Крыланы нашли короткий путь к дому при помощи когнитивной карты

Израильские зоологи доказали существование когнитивных карт у крыланов. В течение трех месяцев после рождения животных ученые наблюдали за их перемещениями и выяснили, что те могут находить кратчайший путь между двумя точками, даже если раньше никогда не летали по такому маршруту. Кроме того, крыланы, которые активно исследовали территории и улетали далеко от дома, возвращались по прямой, если люди переносили их в незнакомую точку. Статья опубликована в журнале Science.

Когнитивная карта — это образ местности, который служит для навигации. Если у животного есть когнитивная карта пространства, оно может находить короткий путь между двумя точками, даже если раньше ни разу не проходило по этому маршруту. Однако экспериментально проверить способность спонтанно строить оптимальные маршруты в естественных условиях сложно — может оказаться, что до начала наблюдений особь уже не раз ходила этим путем и просто повторяет открытый случайно маршрут, а не придумывает его согласно когнитивной карте.

Ученые из Тель-Авивского университета под руководством Йосси Йовеля (Yossi Yovel) исследовали маршруты полетов двадцати двух египетских летучих собак, или нильских крыланов (Rousettus aegyptiacus) с самого рождения. На животных прикрепили GPS-трекеры и в течение трех месяцев собирали информацию об их передвижениях.

Крыланы постепенно расширяли домашний ареал (к 70 дню их жизни его площадь достигла 60 квадратных километров) и находили новые фруктовые деревья, плодами которых питались. В часть ночей животные исследовали новые территории — так им удавалось обнаружить новые деревья, — а в другие они летали в знакомые места, чтобы поесть. Все двадцать два крылана находили короткий путь между объектами — летучие собаки напрямую летали между знакомыми деревьями, а не возвращались каждый раз в колонию. Всего зарегистрировали 125 таких перелетов средней дистанцией полтора километра.

Ученые уверены, что крыланы не находили возможность срезать случайно, а строили оптимальный маршрут на основе когнитивной карты. Во-первых, такие маршруты были прямыми и качественно отличались от исследовательских полетов по незнакомым территориям, зато были похожи на перемещения от дома к знакомым деревьям. Во-вторых, летучие собаки сразу взлетали в нужном направлении и вектор их полета с самого начала был направлен прямиком в сторону цели.

После ночей исследования, в которые крыланы летали по сложным траекториям и незнакомым районам, животные тоже находили короткий путь — на этот раз домой. Такие маршруты также были по всем критериям не случайными, а выверенными (хотя есть вероятность, что крыланы сначала просто вылетали в направлении домашнего ареала, а оказавшись в знакомых местах, корректировали маршрут); всего их удалось зарегистрировать 121, а средняя дальность равнялась 3300 метрам.

При срезании пути крыланы поднимались на большую, чем при обычных полетах, высоту — вероятно, чтобы оказаться над крышами домов, которые загораживали обзор; чем дальше необходимо было лететь, тем выше поднимались животные. Из-за этого ученые предположили, что основным источником информации летучих собак при построении маршрутов является зрение, а не эхолокация, обоняние или слух. Последние факторы перепроверили — направление ветра и звуковой поток не повлияли на точность построения маршрутов. Возможно, крыланы использовали в качестве ориентиров высокие дома или другие заметные издалека объекты — по ним определяли свое местоположение и направление к дому.

Другим доказательством наличия у крыланов когнитивных карт стали эксперименты с перемещением. Летучих собак ловили, перемещали в незнакомое место, а затем следили за маршрутом возвращения домой. Лучше всего ориентироваться в таких условиях получалось у особей, которые за прошлое время исследовали большую территорию и поднимались выше над городом. Крыланы, которые самостоятельно не улетали далеко от дома (а значит, не могли сформировать подробную когнитивную карту), дольше искали дорогу назад.

В заключение авторы работы отметили, что навигация требует сложного поведения и может быть основана на более, чем одной стратегии. То есть кроме когнитивных карт крыланы могли использовать и другие способы ориентации (например, иногда они летали вдоль шоссе).

Механизмы обновления когнитивных карт в мозге изучали на крысах. Когда тех помещали в знакомый лабиринт, изменив положение ориентиров на стенах, в гиппокампе крыс одновременно проходило два процесса: в одной части структуры карта восстанавливалась, а в другой — создавалась с нуля, как будто особь впервые попала в это место.

Алиса Бахарева