Непредсказуемая жизнь увеличила мозг островных птиц
Мозг птиц, живущих на океанических островах, больше, чем у их материковых сородичей, по эволюционным причинам — менее предсказуемая жизнь требовала больших возможностей адаптации, выяснили ученыe из Испании, Швеции и Канады. Их исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Одна из самых умных птиц, новокаледонский ворон (Corvus moneduloides), умеющий пользоваться орудиями и воссоздавать инструменты по памяти, живет на островах в Тихом океане. Его не менее умный родственник, Corvus hawaiiensis, или гавайский ворон, до того, как он полностью исчез из дикой природы, встречался только на части Гавайских островов. Дятловый древесный вьюрок (Camarhynchus pallidus), живущий на Галапагосских островах, тоже умеет пользоваться инструментами и даже обрабатывать их.
Группа Феррана Сайола (Ferran Sayol) из каталонского Центра прикладных исследований экологии и лесопользования решила разобраться, как на интеллект и относительный размер мозга этих и других видов птиц могла повлиять жизнь на островах, которые считаются своеобразными «лабораториями» предсказуемой эволюции. Так, существует так называемое правило островов, сформулированное экологом Бристолем Фостером: крупные животные, попадая на остров, со временем становятся мельче из-за ограничений пространства для жизни, а мелкие, напротив, в отсутствие привычных материковых хищников становятся крупнее.
Группа проанализировала данные о размере мозга у 11,5 тысячи птиц из музейных коллекций, принадлежащих к 1931 виду (из них островных видов было 110) — таким образом ученые охватили 91 процент ныне живущих семейств птиц. «Мы показали, что у видов, живущих на островах, мозг больше, чем у их близких материковых родственников, и что эти различия отражают эволюцию на месте проживания, а не успехи колонизации», — пишут ученые.
Попутно ученые подтвердили действие правила островов: крупные птицы на островах мельчали, а мелкие — становились чуть крупнее близких материковых родственников. Однако на разницу в относительном размере мозга это не влияло.
Авторы статьи отмечают, что сам по себе их анализ не позволяет понять, что является причиной, а что следствием: возможно, острова успешнее заселяют в основном птицы с более крупным мозгом. Против этого свидетельствует, во-первых, то, что среди семейств птиц с относительно более крупным мозгом островные жители встречаются не чаще, чем среди остальных семейств. Кроме того, филогенетическое моделирование показало, что существенной разницы в размерах мозга у предков птиц, колонизировавших острова и оставшихся на материке, не было — судя по всему, мозг увеличился уже после колонизации.
Ученые предполагают, что островные условия обитания менее предсказуемы и сильнее меняются, и если ситуация ухудшается, переселиться в другое место сложнее, чем на материке. Это делает больший мозг, способный на более сложное адаптивное поведение, эволюционным преимуществом. Кроме того, возможно, что птицы на островах живут дольше и спокойнее материковых сородичей, что также способствует развитию более крупного мозга.
Ранее британские ученые показали, что мозг у дятлов, живущих в стабильных группах, меньше, чем у их одиноких сородичей: по мнению исследователей, кооперация позволяет снизить нагрузку на мозг птиц, тогда как обособленная жизнь, наоборот, требует больших когнитивных ресурсов.
Они нам кажутся почти в два раза легче своего реально веса
Исследователи из Великобритании предложили людям сравнить вес их собственных ладоней и грузов, подвешенных к рукам, чтобы выяснить, насколько верно люди оценивают массу своего тела и его частей. Проведенные эксперименты показали, что испытуемые сильно занижают вес собственных кистей — в одном из экспериментов он оказался на 49,4 процента ниже, чем реальный. Результаты опубликованы в Current Biology. Когда мы берем какой-то предмет, его ощущаемый вес связан с чувством усилия — величиной двигательных команд, которые направляются мышцам. За восприятие веса самого нашего тела и его частей тоже отвечает центральная нервная система, но нет конкретных сенсорных рецепторов, которые были бы в этом задействованы. Воспринимаемый вес тела может меняться из-за усталости, анестезии и других факторов. Пациенты, перенесшие инсульт с параличом конечности, часто жалуются на то, что конечность стала тяжелее. Протезы тоже кажутся людям более тяжелыми, хотя часто весят меньше реальной руки или ноги. Элиза Ферре (Elisa R. Ferrè) из Лондонского университета и ее коллеги решили выяснить, как люди воспринимают вес собственной кисти. В трех экспериментах участвовали 60 человек. До начала испытаний каждый участник опускал кисть левой руки, опирающейся на предплечье, на 30 секунд, чтобы оценить ее вес. Затем к уже лежащей на подушке руке крепили браслет, на который подвешивали грузы разной массы. Участники должны были сказать, что ощущалось тяжелее — кисть или груз. Грузом выступали пакетики с рисом, всего их было 16 штук, а их масса составляла от 100 до 600 грамм. В экспериментах ученые использовали психофизическую лестницу. Среднюю массу кисти, согласно ранее проведенным исследованиям, ученые взяли за 400 грамм. Первый подвешенный груз отличался на 200 грамм, то есть его масса составляла 200 либо 600 грамм — в зависимости от того, была лестница нисходящей или восходящей. Массу следующего груза выбирал алгоритм: если участник считал, что груз тяжелее ладони, следующий подвешенный груз был легче, и наоборот. Так спустя какое-то количество испытаний масса грузов начинала колебаться вокруг некоторой цифры — предполагаемой (участником) массы кисти. В первом эксперименте 20 участников просто сравнивали вес кисти и вес груза. Всего с ними провели три блока по 20 испытаний. В конце эксперимента ученые измерили реальную массу кистей участников, посчитав объем вытесненной рукой воды. Средняя масса кисти составила 327,9 грамм. Участникам, однако, казалось, что их кисть весит гораздо меньше: средний ощущаемый вес кисти оказался в среднем на 49,4 процента ниже, чем реальный, — то есть кисть, по мнению испытуемых, весила менее 200 грамм (p < 0,0001). Во втором эксперименте участвовало еще 20 человек. Теперь после серии испытаний ученые попросили людей в течение десяти минут делать упражнения с ручным тренажером, чтобы их кисть устала. Усталость люди оценивали по стобалльной шкале; до начала испытаний она составляла в среднем 10 баллов, а после упражнений — 70. И до, и после упражнений участники воспринимали свои ладони более легкими, чем есть на самом деле. Однако уставшая рука казалась им немного тяжелее, и ощущаемый вес был уже на 28,8 процента ниже реального (p < 0,01), по сравнению с 43,9 процента до упражнений (p < 0,0001). В третьем эксперименте другие 20 участников пытались взвесить свою руку и мешочки с рисом, однако теперь в каждом испытании они чувствовали поочередно и вес кисти, и вес груза. Независимо от того, что они взвешивали первым, рука все равно казалось им легче, чем она есть на самом деле — в среднем на 33,4 процента (p < 0,001) Исследователи предположили, что такое искажение восприятия, возможно, помогает нам сравнивать массы двух предметов, которые мы берем в обе руки. Если один предмет весит 400 грамм, а другой 500, и к ним добавляется еще и масса самих рук (около 3 килограмм), то распознать, что тяжелее, а что легче, будет сложно. Таким образом, перцептивное «вычитание» веса собственных конечностей может улучшить восприятие веса самих предметов. Также авторы считают, что занижение ощущаемого веса тела — механизм, который помогает нервной системе модулировать активность, или, наоборот, отдых. А воспринимаемый вес предметов можно изменить в виртуальной реальности. Например, если предмет движется медленнее, чем рука, он будет казаться немного тяжелее. А еще более тяжелыми виртуальные объекты станут, если надеть на запястья вибрирующие ремешки.