Сообразительность помогает синицам-гаичкам выживать в суровых зимних условиях
Обитание в суровых условиях требует от животного реализации всех его способностей. Немаловажную роль здесь могут играть и способности когнитивные, проще говоря — «сообразительность» животных. Ученые выяснили, что синицы-гаички, живущие на высокогорье, лучше справляются с тестами на «решение проблем», чем их собратья, живущие ниже, в условиях более мягкого климата. Возможно, поэтому они могут эффективнее добывать корм и, в конечном счете, выживать.
Выживание в суровых условиях подчас требует от животных не только адаптаций вроде густого меха или умения сооружать теплые убежища, но и умения более эффективно добывать корм. Зимой большинство птиц улетает на юг, но есть и виды, которые остаются зимовать «на севере». Среди них такие небольшие представители пернатых, как синицы, в том числе самые мелкие из них — гаички. Так, вес обычной в подмосковных лесах буроголовой гаички, или пухляка (Poecile montanus), составляет чуть более 10 г. Зимой эти птички сталкиваются с коротким зимним днем и значительными теплопотерями из-за низких температур. А корм найти этим преимущественно насекомоядным птицам непросто. В поисках спящих насекомых, их личинок и куколок, а также пауков они обыскивают различные щели и пустоты на стволах и ветвях деревьев.
Ученые из Невадского университета в Рино (США) предположили, что выживанию гаичек зимой способствуют их когнитивные (познавательные) способности. Иначе это можно назвать сообразительностью — то есть умением ориентироваться в незнакомой ситуации, с которой птица раньше не сталкивалась. В своем продолжающемся цикле исследований они последовательно демонстрируют, что гаички, обитающие в более суровых условиях, сообразительнее. В качестве оценки сообразительности они используют два популярных в подобных исследованиях типа тестов: на способности к «решению проблем» (problem-solving ability) и на «отношение к новизне» (response to novelty). Проводили эти тесты следующим образом.
В тестах на «решение проблем» в клетку помещали перевернутую пробирку. В пробирке находилась личинка бабочки-огневки (см. также Waxworm), а отверстие было заткнуто ватой (рис. 2, слева). Чтобы достать лакомство, гаичкам необходимо было вытащить вату — тогда личинка падала на пол клетки и, естественно, немедленно съедалась. Эксперимент продолжался в течение часа. Если птице удавалось достать и съесть личинку, задача считалось решенной успешно.
Рис. 2. Слева — конструкция для изучения способностей гаичек к «решению проблем» (на фото вместо личинки огневки в пробирку для наглядности помещен более крупный мучной червь). Справа — разноцветные кормушки, использовавшиеся в тестах на новизну. Фото из обсуждаемой статьи в Behavioral Ecology and Sociobiology
В тестах на новизну оценивали, насколько быстро птица перестает бояться новых предметов. Каждый эксперимент проводили в течение трех дней. В контрольном тесте голодную птицу запускали в ее клетку, где находилась привычная кормушка с личинкой. Во второй день кормушку подменяли на другую — иной формы и ярко окрашенную (рис. 2, справа). В третий день в клетку возвращали кормушку, которая была там в первый день. При этом сравнивали время, по истечении которого гаички съедали корм в каждом из опытов.
Ранее такие опыты были проведены с американскими черноголовыми гаичками (Poecile atricapillus, рис. 1, слева). Исследователи сравнивали птиц из двух популяций, значительно различающихся по условиям обитания. Речь идет о птицах, отловленных на Аляске и в Канзасе. Выяснилось, что аляскинские гаички превосходят канзасских в обоих тестах, значит, они более сообразительны и быстрее приспосабливаются к новизне (T. C. Roth et al., 2010. Learning capabilities enhanced in harsh environments: a common garden approach). Но эти гаички относятся к двум разным подвидам, то есть некоторое время эволюционировали независимо. А существуют ли различия между птицами из одной популяции?
Ответу на этот вопрос ученые посвятили новую статью, которая посвящена изучению другого вида — гаички Гамбела (Poecile gambeli, рис. 1, справа). Она населяет горные леса на западе США. Птиц для экспериментов отлавливали в одной и той же местности (штат Калифорния), но на разных высотах (1800 и 2400 метров над уровнем моря). Расстояния между точками отлова — всего около 10 км. В каждом месте паутинными сетями было поймано по 12 молодых птичек одного года рождения (отлов проводили в ноябре 2013 года), которые еще не имели собственного опыта зимовки. Гаичек тестировали после двух месяцев содержания в неволе, когда они привыкали к новым условиям.
Выяснилось, что гаички, отловленные на большей высоте, быстрее решают новую для них задачу. В опытах на «решение проблем» они достоверно чаще достигали успеха (рис. 3). А вот в экспериментах на «отношение к новизне» различий выявить не удалось (в отличие от того, что было сказано выше про черноголовую гаичку).
Рис. 3. Среднее число испытаний, которое требовалось гаичкам с разных высотных поясов, чтобы успешно справиться с задачей на «решение проблем» (черные кружочки). Рисунок из обсуждаемой статьи в Behavioral Ecology and Sociobiology
Таким образом, результаты согласуются с предположением, что сообразительность помогает гаичкам выживать в суровых зимних условиях.
Происхождение выявленных различий между птицами с разных высотных поясов пока не ясно. Они могут быть следствием либо естественного отбора (с увеличением высоты выживают предпочтительно более сообразительные особи), либо проявлением фенотипической пластичности. В последнем случае синички могут рождаться примерно с одинаковыми способностями. Но те, которые обитают в более суровом климате, со временем становятся более сообразительными.
Источник: Dovid Y. Kozlovsky, Carrie L. Branch, Vladimir V. Pravosudov. Problem-solving ability and response to novelty in mountain chickadees (Poecile gambeli) from different elevations // Behavioral Ecology and Sociobiology. 2015. V. 69(4). P. 635–643.
Алексей Опаев
-
При чём тут сообразительность? Правильно написано: "насколько быстро птица перестает бояться новых предметов". Проще говоря, где птицы более пуганы.
Тогда результаты "исследования" объясняются тривиально просто. Чем более "дремучее" место, тем птица менее пуглива. Аляска против Канзаса, высокогорье против низких мест.-
Не совсем согласен. Во-первых, различия между популяциями с разных высот выявлены в том, насколько быстро у птиц из разных мест получается вытащить личинку из заткнутой ваткой пробирки. Т.е. добыть пищу нестандартным способом – это и названо «сообразительностью». Кроме того, «тест на новизну» (где выявлены отличия между Аляской и Канзасом) по сути дела не имеет отношения к «запуганности» синиц. Птицы начинают бояться человека, когда он их постоянно «дергает». Т.е. они выучиваются человека бояться, это уже не новый стимул. А «тест на новизну» имеет отношение скорее к лабильности нервной системы.
-
Как ни называй - хоть сообразительностью, хоть когнитивностью - результат один: этот термин не имеет никакого научного содержания.
Вот когда будут разработана система единиц для численного измерения уровня этой самой когнитивности, и чтобы независимые измерения разных исследователей давали одинаковые результаты, и чтобы было ясно видно, что измеряется именно когнитивность, а не что-то другое, вот только тогда можно будет говорить о сравнении сообразительности синиц.
Мне в подобных опытах всегда вспоминается старый анекдот про ученых, изучающих устройство зонтиков. Они анализировали цвет ткани и материал ручки, пытаясь понять как это зонтики раскрываются и складываются.
-
Когда/если сообществом профильных учёных будет одобрен некий тест по измерению "когнитивности" - то результатом этого теста будет именно анализ "когнитивности", потому что это общепринятый тест измерения "когнитивности". Сепульки. :)
-
Да, Вы абсолютно правы. Можно что-то такое придумать, потом это померить, и говорить, что это как раз и есть когнитивность, а все остальное от лукавого. Такой формальный подход может иметь наукообразный вид, но едва ли приблизит к пониманию. Потому что такие многоплановые явления трудно формализуемы.
-
А возможно, тест с пробиркой моделирует какую-то достаточно распространенную ситуацию в высокогорье для синичек. Допустим, там много лишайников, которые напоминают вату, и синички просто уже неоднократно сталкивались с тем, что им приходилось отдирать лишайник для того, чтобы добраться до насекомых.Конечно, для нахождения решений с отдиранием лишайника синичкам тоже надо было одинаковое время с синичками с равнин в случае пробирки с ватой, но потом у них уже формировались "трудовые навыки", которые сокращают время на достижение результата.
Минимум по двум. Только начавшим самостоятельную жизнь птенцам, и по взрослым птицам?
-
Я согласен, что стоило бы сделать как-то так. Сложно сказать, почему они не делали такие опыты в данном случае. Отчасти может быть потому, что авторам статьи больше импонирует «наследственная» версия. И они, соответственно, подбирают данные для ее подтверждения: поэтому они и брали молодых птиц, чтобы как-то минимизировать влияние опыта. В их предыдущей работе по черноголовой гаичке они брали 10-дневных птенцов (упоминаемое в новости сравнение птиц из Канзаса и Аляски), выращивали их и затем проводили эксперименты. Т.е. опыт не играл роли. В обсуждении своего исследования гаички Гамбела они указали, что не могут совсем отвергнуть версию с пластичностью, но это вроде как менее вероятно (по их мнению). Сравнение птиц разных возрастных групп было бы очень интересно – но это тоже уже вопрос к авторам)).
Последние новости
Рис. 1. Черноголовая гаичка (Poecile atricapillus, слева) и гаичка Гамбела (Poecile gambeli, справа). Рисунки из книги Jon L. Dunn, Jonathan Alderfer. Field guide to the birds of North America (6th edition)