Doktor bioloških znanosti Leonid Voronov, kandidat bioloških znanosti Valerij Konstantinov, Čuvaško državno pedagoško sveučilište I. Ya. Yakovleva (Čeboksary)
Gavrani su odavno ušli u intelektualnu elitu životinjskog svijeta. Svima je poznata Aesopova čuvena bajka o vrani i vrču: ptica kljunom nije dosegla vodu i, pijući, počela je bacati šljunak u vrč dok voda ne poraste na potrebnu razinu. No do danas nastavljamo učiti o novim sposobnostima ovih ptica.
Njihov se čin neprestano povećava - uhvatili su se za primate, ptice iz družine obitelji dosegnule su inteligenciju male djece. Međutim, ne bi bilo potpuno ispravno reći da su nešto postigli - očito je da se koridovi oduvijek odlikuju visokom inteligencijom, upravo smo se upravo upoznali s proučavanjem ptičjih mozgova u svim detaljima njihove psihologije i neurobiologije.
Vrane s kapuljačom pokazuju izvanrednu inteligenciju u najrazličitijim situacijama. Zimi će negdje naći aluminijski poklopac iz lonaca, sjesti na njega i jahati se sa snijegom pokrivenih krovova poput sanke, a zatim zadirkivati pse i mačke hvatajući ih za repove. Oni natapaju korice kruha u lokvama, skrivaju hranu u spremištu i čak namjerno bacaju pod kotače automobila ono što ne mogu ključati.
Bilo je trenutaka kada su vrane otvorile patentni zatvarač i izvadile zalihe. Oni na nezamisliv način prepoznaju ljude "po viđenju" bez obzira na odjeću i lako razlikuju pištolj od štapa. Vrane "surađuju" međusobno u zajedničkim avanturama. Na primjer, "rade" u paru, kradu jaja iz tuđih gnijezda: jedna vrana tjera pticu iz gnijezda, a druga uzima jaja. Ovo složeno ponašanje treba neko objašnjenje.
U znanstvenom svijetu zanimanje za ptičju inteligenciju nastalo je kada su biolozi i antropolozi ozbiljno razmišljali o podrijetlu ljudske inteligencije.
Nigdje se inteligencija ne bi mogla pojaviti tako odmah (osim ako, naravno, nisu dopuštena religijska i paraznanstvena objašnjenja), mora imati nekakav temelj u evolucijskoj prošlosti. Prije svega, počeli su tražiti takav temelj, naravno među primatima. Ali bilo je mnogo zanimljivije pokušati pronaći kognitivne sposobnosti kod ptica, koje evolucijski nisu toliko bliske ljudima kao majmuni.
Promotivni video:
Dugo vremena manipulacija alatima smatrala se jednim od glavnih znakova visoke inteligencije koja razlikuje ljude od svih ostalih životinja. No, kako se ispostavilo, ptice također mogu koristiti alate, kao i stvarati ih i mijenjati. Ova se vještina opazila ne samo u kornjačama, već i u čaplji i galama. Međutim, favoriti zoopsihologa bili su novo kaledonski gavrani.
Što radi novokaledonski gavran kada treba dobiti, na primjer, insekta iz pukotine? Odabere krivo grančicu na grm, odsječe ga kljunom, otkine višak kore i nepravilnosti s njega, ostavljajući samo čvor na jednom kraju i makne dobiveni krošnju na mjesta na kojima se može sakriti nešto ukusno.
Istraživači sa Sveučilišta St Andrews (Velika Britanija) otkrili su da i ptice ocjenjuju kvalitetu dobivenog instrumenta. Istovremeno, pokušajem i pogreškama ne utvrđuju na kojem kraju grančica da zaviri u utor i je li određena grančica općenito pogodna za zadatak, već kao da unaprijed zamišljaju kako će funkcionirati ovaj ili onaj alat rada i odaberu najprikladnije.
Novo kaledonska gavrana nije ograničena na štapove i grančice. Pokusi zoologa sa Sveučilišta u Aucklandu (Novi Zeland) pokazali su da ove ptice mogu koristiti čak i tako složen i tajanstven predmet kao ogledalo u svoje vlastite svrhe. Uz pomoć ogledala, gavrani su odredili gdje je komad mesa (oni nisu vidjeli samu hranu, samo njezin odraz). Gledajući odraz, ptice su shvatile kamo zabiti kljun kako bi dobile poslasticu, a izvedeni su i eksperimenti s divljim pticama koja još nisu imala vremena živjeti pored ljudi.
Općenito, divlje životinje vrlo rijetko mogu razumjeti da je odraz odraz. Mala elita životinjskog svijeta, koja uključuje sive papige, neke primate, delfine i indijske slonove, ima sposobnost da riješi "zrcalnu zagonetku". Sada su im dodani gavrani.
Postignuća novokaledonskih gavrana su rasla: isti tim zoologa sa Sveučilišta u Aucklandu utvrdio je da su sposobni za kauzalni zaključak. Suština eksperimenta bila je u tome što su ptice morale "stopiti" u svom umu kretanje predmeta i osobe koja manipulira objektom, a gavrani nisu sami vidjeli manipulaciju. Jednostavno rečeno, ptice su bile zamoljene da riješe zagonetku kazališta lutaka: ovdje je štap, ovdje je čovjek, čovjek hoda iza ekrana, a štap se počinje kretati. A ptice su stvarno shvatile da postoji nevidljivi „agent djelovanja“(usput, kod djece se slična sposobnost pojavljuje već u dobi od sedam mjeseci).
Ipak, ne treba misliti da su novo kaledonski gavrani jedini objekti ove vrste istraživanja. U nedavnom radu japanskih zoologa sa Sveučilišta Utsunomiya pokazalo se da vrane velike klase mogu povezivati brojeve i apstraktne simbole s količinom hrane. Po brojevima i geometrijskim oblicima na spremnicima za hranu, ptice su bile prepoznate tamo gdje ih je bilo više, a gdje manje. Drugim riječima, ptice su bile svjesne brojčanih omjera.
Još jedan primjer inteligencije srdaca je njihova sposobnost da se sjećaju svojih prijatelja i neprijatelja nekoliko godina. Štoviše, njihovo društveno pamćenje nije ograničeno na jedinke iste vrste: na primjer, gradske vrane pamte glasove drugih ptica i ljudi. Primjeri inteligencije srdaca mogu se množiti i množiti, ali otkud dolazi ova domišljatost? Ovo je pitanje, kako je lako razumjeti, neurobiološko, a da bismo na njega odgovorili, moramo pogledati u ptičji mozak.
Moram reći da se donedavno psiha ptica tradicionalno podcjenjivala, i to ne samo zbog male veličine njihovog mozga, već i zbog specifičnosti njegove strukture. Mozak ptice lišen je novoga korteksa u šest slojeva (kojeg imaju sisavci), a njegova evolucija nastavila je zbog transformacije jezgara striatuma ili striatumu.
Striatum je stariji od korteksa, a njegove su funkcije jednostavnije od njega, stoga je središnji živčani sustav ptica shvaćen kao primitivna struktura koja nije bila namijenjena za provođenje viših kognitivnih funkcija koje obavlja novi korte sisavaca.
S vremenom se, međutim, gledište ptičjeg mozga počelo mijenjati - pokazalo se da je složenije nego što su mislili. Da biste razumjeli njegovu prilično složenu strukturu, morate znati neke detalje. Mozak ptice uključuje nekoliko polja s određenim funkcijama. Svako polje sastoji se od strukturnih komponenti - glia, neurona i neuroglialnih kompleksa. Neuron, kao što znate, prenosi informaciju, glia mu pomaže, a neuroglialni kompleks, očigledno, analizira informacije, kao što to čine stanični stupovi kore sisavaca. (Stupac je skupina neurona koja se nalazi u neokorteksu mozga okomito na njegovu površinu i objedinjuje živčane stanice u različitim slojevima moždanog korteksa.)
Općenito, napredak kralježnjaka mozga, kako ga je formulirao poznati ruski biolog Leonid Viktorovič Kršinski, popraćen je porastom dviju međusobno povezanih kvaliteta - strukturne diskretnosti i funkcionalne i strukturne redundiranosti. Utvrđeno je da, usprkos razlikama u prostornoj organizaciji neuronskih mreža u striatumu ptica i neokorteksu sisavaca, njihovo formiranje i razvoj u evoluciji određuju iste morfološke pravilnosti.
Napredak središnjeg živčanog sustava viših kralježnjaka popraćen je ključnim promjenama. Prvo, ukupni broj neurona, stanične populacije i prijelazni oblik među njima se povećao; drugo, sve vrste tkivnih i staničnih polimorfizma povećavale su se unutar svake vrste neuronskih mreža; treće, formirani su moduli - složene izvanćelijske strukturne i funkcionalne jedinice za obradu informacija.
Istraživanja koja smo proveli na Odjelu za biologiju Čuvaškog državnog pedagoškog sveučilišta I. Ya. Yakovlev, dozvoljeno je nadopuniti ove kriterije. Pokazalo se da su stupanj njegove asimetrije i pravilnosti interpozicije (stupanj agregacije) njegovih staničnih i nadćelijskih strukturnih komponenti također povezani s napretkom u razvoju ptičjeg mozga.
Imaju li kobilice neka obilježja koja razlikuju njihov mozak od ostalih ptica? Da biste to učinili, vrana treba uspoređivati s nekim - na primjer, golubom. Golubovi se zaista ne razlikuju velikom inteligencijom, a brojna djela profesorice Zoje Aleksandrovne Zorine i njezinih kolega s Biološkog fakulteta Moskovskog državnog sveučilišta omogućila su detaljno otkrivanje koji su točno golubovi gluplji od vrana. Vrane s kapuljačom mogu ocijeniti veličinu skupova i pohraniti takve matematičke podatke ne samo u određene slike, već i u generalizirani, apstraktni oblik koji ptice mogu povezati, na primjer, s arapskim brojevima; mogu vidjeti analogije u obliku predmeta, bez obzira na boju tih predmeta.
To jest, čini se da ptice predstavljaju zasebno svojstvo "u umu", a da nisu vezane za određeni objekt. Golubovi uče ovaj postupak mnogo sporije. Uz to, stav kod učenja praktički se ne formira u golubovima, dok se u jezicima ono prilično brzo pojavljuje i na temelju optimalne strategije. Očito je da se razlika u kognitivnim sposobnostima objašnjava razlikama u strukturi mozga ptica ove dvije vrste.
Uspjeli smo saznati da vrana ima dvostruko više neurona u svom mozgu od goluba, a njihova specifična gustoća dvostruko je veća. Istodobno su neuroni i glije u mozgu vrane manji, a neuroglialni kompleksi veći nego kod goluba.
Da bismo bolje razumjeli specifičnosti ptičjeg mozga, u studiju su bile uključene i peraje (Fringillidae). Ove ptice su sposobne za složenu manipulaciju prilikom vađenja sjemena iz konusa različitih vrsta četinjača. Primjerice, zaposlenici laboratorija Z. A. Zorina utvrdili su da su križevi smreke (koji pripadaju perajama), poput vrana, sposobni za generalizaciju - jednu od najvažnijih sastavnica intelektualne aktivnosti.
Učinkovitost aktivnosti mozga određena je ne samo brojem i površinom neurona, glija i neuroglialnih kompleksa, već i njihovim smještajem u prostoru, o kojem ovisi sposobnost neurona da "razgovaraju". Međusobnim rasporedom stanica mozga može se karakterizirati udaljenost između proizvoljnog para najbližih stanica. Prosječne udaljenosti između stanica tvore takozvanu matricu blizine stanica, koja je različita za svako proučeno polje mozga. Takva matrica služi kao prikladan alat za procjenu strukture mozga.
Uz njegovu pomoć uspjeli smo utvrditi da je međusobna blizina (agregacija) neurona i neuroglialnih kompleksa u vranama mnogo veća nego kod ptica iz porodice buba. Odnosno, u vranama su strukturne komponente mozga smještene bliže jedna drugoj, što ubrzava i optimizira rad živčanih lanaca. Do poboljšanja u radu neurona i neuroglialnih kompleksa moglo bi doći zbog činjenice da se stupanj razgranavanja živčanih stanica povećao - u njima se počelo stvarati više dendrita, a to je zauzvrat postalo moguće uslijed smanjenja područja soma (staničnog tijela).
Dakle, vrane duguju svoju izuzetnu inteligenciju osobitostima neuronske arhitekture. Ali još uvijek su ptice, uključujući grdne ptice, vidno inferiorne sisavcima u pogledu ukupnog broja neurona. Ako mozak vrane ima 660 milijuna neurona, onda se u životinjama njihov broj mjeri u desecima milijardi.
Što omogućuje vjevernicima da rješavaju probleme usporedo s nekim primatima?
Činjenica je da se kod sisavaca u evolucijskoj seriji smanjuje gustoća staničnih elemenata, dok se kod ptica povećava, uključujući i zbog objedinjavanja pojedinih neurona i glija u gore spomenute neuroglialne komplekse. Očigledno, u vezi s stjecanjem sposobnosti ptica da lete, ako je potrebno, s jedne strane, došlo je do maksimalnog osvjetljenja ukupne mase, a s druge strane, ubrzavanja pokreta u njihovom mozgu, radikalne optimizacije mehanizama za obradu informacija.
Ovo je zahtijevalo drugačije strukturno i stanično rješenje: umjesto stupaste strukture karakteristične za sisavce, kod ptica su se razvili sferični stanični kompleksi. Ovi kompleksi postali su najvažnije strukturalne i funkcionalne jedinice ptičjeg mozga, koje po učinkovitosti nisu niže u odnosu na neuronske stupove u mozgu životinja.