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.
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).
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.
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.
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
Свежие комментарии