Доктор на биологичните науки Леонид Воронов, кандидат на биологичните науки Валери Константинов, Чувашки държавен педагогически университет име И. Я. Яковлева (Чебоксари)
Гарваните отдавна са влезли в интелектуалния елит на животинския свят. Всички знаят известната басня на Езоп за врана и кана: птицата не достига водата с човката си и, за да пие, започва да хвърля камъчета в каната, докато водата се покачи до необходимото ниво. Но и до днес продължаваме да научаваме за новите способности на тези птици.
Рангът им непрекъснато се увеличава - като са се хванали с примати, птиците от семейството на корите са достигнали до интелигентността на малките деца. Обаче не би било напълно коректно да се каже, че са постигнали нещо - очевидно, короварите винаги са се отличавали с висок интелект, просто ние просто се спряхме на изучаването на мозъка на птиците във всички подробности от тяхната психология и невробиология.
Врани с качулки проявяват изключителна интелигентност в най-различни ситуации. През зимата те ще намерят някъде алуминиев капак от тенджера, ще седнат на него и ще се возят от заснежените покриви като на шейна, след което дразнят кучета и котки, хващайки опашките си. Те накисват корички за хляб в локви, скриват храна на склад и дори нарочно хвърлят под колелата на автомобилите онова, което не могат да кълват.
Имаше моменти, когато врани отваряха ципа на пазарската чанта и изваждаха провизии. Те по немислим начин разпознават хората „поглед“независимо от дрехите им и лесно различават пистолет от тояга. Враните „си сътрудничат“помежду си в съвместни приключения. Например те „работят“по двойки, крадат яйца от гнездата на други хора: една врана прогонва птицата от гнездото, а другата бере яйцата. Това сложно поведение се нуждае от някакво обяснение.
В научния свят интересът към интелигентността на птиците възникна, когато биолозите и антрополозите сериозно помислиха за произхода на човешкия разум.
От нищото интелигентността не може да се появи така веднага (освен ако, разбира се, не са разрешени религиозни и паранаучни обяснения), тя трябва да има някакъв фундамент в еволюционното минало. На първо място, те започнаха да търсят такава основа, разбира се, сред приматите. Но беше много по-интересно да се опитаме да намерим познавателни способности при птици, които еволюционно не са толкова близки до хората, колкото маймуните.
Промоционално видео:
Дълго време манипулациите с инструменти се считаха за един от основните признаци на висок интелект, който отличава хората от всички останали животни. Но, както се оказа, птиците също могат да използват инструменти, както и да ги създават и модифицират. Това умение се наблюдава не само в костури, но и при чапли и финиши от Галапагос. Фаворитите на зоопсихолозите обаче бяха новокаледонските гарвани.
Какво прави новокаледонският гарван, когато трябва да вземе например насекомо от цепнатина? Той избира криво клонче на храст, откъсва го с човката си, откъсва излишната кора и неравности от него, оставяйки само възел в единия си край и разбърква полученото плетене на една кука на места, където може да се скрие нещо вкусно.
Изследователи от Университета в Сейнт Андрюс (Обединеното кралство) откриха, че птиците също оценяват качеството на получения инструмент. В същото време те не измислят чрез опит и грешка кой край на клонката да пъха в слота и дали конкретна клонка като цяло е подходящ за задачата, но сякаш предварително си представят как ще работи този или онзи инструмент на труда и избират най-подходящия.
Новокаледонските гарвани не се ограничават до пръчки и клонки. Експериментите на зоолози от Университета в Окланд (Нова Зеландия) показаха, че тези птици могат да използват дори такъв сложен и загадъчен предмет като огледало за собствените си цели. С помощта на огледало гарваните определяли къде е парчето месо (те не виждали самата храна, само нейното отражение). Гледайки отражението, птиците разбраха къде да залепят клюна си, за да получат почерпка, и бяха проведени експерименти с диви птици, които все още не бяха имали време да живеят до хората.
По принцип дивите животни много рядко успяват да разберат, че рефлексията е отражение. Малък елит от животинския свят, който включва сиви папагали, някои примати, делфини и индийски слонове, има способността да разрешава „огледалната гатанка“. Сега към тях са добавени гарвани.
Постиженията на новокаледонските гарвани нарастват: същият екип зоолози от Университета в Окланд установява, че са способни на причинно-следствени заключения. Същността на експеримента беше, че птиците трябваше да „запалят” в ума си движението на обекта и човека, който манипулира обекта, а гарваните не виждаха самата манипулация директно. Най-просто казано, птиците бяха помолени да решат пъзела на кукления театър: тук е пръчка, тук е човек, човек ходи зад екрана и пръчката започва да се движи. И птиците наистина разбраха, че има невидим „агент на действието“(между другото, при децата подобна способност се появява на възраст от седем месеца).
Не бива обаче да се мисли, че новокаледонските гарвани са единствените обекти на този вид изследвания. В неотдавнашна работа на японски зоолози от университета Utsunomiya беше показано, че врани с големи размери могат да свързват числа и абстрактни символи с количеството храна. По числата и геометричните фигури върху контейнерите за храна птиците бяха разпознати къде има повече и къде по-малко. С други думи, птиците са били наясно с числовите съотношения.
Друг пример за интелигентността на короварите е способността им да помнят своите приятели и врагове в продължение на няколко години. Освен това социалната им памет не се ограничава до индивиди от един и същи вид: градските врани например помнят гласовете на други птици и хора. Примерите за интелигентността на коровата могат да се умножават и умножават, но откъде идва тази изобретателност? Този въпрос, както е лесно да се разбере, е невробиологичен и за да отговорим на него, трябва да погледнем в мозъка на птицата.
Трябва да кажа, че доскоро психиката на птиците традиционно беше подценявана, и то не само поради малкия размер на мозъка им, но и поради спецификата на неговата структура. Мозъкът на птицата е лишен от шестслойна нова кора (която имат бозайниците) и нейната еволюция протича поради трансформацията на стриатумните ядра или стриатума.
Стриатумът е по-стар от кората и функциите му са по-прости от функциите на него, поради което централната нервна система на птиците се възприема като примитивна структура, която не е предназначена за осъществяването на по-висшите познавателни функции, които новата кора на бозайниците изпълнява.
С течение на времето обаче гледната точка върху мозъка на птицата започна да се променя - оказа се по-сложна, отколкото си мислеха. За да разберете доста сложната му структура, трябва да знаете някои подробности. Мозъкът на птицата включва няколко полета със специфични функции. Всяко поле е съставено от структурни компоненти - глии, неврони и невроглиални комплекси. Както знаете, невронът предава информация, glia му помага, а невроглиалният комплекс очевидно анализира информацията, както правят клетъчните колони на кората на бозайниците. (Колона е група от неврони, разположени в неокортекса на мозъка перпендикулярно на повърхността му, обединяващи нервни клетки в различни слоеве на кората.)
Като цяло, напредъкът на гръбначния мозък, формулиран от известния руски биолог Леонид Викторович Крушински, е придружен от увеличаване на две взаимосвързани качества - структурна дискретност и функционална и структурна съкратеност. Установено е, че въпреки разликите в пространствената организация на невронните мрежи в стриатама на птиците и неокортекса на бозайниците, тяхното формиране и развитие в еволюцията се определят от същите морфологични закономерности.
Напредъкът на централната нервна система на висшите гръбначни животни се придружаваше от ключови промени. Първо, общият брой на невроните, клетъчните популации и преходните форми между тях се увеличават; второ, всички видове тъкан и клетъчен полиморфизъм се увеличават във всеки тип невронни мрежи; трето, бяха формирани модули - сложни структурни и функционални звена на клетъчните единици.
Изследвания, проведени от нас в Катедрата по биология на Чувашкия държавен педагогически университет на име И. Я. Яковлев, позволено да допълни тези критерии. Оказа се, че степента на неговата асиметрия и закономерностите на интерпозицията (степента на агрегация) на нейните клетъчни и надклетъчни структурни компоненти също са свързани с напредъка в развитието на мозъка на птицата.
Има ли костури някакви характеристики, които отличават мозъка им от другите птици? За да направите това, враната трябва да се сравнява с някого - например с гълъб. Гълъбите наистина не са много умни, а многобройните произведения на професор Зоя Александровна Зорина и нейните колеги от Биологическия факултет на Московския държавен университет направи възможно да се разбере подробно какви точно гълъби са по-глупави от врани. Врани с качулки са в състояние да преценят размера на комплектите и съхраняват такава математическа информация не само в конкретни изображения, но и в обобщена, абстрактна форма, която птиците могат да свързват, например, с арабски цифри; те могат да виждат аналогии във формата на обекти, независимо от цвета на тези обекти.
Тоест, птиците изглежда представляват отделна характеристика „в ума“, без да са обвързани с конкретен предмет. Гълъбите научават тази процедура много по-бавно. Освен това отношението към ученето практически не се формира в гълъбите, докато при корите се появява доста бързо и въз основа на оптимална стратегия. Очевидно разликата в познавателните способности се обяснява с разлики в структурата на мозъка на птиците от тези два вида.
Успяхме да разберем, че врана има два пъти повече неврони в мозъка си от гълъб, а тяхната специфична плътност е два пъти по-висока. В същото време невроните и глиите в мозъка на врана са по-малки, а невроглиалните комплекси са по-големи, отколкото в гълъба.
За да се разберат допълнително спецификите на мозъка на птицата, изследването включва и финиш (Fringillidae). Тези птици са способни на сложни манипулации при извличане на семена от шишарки от различни видове иглолистни дървета. Например служители на лабораторията на Z. A. Zorina са установили, че смърчовите кръстосани смеси (които принадлежат на фини), подобно на врани, са способни на генерализиране - един от най-важните компоненти на рационалната дейност.
Ефективността на мозъчната дейност се определя не само от броя и площта на невроните, глиите и невроглиалните комплекси, но и от тяхното местоположение в пространството, от което зависи способността на невроните да "говорят" един с друг. Взаимното подреждане на мозъчните клетки може да се характеризира с разстоянието между произволна двойка от най-близките клетки. Средните разстояния между клетките образуват така наречената матрица за близост до клетките, която е различна за всяко изследвано поле на мозъка. Такава матрица служи като удобен инструмент за оценка на структурата на мозъка.
С негова помощ успяхме да установим, че взаимната близост (агрегация) на неврони и невроглиални комплекси в врани е много по-голяма, отколкото при птиците от семейството на перките. Тоест при врани структурните компоненти на мозъка са разположени по-близо един до друг, което ускорява и оптимизира работата на нервните вериги. Подобрение във функционирането на невроните и невроглиалните комплекси може да се случи поради факта, че степента на разклоняване в нервните клетки се увеличава - в тях започват да се образуват повече дендрити, а това от своя страна става възможно поради намаляване на площта на сома (клетъчното тяло).
И така, врани дължат своята изключителна интелигентност на особеностите на невронната архитектура. Но все още птиците, включително и колове, са видимо по-ниски от бозайниците по отношение на общия брой неврони. Ако мозъкът на врана има 660 милиона неврони, тогава при животните техният брой се измерва в десетки милиарди.
Какво позволява на коридорите да решават проблеми наравно с някои примати?
Факт е, че при бозайниците в еволюционната серия плътността на клетъчните елементи намалява, докато при птиците се увеличава, включително поради обединяването на единични неврони и глии в гореспоменатите невроглиални комплекси. Очевидно във връзка с придобиването на способността на птиците да летят, ако е необходимо, от една страна, максималното изсветляване на общата маса, а от друга, ускоряването на движенията в мозъка им, се случи радикална оптимизация на механизмите за обработка на информация.
Това изискваше различно структурно и клетъчно решение: вместо колонна структура, характерна за бозайниците, при птиците се развиха сферични клетъчни комплекси. Тези комплекси са се превърнали в най-важните структурни и функционални единици на мозъка на птицата, които не са по-ниски по ефективност от нервните колони в мозъка на животните.