Doktor bioloških znanosti Leonid Voronov, kandidat bioloških znanosti Valerij Konstantinov, Čuvaška državna pedagoška univerza I. Ya. Yakovleva (Čeboksary)
Vrane so že dolgo vstopile v intelektualno elito živalskega sveta. Vsi poznajo Aesovo znamenito pripoved o vrani in vrču: ptica ni dosegla vode s kljunom in je, da bi pila, začela vrči kamenčke v vrč, dokler voda ni narasla na zahtevano raven. Toda do danes še vedno spoznavamo nove sposobnosti teh ptic.
Njihov čin se nenehno povečuje - ptice iz prisrčne družine so se ujele s primati in dosegle inteligenco majhnih otrok. Vendar ne bi bilo povsem pravilno reči, da so nekaj dosegli - očitno je bilo, da se koprive od nekdaj odlikuje z visoko inteligenco, pravkar smo se šele lotili preučevanja ptičjih možganov v vseh podrobnostih njihove psihologije in nevrobiologije.
Vrane s kapuco izkazujejo izjemno inteligenco v najrazličnejših situacijah. Pozimi bodo našli nekje aluminijast pokrov iz posode, se usedli nanj in se vozili s zasneženih streh kot na sani, nato pa dražili pse in mačke, tako da se oprimejo repov. V lužah namočijo skorje kruha, skrijejo hrano v skladiščih in celo namerno vržejo pod kolesa avtomobilov, česar ne morejo kljukati.
Bili so časi, ko so vrane odpirale zadrgo nakupovalne torbe in vzele zaloge. Na nepredstavljiv način prepoznajo ljudi "na pogled" ne glede na oblačila in zlahka ločijo pištolo od palice. Vrane "sodelujejo" med seboj pri skupnih dogodivščinah. Na primer, "delajo" v parih, kradejo jajca iz gnezd drugih ljudi: ena vrana pelje ptico iz gnezda, druga pa pobere jajca. To kompleksno vedenje potrebuje nekaj razlage.
V znanstvenem svetu se je zanimanje za ptičjo inteligenco pojavilo, ko so biologi in antropologi resno razmišljali o izvoru človeške inteligence.
Inteligenca se od nikoder ne bi mogla pojaviti tako takoj (razen, če seveda niso dovoljene religiozne in pacianološke razlage), mora imeti nekakšen temelj v evolucijski preteklosti. Najprej so začeli iskati takšen temelj, seveda med primati. A veliko bolj zanimivo je bilo poskusiti najti kognitivne sposobnosti pri pticah, ki evolucijsko niso tako blizu človeku kot opice.
Promocijski video:
Dolgo časa je manipulacija z orodji veljala za enega glavnih znakov visoke inteligence, ki človeka razlikuje od vseh drugih živali. Toda, kot se je izkazalo, lahko ptice uporabljajo tudi orodja ter jih ustvarjajo in spreminjajo. To spretnost so opazili ne samo v koridovjih, temveč tudi pri čapljah in gapah iz dlana Galapagos. Kljub temu so bili favoriti zoopsihologov novoaledozemska volana.
Kaj počne novoledoledski raven, ko mora dobiti na primer žuželko iz vrzela? Na grmu izbere krivo vejico, jo s kljunom odtrga, z nje odtrga odvečno lubje in nepravilnosti, na enem koncu pusti le vozel in na koncu obriše nastalo krošnjo na mestih, kjer se lahko skriva nekaj okusnega.
Raziskovalci z univerze St Andrews (Velika Britanija) so ugotovili, da tudi ptice ocenjujejo kakovost dobljenega orodja. Hkrati s poskusom in napako ne ugotovijo, na katerem koncu vejice se bo zataknilo v režo in ali je določena vejica na splošno primerna za nalogo, ampak kot da si vnaprej predstavljajo, kako bo delovalo to ali tisto orodje dela, in izberejo najprimernejšega.
Novo kaledonski krokarji niso omejeni na palice in vejice. Poskusi zoologov z Univerze v Aucklandu (Nova Zelandija) so pokazali, da lahko te ptice uporabljajo celo tako zapleten in skrivnosten predmet kot ogledalo za svoje namene. S pomočjo ogledala so krokarji določili, kje je kos mesa (same hrane niso videli, le njen odsev). Če pogledamo odsev, so ptice razumele, kam naj nataknejo kljun, da bi dobile priboljšek, in izvedle so poskuse z divjimi pticami, ki še niso imele časa živeti poleg ljudi.
Na splošno divje živali zelo redko lahko razumejo, da je odsev odsev. Majhna elita živalskega sveta, ki vključuje sive papige, nekatere primate, delfine in indijske slone, lahko reši "zrcalno uganko". Zdaj so jim dodali še garane.
Dosežki novokaledonskih vovenov so rasli: ista ekipa zoologov z Univerze v Aucklandu je ugotovila, da so sposobni vzročne sklepanja. Bistvo eksperimenta je bilo v tem, da so morale ptice v svoje misli "zliti" gibanje predmeta in osebe, ki predmet manipulira, krokarji pa same manipulacije niso videli neposredno. Preprosto povedano, ptice so bile zaprošene, naj rešijo uganko lutkovnega gledališča: tukaj je palica, tukaj je človek, človek hodi za zaslonom in palica se začne premikati. In ptice so resnično razumele, da obstaja neviden "povzročitelj delovanja" (mimogrede, pri otrocih se podobna sposobnost pojavi že pri starosti sedmih mesecev).
Ne smemo pa razmišljati, da so novoaledonski voveni edini predmeti tovrstnih raziskav. V nedavnem delu japonskih zoologov z univerze Utsunomiya je bilo prikazano, da lahko vrane z veliko porabo povežejo število in abstraktne simbole s količino hrane. Po številu in geometrijskih oblikah na posodah za hrano so ptice prepoznali, kje jih je bilo več in kje manj. Z drugimi besedami, ptice so se zavedale številčnih razmerij.
Drug primer inteligencije morjalov je njihova sposobnost, da se več let spominjajo svojih prijateljev in sovražnikov. Poleg tega njihov družbeni spomin ni omejen na posameznike iste vrste: mestne vrane se na primer spomnijo glasov drugih ptic in ljudi. Primeri inteligence koridov se lahko množijo in množijo, toda od kod ta iznajdljivost? To vprašanje, kot je enostavno razumeti, je nevrobiološko, in da nanj odgovorimo, moramo pogledati v ptičje možgane.
Moram reči, da je bila do nedavnega psiha ptic tradicionalno podcenjena, in to ne le zaradi majhnosti njihovih možganov, ampak tudi zaradi posebnosti njene strukture. Ptičji možgani so brez šeststoplastne nove skorje (ki jo imajo sesalci), njena evolucija pa se je nadaljevala zaradi preobrazbe jeder striatuma ali striatuma.
Striatum je starejši od možganske skorje, njegove funkcije pa so enostavnejše od funkcije, zato je centralni živčni sistem ptic dojemal kot primitivno strukturo, ki ni bila zasnovana za izvajanje višjih kognitivnih funkcij, ki jih opravlja nova skorja sesalcev.
Sčasoma pa se je pogled na ptičje možgane začel spreminjati - izkazalo se je, da je bolj zapleteno, kot so mislili. Če želite razumeti njegovo precej zapleteno strukturo, morate vedeti nekaj podrobnosti. Ptičji možgani vključujejo več polj s specifičnimi funkcijami. Vsako polje je sestavljeno iz strukturnih komponent - glia, nevronov in nevroglialnih kompleksov. Kot veste, nevron prenaša informacije, glia mu pomaga, nevroglialni kompleks pa očitno analizira informacije, kot to počnejo celični stebri korte sesalcev. (Stolpec je skupina nevronov, ki se nahajajo v neokorteksu možganov pravokotno na njegovo površino in združujejo živčne celice v različnih plasteh možganske skorje.)
Na splošno napredek vretenčarskih možganov, kot ga je oblikoval znani ruski biolog Leonid Viktorovič Krušinski, spremlja povečanje dveh medsebojno povezanih lastnosti - strukturne diskretnosti ter funkcionalne in strukturne redundiranosti. Ugotovljeno je bilo, da kljub razlikam v prostorski organizaciji nevronskih mrež v striatumu ptic in neokorteksu sesalcev njihov nastanek in razvoj v evoluciji določata iste morfološke pravilnosti.
Napredek centralnega živčnega sistema višjih vretenčarjev so spremljale ključne spremembe. Najprej se je povečalo skupno število nevronov, celične populacije in prehodne oblike med njimi; drugič, vse vrste tkivnih in celičnih polimorfizmov so se povečale znotraj vsake vrste nevronskih mrež; tretjič, nastali so moduli - zapletene nadcelične strukturne in funkcionalne enote obdelave informacij.
Raziskave, ki smo jih izvedli na Oddelku za biologijo Čuvaške državne pedagoške univerze po imenu I. Ya. Yakovlev, dovoljeno dopolniti ta merila. Izkazalo se je, da sta stopnja njegove asimetrije in pravilnosti interpozicije (stopnja agregacije) njegovih celičnih in nadceličnih strukturnih komponent povezana tudi z napredkom v razvoju ptičjih možganov.
Imajo kobilice kakšne lastnosti, ki ločujejo njihove možgane od drugih ptic? Da bi to naredili, je treba vrana primerjati z nekom - na primer z golobico. Golobi res niso zelo pametni, številna dela profesorice Zoje Aleksandrovne Zorina in njenih kolegov z biološke fakultete Moskovske državne univerze pa so omogočila podrobno ugotovitev, kaj natančno so golobi neumnejši od vrane. Vrane s kapuco lahko ocenijo velikost naborov in shranijo takšne matematične podatke ne le v določenih slikah, temveč tudi v posplošeni, abstraktni obliki, ki jo ptice lahko povežejo na primer z arabskimi številkami; lahko vidijo analogije v obliki predmetov, ne glede na barvo teh predmetov.
Se pravi, da ptice predstavljajo ločeno lastnost "v mislih", ne da bi bile vezane na določen predmet. Golobi se tega postopka naučijo veliko počasneje. Poleg tega se odnos do učenja golobov praktično ne oblikuje pri golobih, medtem ko se v koridovjih pojavlja precej hitro in na podlagi optimalne strategije. Očitno se razlika v kognitivnih sposobnostih razloži z razlikami v strukturi možganov ptic teh dveh vrst.
Uspeli smo ugotoviti, da ima vrana dvakrat več nevronov v svojih možganih kot golob, njihova specifična gostota pa je dvakrat večja. Hkrati so nevroni in glia v možganih vrane manjši, nevroglialni kompleksi pa večji kot pri golobu.
Da bi podrobneje razumeli posebnosti ptičjih možganov, je v študijo vključila tudi škrbine (Fringillidae). Te ptice so sposobne zapletenih manipulacij pri pridobivanju semen iz stožcev različnih vrst iglavcev. Na primer, zaposleni v laboratoriju Z. A. Zorina so ugotovili, da so smrekovi križanci (ki spadajo med plavače), tako kot vrane, sposobni posploševanja - enega najpomembnejših sestavnih delov racionalne dejavnosti.
Učinkovitost možganske aktivnosti ne določa le število in območje nevronov, glia in nevroglialnih kompleksov, temveč tudi njihova lokacija v prostoru, od katere je odvisna sposobnost nevronov, da se med seboj "pogovarjajo". Medsebojno razporeditev možganskih celic je lahko značilna razdalja med poljubnim parom najbližjih celic. Povprečne razdalje med celicami tvorijo tako imenovano matriko bližine celic, ki je različna za vsako preučeno polje možganov. Takšna matrica služi kot priročno orodje za oceno strukture možganov.
Z njegovo pomočjo smo lahko ugotovili, da je medsebojna bližina (združevanje) nevronov in nevroglialnih kompleksov v vranah veliko večja kot pri pticah iz družine plavutov. Se pravi, v vranah so strukturne komponente možganov nameščene bližje drug drugemu, kar pospeši in optimizira delo živčnih verig. Do izboljšanja delovanja nevronov in nevroglialnih kompleksov bi lahko prišlo zaradi dejstva, da se je stopnja razvejenosti živčnih celic zvišala - v njih se je začelo oblikovati več dendritov, kar je posledično postalo mogoče zaradi zmanjšanja območja soma (celičnega telesa).
Tako vrane dolgujejo svojo izjemno inteligenco posebnostim nevronske arhitekture. A še vedno so ptice, vključno s koprivami, po celotnem številu nevronov opazno manjše od sesalcev. Če imajo možgani vrane 660 milijonov nevronov, potem se pri živalih njihovo število meri na desetine milijard.
Kaj omogoča, da revniki rešijo težave, ki so enaki nekaterim primatom?
Dejstvo je, da pri sesalcih v evolucijski seriji gostota celičnih elementov upada, pri pticah pa se poveča, tudi zaradi združevanja posameznih nevronov in glija v prej omenjene nevroglialne komplekse. Očitno je v povezavi s pridobitvijo sposobnosti ptic, da po potrebi po eni strani poteka največje osvetlitev skupne mase, na drugi strani pa pospeševanje premikov v njihovih možganih, radikalna optimizacija mehanizmov za obdelavo informacij.
To je zahtevalo drugačno strukturno in celično rešitev: namesto stolpčne strukture, značilne za sesalce, so se pri pticah razvili sferični celični kompleksi. Ti kompleksi so postali najpomembnejše strukturne in funkcionalne enote ptičjih možganov, ki po učinkovitosti niso slabše od nevronskih stebrov v možganih živali.