Biotieteiden tohtori Leonid Voronov, biologisten tieteiden kandidaatti Valeri Konstantinov, nimeltään Chuvashin osavaltion pedagoginen yliopisto I. Ya. Yakovleva (Cheboksary)
Korvat ovat jo kauan tulleet eläinmaailman älykkyyteen. Kaikki tietävät Aesopin kuuluisan tarinan variksesta ja kannusta: lintu ei saavuttanut nokkaansa vettä ja juodakseen hän alkoi heittää kiviä kannuun, kunnes vesi nousi vaaditulle tasolle. Mutta tähän päivään mennessä opimme edelleen näiden lintujen uusista kyvyistä.
Niiden asema kasvaa tasaisesti - kun kädelliset ovat kädelliset, corvid-perheen linnut ovat saavuttaneet pienten lasten älykkyyden. Ei kuitenkaan olisi täysin oikein sanoa, että he ovat saavuttaneet jotain - selvästi korvit ovat aina erottaneet korkean älykkyyden, se on vain, että olemme juuri tutustuneet linnun aivoihin heidän psykologiansa ja neurobiologiansa yksityiskohdissa.
Koukussa varisilla on erinomainen älykkyys monissa tilanteissa. Talvella he löytävät altaasta alumiinikannen, istuvat sen päällä ja ajavat lumisten kattojen päältä kuin kelkalla, sitten kiusoittelevat koiria ja kissoja tarttumalla pyrstään. He liottavat leivänkuoruja läiskissä, piilottavat ruokaa varastossa ja heittävät jopa tahallisesti autojen pyörien alle sen, mitä he eivät kykene nokkimaan.
Aika aikoina varikset avasivat ostoskassin vetoketjun ja ottivat varauksia. He tunnistavat ihmisen käsittämättömällä tavalla "näkyvyyden" mukaan heidän vaatteistaan riippumatta ja erottavat helposti aseen sauvasta. Varikset "tekevät yhteistyötä" keskenään yhteisissä seikkailuissa. Esimerkiksi, he "työskentelevät" pareittain, varastaen munia muiden ihmisten pesistä: yksi varis ajaa linnun pesästä ja toinen poimii munat. Tämä monimutkainen käyttäytyminen vaatii selitystä.
Tiedemaailmassa kiinnostus lintujen älykkyyteen heräsi, kun biologit ja antropologit miettivät vakavasti ihmisen älykkyyden alkuperää.
Älykkyys ei voinut missään vaiheessa ilmestyä niin heti (ellei tietenkään uskonnollisia ja epäteoriallisia selityksiä sallita), sillä on oltava jonkinlainen perusta evoluutiohistoriaan. Ensinnäkin he alkoivat etsiä tällaista perustaa tietysti kädellisten keskuudessa. Mutta oli paljon mielenkiintoisempaa yrittää löytää kognitiivisia kykyjä linnuilta, jotka eivät evoluutiossa ole yhtä lähellä ihmisiä kuin apinat.
Mainosvideo:
Työkalujen käsittelyä pidettiin pitkään yhtenä korkean älykkyyden päämerkkinä, joka erottaa ihmiset kaikista muista eläimistä. Mutta kuten kävi ilmi, linnut voivat käyttää myös työkaluja sekä luoda ja muokata niitä. Tätä taitoa havaittiin paitsi korveilla, myös haikaroilla ja Galapagos-tikan petoilla. Eläintieteiden psykologien suosikkeja olivat kuitenkin Uuden-Kaledonian korpit.
Mitä Uusi-Kaledonian korppi tekee, kun sen täytyy saada esimerkiksi hyönteinen raosta? Hän valitsee väännetyn oksan pensasta, katkaisee sen nokkillaan, repii pois ylimääräisen kuoren ja epäsäännöllisyydet siitä, jättäen vain solmun toiseen päähän, ja jättää tuloksena olevan virkkauksen paikkoihin, joissa jotain maukasta voi piiloutua.
St Andrewsin yliopiston (Iso-Britannia) tutkijat havaitsivat, että linnut arvioivat myös tuloksena olevan työkalun laadun. Samanaikaisesti he eivät selvitä kokeellisesti ja erehdyksellä, mikä oksan pää pistetään uraan ja sopiiko tietty oksa yleensä tehtävään, mutta ikään kuin he kuvittelevat etukäteen, kuinka tämä tai tuo työkalu toimii, ja valitsevat sopivimman.
Uusi-Kaledonian korvat eivät ole rajoittuneet tikkuihin ja oksiin. Aucklandin yliopiston (Uusi-Seelanti) eläintieteilijöiden kokeet ovat osoittaneet, että nämä linnut voivat käyttää jopa niin monimutkaista ja salaperäistä esinettä peilinä omiin tarkoituksiinsa. Peilin avulla korvet määrittivät, missä lihapala oli (he eivät nähneet itse ruokaa, vain sen heijastusta). Heijastusta tarkastellessaan linnut ymmärsivät, mihin nokka kiinnitetään, jotta he saivat mailan, ja kokeita tehtiin luonnonvaraisilla lintuilla, joilla ei vielä ollut aikaa elää ihmisten vieressä.
Yleensä villieläimet pystyvät hyvin harvoin ymmärtämään, että heijastus on heijastusta. Pienellä eläinmaailman eliitillä, joka sisältää harmaita papukaijoja, joitain kädellisiä, delfiinejä ja intialaisia norsuja, on kyky ratkaista”peili arvoitus”. Nyt korppia on lisätty heihin.
Uuden Kaledonian korvien saavutukset kasvoivat: sama ryhmä eläintieteilijöitä Aucklandin yliopistosta havaitsi kykenevänsä syy-johtopäätöksiin. Kokeen ydin oli, että lintujen oli”sulatettava” mielessään esineen ja esinettä manipuloivan henkilön liikkeet, eikä korpit näkineet itse manipulointia suoraan. Yksinkertaisesti sanottuna, lintuja pyydettiin ratkaisemaan nukketeatterin palapeli: tässä on keppi, tässä on mies, mies kävelee näytön takana ja keppi alkaa liikkua. Ja linnut todella ymmärsivät, että siellä on näkymätön "toiminnan tekijä" (muuten lapsilla samanlainen kyky ilmenee seitsemän kuukauden ikäiseksi).
Ei pidä kuitenkaan ajatella, että Uusi-Kaledonian korvat ovat ainoat tällaisen tutkimuksen kohteet. Utsunomiyan yliopiston japanilaisten eläintieteilijöiden äskettäisessä työssä osoitettiin, että isolaskutet varisat voivat yhdistää numerot ja abstraktit symbolit ruoan määrään. Ruokarastioiden lukumäärän ja geometristen muotojen perusteella linnut tunnistettiin siellä, missä oli enemmän ja missä vähemmän. Toisin sanoen linnut olivat tietoisia numeerisista suhteista.
Toinen esimerkki korviksien älykkyydestä on heidän kyky muistaa ystävänsä ja vihollisensa useita vuosia. Niiden sosiaalinen muisti ei myöskään rajoitu saman lajin yksilöihin: esimerkiksi kaupunkivariset muistavat muiden lintujen ja ihmisten äänet. Esimerkkejä hirvien älykkyydestä voidaan kertoa ja moninkertaistaa, mutta mistä tämä kekseliäisyys tulee? Tämä kysymys, kuten on helppo ymmärtää, on neurobiologinen, ja siihen vastaamiseksi meidän on tutkittava linnun aivot.
Minun on sanottava, että viime aikoihin asti lintujen psyyke oli perinteisesti aliarvioitu, ei pelkästään niiden aivojen pienen koon, vaan myös lintujen rakenteen erityispiirteiden vuoksi. Linnun aivoissa ei ole kuuden kerroksen uutta aivokuortta (jolla on nisäkkäitä), ja sen kehitys eteni striatumin ytimien tai striatumin muutoksen vuoksi.
Striatum on aivokuorea vanhempi ja sen toiminnot ovat yksinkertaisempia kuin siksi, joten lintujen keskushermosto nähtiin alkeellisena rakenteena, jota ei ole tarkoitettu uuden nisäkkään aivokuoren suorittamien korkeampien kognitiivisten toimintojen toteuttamiseen.
Ajan myötä lintujen aivojen näkökulma alkoi kuitenkin muuttua - se osoittautui monimutkaisemmaksi kuin he ajattelivat. Jotta ymmärrät sen melko monimutkaisen rakenteen, sinun on tiedettävä joitain yksityiskohtia. Linnun aivot sisältävät useita kenttiä, joilla on erityiset toiminnot. Jokainen kenttä koostuu rakenteellisista komponenteista - gliasta, neuroneista ja neuroglialikomplekseista. Kuten tiedät, neuroni siirtää tietoa, glia auttaa sitä, ja neurogliaalinen kompleksi ilmeisesti analysoi tietoa, kuten nisäkkään aivokuoren solupylväät tekevät. (Pylväs on ryhmä neuroneja, jotka sijaitsevat aivojen neokorteksissa kohtisuorassa sen pintaan nähden ja yhdistävät hermosolut aivokuoren eri kerroksissa.)
Yleensä selkärankaisten aivojen etenemiseen, sellaisena kuin se on muotoiltu kuuluisan venäläisen biologin Leonid Viktorovich Krushinskyn kanssa, liittyy kahden toisiinsa liittyvän ominaisuuden - rakenteellisen diskreettin sekä toiminnallisen ja rakenteellisen redundanssin - lisääntyminen. Todettiin, että lintujen striatumin hermostoverkkojen ja nisäkkäiden neokorteksin alueellisessa järjestyksessä olevista eroista huolimatta niiden muodostuminen ja kehitys evoluutiossa määräytyvät samojen morfologisten kuvioiden avulla.
Korkeampien selkärankaisten keskushermoston etenemiseen liittyi keskeisiä muutoksia. Ensinnäkin, neuronien, solupopulaatioiden ja niiden välisten siirtymämuotojen kokonaismäärä kasvoi; toiseksi kaiken tyyppiset kudosten ja solujen polymorfismi lisääntyivät kunkin hermoverkkojen tyypin sisällä; kolmanneksi muodostettiin moduuleja - tietojenkäsittelyn monimutkaisia supersoluisia rakenteellisia ja toiminnallisia yksiköitä.
Tutkimus, jonka suoritimme Chuvashin osavaltion pedagogisen yliopiston biologian laitoksella I. Ya. Yakovlev antoi luvan täydentää näitä perusteita. Kävi ilmi, että sen epäsymmetrisyysaste ja sen solujen ja supra-solujen rakenteellisten komponenttien asettamisen (aggregaation aste) säännöllisyydet liittyvät myös lintujen aivojen kehityksen edistymiseen.
Onko hirvillä mitään ominaisuuksia, jotka erottavat heidän aivonsa muista lintuista? Tätä varten varis on verrattava joku - esimerkiksi kyyhkynen. Kyyhkyset eivät todellakaan ole kovin älykkäitä, ja professori Zoya Aleksandrovna Zorinan ja hänen kollegoidensa Moskovan valtionyliopiston biologisesta tiedekunnasta lukemat tekivät mahdolliseksi selvittää yksityiskohtaisesti, mitkä kyyhkyset ovat tyhmämpiä kuin varikset. Koukussa variset kykenevät arvioimaan sarjojen koon ja tallentamaan tällaisen matemaattisen tiedon paitsi erityisissä kuvissa, myös yleistetyssä, abstraktissa muodossa, jonka linnut voivat yhdistää esimerkiksi arabialaisiin numeroihin; he näkevät analogiat esineiden muodossa, riippumatta niiden väristä.
Toisin sanoen linnut näyttävät edustavan erillistä ominaisuutta "mielessä", olematta sidottuja tiettyyn esineeseen. Kyyhkyset oppivat tämän menettelyn paljon hitaammin. Lisäksi asennetta oppimiseen ei käytännössä muodosteta kyyhkysillä, kun taas korveissa se näkyy melko nopeasti ja optimaalisen strategian pohjalta. Ilmeisesti kognitiivisten kykyjen ero selitetään näiden kahden lajin lintujen aivojen rakenteen eroilla.
Onnistuimme selvittämään, että varisilla on aivoissaan kaksinkertainen määrä neuroneja kuin kyyhkysellä, ja niiden ominaistiheys on kaksinkertainen. Samanaikaisesti variksen aivojen neuronit ja glia ovat pienempiä, ja neuroglialkompleksit ovat suurempia kuin kyyhkynen.
Lintujen aivojen erityispiirteiden ymmärtämiseksi lisättiin tutkimukseen myös peipot (Fringillidae). Nämä linnut kykenevät monimutkaisiin käsittelyihin uuttamalla siemeniä erityyppisten havupuiden käpyistä. Esimerkiksi Z. A. Zorinan laboratorion työntekijät havaitsivat, että kuusen ristikkolinnat (jotka kuuluvat piikiin), kuten varikset, kykenevät yleistymään - yksi järkevän toiminnan tärkeimmistä komponenteista.
Aivojen toiminnan tehokkuutta ei määrätä paitsi neuronien, glia- ja neuroglialkompleksien lukumäärä ja pinta-ala, vaan myös niiden sijainti avaruudessa, josta neuronien kyky "puhua" keskenään. Aivosolujen keskinäiselle järjestelylle voidaan karakterisoida lähimpien solujen mielivaltaisen parin välinen etäisyys. Keskimääräiset etäisyydet solujen välillä muodostavat ns. Solun läheisyysmatriisin, joka on erilainen jokaisella tutkitulla aivokentällä. Tällainen matriisi toimii kätevänä työkaluna aivojen rakenteen arvioimiseksi.
Sen avulla voimme todeta, että neuronien ja neurogliaalikompleksien keskinäinen läheisyys (aggregoituminen) varisissa on paljon suurempi kuin eväperheen lintuissa. Toisin sanoen varisissa aivojen rakenneosat sijaitsevat lähempänä toisiaan, mikä nopeuttaa ja optimoi hermoketjujen toimintaa. Neuronien ja neurogliaalikompleksien toiminnan paraneminen voi johtua siitä, että hermosolujen haarautumisaste lisääntyi - niihin alkoi muodostua enemmän dendriittejä, ja tämä puolestaan tuli mahdolliseksi soman (solurungon) alueen vähentymisen vuoksi.
Joten varikset ovat poikkeuksellisen kekseliäisyytensä ansiosta hermoarkkitehtuurin erityispiirteille. Mutta silti linnut, korvikset mukaan lukien, ovat huomattavasti ala-arvoisempia kuin nisäkkäät neuronien kokonaismäärän suhteen. Jos variksen aivoissa on 660 miljoonaa neuronia, niin eläimissä niiden lukumäärä mitataan kymmenissä miljardeissa.
Mikä antaa korvikoille ratkaista ongelmat samalla tasolla kuin joidenkin kädellisten kanssa?
Tosiasia on, että evoluutiosarjan nisäkkäissä soluelementtien tiheys pienenee, kun taas lintuissa se kasvaa, mm. Yksittäisten neuronien ja glia: n yhdistymisen vuoksi edellä mainittuihin neurogliaalisiin komplekseihin. Ilmeisesti lintujen lentämiskyvyn hankkimisen yhteydessä tarvittaessa toisaalta kokonaismassan maksimaalinen valaiseminen ja toisaalta niiden aivojen liikkeiden kiihtyminen tapahtuivat tietojenkäsittelymekanismien radikaalin optimoinnin suhteen.
Tämä vaati erilaista rakenteellista ja solulista ratkaisua: nisäkkäille ominaisen pylväsrakenteen sijasta lintuissa kehittyi pallomaisia solukomplekseja. Näistä komplekseista on tullut lintuaivojen tärkeimpiä rakenteellisia ja toiminnallisia yksiköitä, joiden tehokkuus ei ole huonompi kuin eläinten aivojen hermosolun.