Способность птиц решать головоломки с едой связали с размером мозга и инновационным поведением

Биологи из США и Канады обнаружили, что птицы из отряда воробьинообразных, которые лучше решают головоломки, связанные с добычей пищи, имеют более крупный мозг и в дикой природе чаще изобретают новые способы добычи пищи. А вот результаты других когнитивных тестов, которые оценивают поведенческую гибкость, считающуюся важной для внедрения инноваций, не коррелируют ни с размером мозга, ни с уровнем инноваций. Исследование опубликовано в Nature Ecology & Evolution.

Способность животных находить какие-то новые способы решать актуальные задачи, вроде поиска и добычи пищи, связывают с поведенческой гибкостью. Чтобы животное могло внедрить какую-то инновацию, оно должно суметь прекратить использовать старое решение (если, к примеру, оно больше не работает), попробовать сделать что-то новое и заметить, сработало ли новое решение.

Когнитивные способности, лежащие в основе инновационного поведения, ученые пробуют измерять с помощью разных поведенческих тестов. Так, задачи на самоконтроль позволяют понять, может ли животное подавлять привычное поведение, которое больше не приводит к нужному результату; различные головоломки (решение проблем) показывают, может ли животное изобретать новые решения; а задачи на ассоциативное обучение проверяют, научится ли животное повторять вознаграждаемое поведение и не повторять невознаграждаемое. Однако связь между результатами этих тестов и инновационным поведением в естественной среде наблюдается не всегда. Ее сложно проследить еще и потому, что в одной работе ученые чаще всего наблюдают за поведением какого-то одного вида, и возможности сравнить показатели разных видов нет.

Жан-Николя Одет (Jean-Nicolas Audet) из Рокфеллеровского университета и его коллеги из США и Канады провели поведенческие исследования с представителями 15 видов птиц из отряда воробьинообразных, чтобы разобраться, с помощью каких тестов можно измерить склонность к инновационному поведению этих птиц в естественной среде. Ученые также проверили, есть ли связь между результатами тестов и размерами мозга — потому что ранние исследования показали, что размер мозга животных связан с частотой поведенческих инноваций.

Всего в экспериментах участвовало 203 особи (в основном самцы); с каждой птицей проводили по несколько поведенческих экспериментов. Часть из них оценивали способность птиц решать проблемы: чтобы получить доступ к какому-то лакомству, испытуемые должны были снять крышку, проткнуть что-то или потянуть за подвижный элемент — эти тесты назывались задачами по решению проблем. В другом тесте птицам нужно было обойти прозрачный барьер, чтобы добраться до пищи — это было задание на самоконтроль. И третий тест был ассоциативным: птиц учили различать два цвета — выбор одного награждался лакомством, а выбор второго — нет. После того как птицы этому научались, цвета меняли местами и переучивали их заново. Если все эти тесты на самом деле оценивают поведенческую гибкость, необходимую для инноваций, то их результаты для каждого вида должны коррелировать между собой, а также — с размером мозга представителей этого вида и уровнем инноваций, наблюдаемом в дикой природе.

Сначала ученые сравнили результаты разных тестов внутри видов и между ними и обнаружили, что связи между успешностью выполнения разных тестов нет: птицы могли хорошо решать одни поведенческие задачи, но плохо — другие. Это говорило о том, что разные тесты измеряют разные аспекты познания.

Инновационное поведение в дикой природе, а именно — находка и внедрение новых способов добывания пищи, коррелировало с результатами тех тестов, в которых птицам нужно было достать еду из закрытых контейнеров, но связи с другими тестами не было. То же самое было и с размером мозга: виды с более крупным мозгом лучше справлялись с крышечками и веревочками, однако успешность прохождения других тестов от размера мозга не зависела. Эти связи наблюдались и после того, как ученые учли разные ковариаты — уровень неофобии, условия экспериментов и так далее.

Авторы заключили, что когнитивные навыки, которые можно измерить в лаборатории с помощью задач по решению проблем — это те навыки, которые необходимы для изобретения технических инноваций в дикой природе; они же связаны с увеличением размера мозга. А тесты на ассоциативное обучение и самоконтроль, по всей видимости, измеряют другие когнитивные способности, напрямую не связанные с инновациями. То есть двигательные решения, по всей видимости, более важны при изобретении нового способа решать актуальные задачи, чем самоконтроль или изучение измененных сигналов.

Птицы могут проявлять инновационное поведение и вследствие урбанизации. Так, большие желтохохлые какаду, живущие в пригородах в Австралии научились открывать крышки мусорных баков, чтобы полакомиться объедками. При этом попугаи в разных районах открывали крышки по-разному.