Вороны-свистуны из больших стай оказались сообразительнее сородичей из малых групп
Когнитивные способности социальных животных возрастают с количеством особей в группе — чем больше коллектив, тем в среднем умнее его члены, показали исследователи на примере австралийских ворон-свистунов. Кроме того, судя по репродуктивному успеху птиц из больших коллективов, для них характерна повышенная приспособленность, делают вывод исследователи в статье в Nature.
Эволюция когнитивных способностей у животных часто объясняется «гипотезой социального интеллекта», которая гласит, что способности к решению новых задач возрастают у тех видов, которые живут в группе и вынуждены устанавливать множество социальных связей. Противостоит ей «гипотеза экологического интеллекта», подразумевающая, что в развитие когнитивных способностей основной вклад вносит среда, например, необходимость добывать пищу и строить гнезда. В доказательство первой гипотезы есть данные, утверждающие, например, что что социальные хищники, — львы и гиены, сообразительней хищных «интровертов», таких как тигры и леопарды. Кроме того, известно, что жизнь в социуме привела в процессе эволюции к увеличению мозга некоторых групп животных, например, китообразных.
Сотрудники Центра эволюционной биологии Университета Западной Австралии оценили когнитивные способности социальных птиц — австралийских ворон-свистунов (Cracticus tibicen dorsalis), и установили прямую зависимость между размером стайки особей и «общим интеллектом» члена группы. Несмотря на название и внешний вид, вороны-свистуны относятся не к семейству врановых, а к семейству лесных ласточек (Artamidae), тем не менее, они довольно сообразительны и обладают замечательными звукоподражательными способностями.
В эксперименте ученые наблюдали за тем, как птицы в условиях дикой природы решают задачи, смоделированные для оценки четырех когнитивных качеств — ингибиторного контроля, то есть способности подавлять автоматические импульсы и действовать рационально, ассоциативного обучения, обратного обучения и пространственной памяти. Наблюдения велись за 56 взрослыми особями, которые входили в состав 14 естественно сформированных стаек, с количеством членов от трех до 12.
Для оценки ассоциативного обучения птиц исследователи сделали «снаряд» в виде деревянной дощечки с углублениями, две из которых были накрыты крышечками двух цветов. Под крышку одного цвета клали угощение — кусочек моцареллы. Сразу после того, как птицы запоминали, под какой крышкой лежит сыр, цвет «правильной» крышки меняли, и начинался тест на обратное обучение. Для оценки пространственной памяти птицам предлагали дощечку с большим количеством углублений и крышек. Ингибиторный контроль оценивали в тесте с прозрачным цилиндром без боковых стенок, по центру которого лежало угощение. Исследователи смотрели, догадается ли птица достать сыр из цилиндра сбоку, вместо того чтобы клевать прозрачную стенку.
По итогам тестирования оказалось, что с увеличением размера группы «общий интеллект», то есть статистически усредненный результат решения задач, возрастает. Несмотря на то, что индивидуальный разброс между особями был довольно большой, то есть в маленьких группах попадались «гении», и наоборот, в среднем члены больших стаек оказались сообразительнее.
Авторы также оценили репродуктивный успех самок свистунов по трем параметрам — количество яиц в кладке, количество оперившихся птенцов и количество достигших самостоятельности птенцов. Оказалось, что с интеллектом у птиц растет и приспособленность.
Как обычно, между «общим интеллектом» и размером стаи нельзя установить строгую причинно-следственную связь. Возможно, у птиц способности развиваются в ходе взаимодействия с большим числом соседей — в пользу этого говорит тот факт, что у совсем молодых птиц зависимости между размером группы и когнитивными способностями не наблюдалось. Возможно, также, что менее сообразительные птицы не приживаются в коллективе, поэтому проводят время с меньшим числом «друзей».
Однако, большая компания — это не всегда хорошо. Мы рассказывали, к примеру, что общительные сурки живут меньше, чем их «нелюдимые» собратья.
Дарья Спасская
Эффективнее всего себя показала композиция «We Will Rock You»
Швейцарские ученые внедрили механочувствительные рецепторы в клетки, способные высвобождать инсулин, и они стали реагировать на звуковые волны: ионные каналы впускали положительно заряженные ионы кальция, что заставляло содержащийся в них инсулин сливаться с мембраной и высвобождаться наружу. Эффективнее всего этот процесс происходил под песню «We Will Rock You» группы Queen: у мышей, которым вживили эти клетки, после прослушивания песни заметно снизился уровень глюкозы в крови. Эксперимент описан в журнале The Lancet Diabetes & Endocrinology. Слуховые косточки преобразуют акустические волны звука в механические колебания, которые активируют механочувствительные ионные каналы в волосковых клетках. Вход ионов в клетку приводит к деполяризации мембраны и созданию потенциала действия. Подобные механочувствительные ионные каналы распространены повсеместно у всех организмов, в том числе бактерий, что может быть использовано для генной терапии различных заболеваний: встраивание подобных рецепторов и их активация могли бы менять потенциал действия клетки и, как следствие, ее активность или даже функцию. Однако системная доставка низкомолекулярных триггерных соединений затруднена из-за их иммуногенных эффектов, а физические триггеры, такие как свет, ультразвук, магнитные поля, радиоволны, электричество и температура, не всегда удобны в практическом применении. Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха под руководством Мартина Фуссенеггера (Martin Fussenegger) создали стабильные трансгенные клональные линии клеток, способные высвобождать инсулин, которые конститутивно экспрессируют механочувствительные рецепторы Piezo1 млекопитающих или бактериальные механочувствительные рецепторы MscL. Уровень звука в 60 децибел при частоте 50 Герц, который находится в пределах безопасного диапазона для человеческого уха, эффективно активировал эти рецепторы, что приводило к индукции высвобождения инсулина. Визуализация MscL-положительных и MscL-отрицательных клеток показала значительно более высокие уровни внутриклеточного кальция в первой популяции клеток, что означает массовый вход кальция в клетку при активации механорецепторов. Затем ученые проверили влияние различных жанров музыкальных произведений на высвобождение инсулина. Выяснилось, что популярная музыка с низкими басами и саундтреки к фильмам вызывали максимальное выделение инсулина, в то время как реакция на классическую музыку и гитарную музыку была более разнообразной и зависела от композиции. Песня «We Will Rock You» группы Queen высвобождала почти 70 процентов инсулина в течение пяти минут. В эксперименте на мышах с диабетом и трансгенными клетками эта песня приводила к выработке достаточного количества инсулина, чтобы быстро снизить колебания гликемии во время тестов на толерантность к глюкозе. На втором месте по эффективности оказался саундтрек к фильму «Мстители». Клетки активировались только в том случае, если звуковые волны непосредственно воздействовали на кожу над местом имплантации не менее 15 минут Речь, наушники, низколетящие самолеты, газонокосилки, пожарные машины и гудки не приводили к нежелательной секреции инсулина при восприятии с разных расстояний и направлений. Таким образом, эти клетки защищены от незапланированного выброса инсулина. Ученые считают, что эту разработку можно рассматривать как потенциально реальную замену уколам инсулина для людей с диабетом. Ранее мы рассказывали, что введение инсулина в нос помогло людям с деменцией улучшить их когнитивную функцию.