksandrovna Zorina professzor és kollégái a Moszkvai Állami Egyetem Biológiai Karából pedig számos munkája lehetővé tette, hogy részletesen megtudja, mi a galambok hülyebbek, mint a varjak. A kapucnis varjak képesek megbecsülni a halmazok méretét, és az ilyen matematikai információkat nem csak meghatározott képekben tárolják, hanem általános, elvont formában is, amelyet a madarak például arab számokkal társíthatnak; láthatnak analógiákat a tárgyak alakjában, függetlenül az objektumok színétől.
Vagyis úgy tűnik, hogy a madarak különálló tulajdonságot képviselnek "az elmében" anélkül, hogy egy adott tárgyhoz lenne kötődve. A galambok sokkal lassabban tanulják meg ezt az eljárást. Ezen túlmenően a galambokban gyakorlatilag nem alakul ki a tanulás iránti hozzáállás, míg a hüvelyekben ez elég gyorsan és optimális stratégia alapján jelenik meg. Nyilvánvaló, hogy a kognitív képességek közötti különbséget e két faj madarai agyszerkezetének különbsége magyarázza.
Sikerült megállapítanunk, hogy a varjúnak az agyában kétszer annyi idegsejtje van, mint a galambnak, és fajlagos sűrűségük kétszer olyan magas. Ugyanakkor a varjú agyában lévő neuronok és glia kisebbek, és az idegrendészeti komplexek nagyobbak, mint a galambé.
A madár agyának sajátosságainak további megértése érdekében a vizsgálatba a pintyek (Fringillidae) is beletartoztak. Ezek a madarak képesek komplex manipulációkra, amikor különféle tűlevelűek kúpjaiból vetik ki a magokat. Például a Zorina Z. A. laboratóriumi alkalmazottai úgy találták, hogy a lucfenyő kereszteződései (amelyek a pintyekhez tartoznak), mint a varjak, képesek általánosítani - az ésszerű tevékenység egyik legfontosabb alkotóeleme.
Az agyi tevékenység hatékonyságát nemcsak az idegsejtek, a glia és az idegrendszeri komplexek száma és területe határozza meg, hanem az űrben való elhelyezkedésük is, amelytől az idegsejtek képessége "beszélgetni" függ egymástól. Az agysejtek kölcsönös elrendezését a legközelebbi sejtek tetszőleges párja közötti távolság jellemzi. A sejtek közötti távolságok képezik az úgynevezett sejt közelségi mátrixot, amely az agy egyes vizsgált területein eltérő. Egy ilyen mátrix kényelmes eszköz az agy szerkezetének felmérésére.
Segítségével sikerült megállapítanunk, hogy a varjakban az idegsejtek és az idegrendszeri komplexek kölcsönös közelsége (aggregációja) sokkal nagyobb, mint a pintyek családjában. Vagyis a varjakban az agy szerkezeti elemei egymáshoz közelebb helyezkednek el, ami felgyorsítja és optimalizálja az idegláncok működését. Az idegsejtek és az idegrendszeri komplexek működésének javulása annak következménye lehet, hogy az idegsejtekben az elágazások mértéke megnőtt - bennük több dendrit képződött, és ez viszont a szóma (sejttest) területének csökkenése miatt vált lehetővé.
A varjak tehát rendkívüli intelligenciájukkal tartoznak a neurális építészet sajátosságaihoz. Azonban a madarak, beleértve a szarvasmarhákat is, észlelhetően alacsonyabbak az emlősöknél az idegsejtek teljes száma szempontjából. Ha a varjú agyában 660 millió neuron van, akkor az állatokban ezek számát tízmilliárdban mérik.
Mi lehetővé teszi a rákfélék számára a főemlősökhöz hasonló problémák megoldását?
A tény az, hogy az evolúciós sorozatban levő emlősökben a celluláris elemek sűrűsége csökken, míg a madarakban növekszik, többek között azért, mert az egyes neuronok és a glia egyesül a fent említett neurogliális komplexekbe. Úgy tűnik, hogy a madarak repülési képességének megszerzésével kapcsolatban, ha szükséges, egyrészt a teljes tömeg maximális megvilágításához, másrészt az agyuk mozgásának felgyorsításához, az információfeldolgozási mechanizmusok radikális optimalizálására került sor.
Ehhez eltérő szerkezeti és celluláris megoldásra volt szükség: az emlősökre jellemző oszlopszerkezet helyett gömb alakú sejtkomplexek alakultak ki a madarakban. Ezek a komplexek a madár agy legfontosabb szerkezeti és funkcionális egységeivé váltak, amelyek hatékonysága nem rosszabb az állatok agyában lévő idegi oszlopok hatékonyságánál.