Эму и нанду справляются с логическими задачами лучше страусов

Рис. 1. Небольшой частный зоопарк «Ноев Ковчег» (Noah's Ark Zoo Farm) около Бристоля стал ареной любопытного исследования интеллекта страусов и их родичей. Владельцы этого зоопарка пропагандируют креационизм, из-за чего он был исключен из некоторых образовательных госпрограмм. Но в какой бы мере владельцы зоопарка ни отрицали эволюцию, изучать интеллект этих птиц вне эволюционной парадигмы не слишком интересно, поэтому авторы публикации, явно подразумевая эволюционный аспект, сравнивают интеллект страусов с другими птицами и динозаврами. Забавно, что самого слова «эволюция» они постарались избежать: оно в статье не встречается ни разу. Фото с сайта tripadvisor.com

Британские ученые дали эму, страусам и нанду задачки на сообразительность: птицы должны были достать еду из хитрой кормушки. Эму и нанду справились с задачей, а страусы — нет. Ученые предполагают, что эта древняя линия птиц — бескилевые птицы — представляет собой стартовый уровень, с которого началась эволюция интеллекта птиц, которая привела к появлению сообразительных ворон и попугаев, иными словами, эволюционный маршрут птичьего интеллекта теперь прорисовывается отчетливее. Также предполагается, что представители этой линии могут быть адекватной моделью для реконструкции поведения динозавров. Из других работ, опубликованных вместе с поведенческой, следует, что крупный мозг птиц, ответственный за интеллект, развивался иными путями, чем у млекоптитающих. Поэтому интеллект птиц и интеллект млекопитающих — продукты конвергентной эволюции.

Исследователи из Бристольского университета провели поведенческие эксперименты на трех видах птиц — страусах, нанду и эму. Ученых, прежде всего, интересовало, способны ли эти птицы к инновационному поведению. Страусы, нанду и эму вместе с казуарами, киви и тинаму представляют группу бескилевых птиц (Palaeognathae), раньше других ответвившуюся от общего ствола эволюционного древа современных птиц (рис. 2, см. Neornithes). Палеогнаты независимо в разных линиях утратили способность к полету, киль у них вторично редуцирован.

Рис. 2. Реконструкция филогенетических линий птиц. Показаны современные линии бескилевых (Palaeognathae с отрядом страусовых Struthioniformes), новонебных (Neognathae) с группами Neoaves, курообразных (Galliformes) и гусеобразных (Anseriformes), включающими и нелетающих вымерших диатримовых и дроморнитид. Схема с сайта fossil.fandom.com

Бескилевые птицы — не только самые древние на филогенетическом дереве, но и обладатели самого маленького мозга, если судить по его относительному объему. Если ориентироваться на этот параметр, то от страусов не приходится ждать серьезных интеллектуальных достижений: ведь небезосновательно считается, что чем меньше мозг, тем ниже интеллект в мире животных. Действительно, среди птиц те виды, которые славятся своей сообразительностью, а это вороны и попугаи, демонстрируют и лучшие показатели в решении хитрых тестов на интеллект — и относительный объем мозга у них наибольший среди птиц (рис. 3).

Рис. 3. Филогенетическое дерево птиц, на котором цветами указан относительный размер мозга: от голубого и зеленого (маленький мозг) до красного (крупный мозг). Попугаи (Parrots), вороны (Corvidae; crows and ravens), совы (Owls) и некоторые другие птицы обладают относительно крупным мозгом, тогда как ветвь страусов покрашена голубым цветом, маркирующим самый маленький мозг. Рисунок из статьи D. Ksepka et al., 2020. Tempo and Pattern of Avian Brain Size Evolution

Однако экспериментаторы любят работать с «умными» птицами, а что представляет собой базовый уровень — до сих пор не известно. Между тем реконструкция развития интеллекта требует понимания не только уровня высоких достижений, но и исходной точки, от которой стартовало развитие. Смогут ли представители базальной линии, обладающие небольшим мозгом, справиться с задачками на интеллект? Проверить это решили специалисты из Бристольского университета. Для этого они отправились в небольшой зоопарк «Ноев Ковчег» (Noah's Ark Zoo Farm), где в вольере содержались страусы, эму и нанду, свободно разгуливающие по большой территории вместе с зебрами и носорогами.

Птицам предложили решать задачку по добыче корма из хитрой кормушки. Она представляла собой колесо с выемками для корма (рис. 4). Это колесо закрывалось прозрачным кругом; в круге имелись круглые отверстия, соответствующие по диаметру выемкам. Птице нужно было повернуть круг так, чтобы ближайшее отверстие совместилось с выемкой, тогда птица могла добраться до салата, который был виден сквозь прозрачный пластик.

Рис. 4. Нанду выполняет задание: крутит колесо, чтобы добраться до зеленого салата, положенного в круглые выемки. Фото из сопроводительных материалов к обсуждаемой статье

Хотя ученые испытывали совсем небольшое число птиц — четыре страуса, два нанду и три эму, результаты все равно достойны обсуждения. Все три эму решили задачу и добыли корм из выемок в колесе. После нескольких проб они натыкались на нужное решение и потом периодически повторяли его. Из двух нанду с тестом справился один. Но зато он сначала предложил неожиданное решение: вообще открутил центральный винт, которым круг крепился к колесу, и достал сразу всю еду. На следующий день он повторил свое решение, и тогда экспериментаторам пришлось закрутить винт посильнее. Так что изобретательному нанду пришлось идти стандартным образом, что он и проделал. При этом его товарищ-нанду задачу вообще не решил. Не решили ее и все четыре страуса.

Рис. 5. Основные результаты экспериментов на решение задачи с колесом у трех эму (Е1, E2, E3) и одного нанду (R1), которые справились с тестом. Четыре страуса и один из нанду, которые не нашли решения и не смогли вытащить салат из кормушки, на схеме не показаны. Квадратиками обозначены отдельные эксперименты; желтый квадратик — первый эксперимент, в котором птица решила задачу; черный квадратик — удачный повтор решения; B — отвинчивание винта, W — поворот колеса. Рисунок из обсуждаемой статьи

Естественно, данные скудны, но кое-что из них следует. Во-первых, у птиц развитие интеллекта стартовало не с нуля, так как даже столь обделенные мозгом птицы, как эму и нанду, в принципе способны к инновационному поведению. Вероятно, рост интеллекта был обусловлен становлением и совершенствованием полета, так как для обслуживания этой сложной функции требуется включение, подгонка и активная координация множества мозговых рефлексов. Без крупного тут мозга не обойтись. Этот процесс, по-видимому, и породил птичьих «академиков» — попугаев и ворон. Во-вторых, у этологов, желающих понять, откуда и какими путями шло развитие мозга у птиц, появляется интересная модель — бескилевые птицы. С ними можно работать, можно предлагать им не только задачу с колесом, но и другие задачи. Авторы справедливо полагают, что их эксперименты — лишь начало интересных исследований в этом направлении. Кроме того, подобные эксперименты будут полезным подспорьем для специалистов, занимающихся реконструкцией поведения динозавров, от которых страусы и эму по параметрам мозга недалеко продвинулись. Вспомним, что сейчас для этой цели принято делать слепки черепов, а точнее, их внутренней поверхности, и по этим слепкам реконструировать форму и размер различных отделов мозга. Этот путь весьма и весьма ненадежный для морфологов, а тем более — для этологов.

Размышляя о птичьем интеллекте, нельзя не задаться вопросом о сходстве с интеллектом млекопитающих. И у тех, и у других мозг постепенно увеличивался для обслуживания в сложного поведения (D. Ksepka, 2021. Bird Brain Evolution). Эволюционно продвинутые млекопитающие и птицы становились все изобретательнее, породив в результате приматов, попугаев и ворон. Более того, если рассмотреть эволюционный рост мозга более пристально, то выясняется еще одна любопытная подробность: быстрее всего в мозге птиц увеличивался паллиум (см. плащ мозга), покрывающий большие полушария переднего мозга (S. Kawabe et al., 2013. Variation in avian brain shape: relationship with size and orbital shape). Кстати, среди птиц наименьший по относительному размеру паллиум именно у страусов и других представителей бескилевых.

Аналогии эволюции мозга и интеллекта птиц и млекопитающих напрашиваются: рост мозга — рост коры — рост интеллекта. Вроде бы, дай птицам или даже двуногим динозаврам побольше эволюционного времени — и они тоже изобрели бы лопату, печатный станок, компьютер и полетели бы в космос. Но, тем не менее, сходство здесь лишь в очертаниях: начинка «мозгов» разная, так как на нейронном уровне интеллект птиц организован иначе, чем у млекопитающих.

В двух работах, опубликованных в предыдущем номере журнала Science, разбираются нейронные каскады, работающие в паллиуме у птиц. Это исследование выполнено большой группой ученых при совместном руководстве Хенрика Кесманна (Henrik Kaessmann) из Гейдельбергского университета в Германии и Фернандо Гарсия-Морено (Fernando García-Moreno) из Баскского университета в Лехоне, Испания. В этих работах клетка за клеткой разобрано, из каких отделов мозга собираются в ходе индивидуального развития нейроны паллиума у цыплят. И далее сравнивается это нейронное представительство с двумя видами ящериц, черепахами и мышами. В целом, у птиц консервативными оказались большинство тормозных нейронов; они обслуживали сходные по функциями мотивы у всех исследованных позвоночных. Однако возбуждающие нейроны в нейронных каскадах в паллиуме эволюционировали у птиц уникальным образом. Лишь несколько типов возбуждающих нейронов в мозге птиц имеют генетические профили, схожие с таковыми у млекопитающих. Это говорит о том, что функции паллиума оказались чрезвычайно удобными для расчетов и полезными для адаптации и как млекопитающих, так и птиц. Настолько полезными, что эволюция собрала независимо одни и те же каскады из разных кирпичиков. А присутствующие в паллиуме тормозящие нейроны обеспечивают настройку этих полезных расчетных функций. Так что если фантазировать о возможных технологических прорывах у птиц и динозавров, то они могли быть впечатляющими, но совсем не такими, как у приматов.

Источники:
1) Fay E. Clark, Jasmine Burdass, Annalise Kavanagh & Annabel King. Palaeognath birds innovate to solve a novel foraging problem // Scientific Reports. 2025. DOI: 10.1038/s41598-025-88217-8.
2) Bastienne Zaremba, Amir Fallahshahroudi, Céline Schneider, Julia Schmidt, Ioannis Sarropoulos, Evgeny Leushkin, Bianka Berki, Enya Van Poucke, Per Jensen, Rodrigo Senovilla-Ganzo, Francisca Hervas-Sotomayor, Nils Trost, Francesco Lamanna, Mari Sepp, Fernando García-Moreno, Henrik Kaessmann. Developmental origins and evolution of pallial cell types and structures in birds // Science. 2025. DOI: 10.1126/science.adp51.
3) Eneritz Rueda-Alaña, Rodrigo Senovilla-Ganzo, Marco Grillo, Enrique Vázquez, Sergio Marco-Salas, Tatiana Gallego-Flores, Aitor Ordeñana-Manso, Artemis Ftara, Laura Escobar, Alberto Benguría, Ana Quintas, Ana Dopazo, Miriam Rábano, María dM Vivanco, Ana María Aransay, Daniel Garrigos, Ángel Toval, José Luis Ferrán, Mats Nilsson, Juan Manuel Encinas-Pérez, Maurizio De Pittà, Fernando García-Moreno. Evolutionary convergence of sensory circuits in the pallium of amniotes // Science. 2025. DOI: 10.1126/science.adp3411.

Елена Наймарк