Dottore in Scienze Biologiche Leonid Voronov, Candidato in Scienze Biologiche Valery Konstantinov, Università Pedagogica Statale Chuvash intitolata I. Ya. Yakovleva (Cheboksary)
I corvi sono entrati da tempo nell'élite intellettuale del mondo animale. Tutti conoscono la famosa favola di Esopo su un corvo e una brocca: l'uccello non ha raggiunto l'acqua con il becco e, per bere, ha iniziato a lanciare sassolini nella brocca fino a quando l'acqua non è salita al livello richiesto. Ma fino ad oggi continuiamo a conoscere le nuove capacità di questi uccelli.
Il loro grado è in costante aumento: avendo raggiunto i primati, gli uccelli della famiglia dei corvidi hanno raggiunto l'intelligenza dei bambini piccoli. Tuttavia, non sarebbe del tutto corretto dire che hanno ottenuto qualcosa - ovviamente, i corvidi si sono sempre distinti per un'intelligenza elevata, è solo che siamo appena arrivati a studiare il cervello degli uccelli in tutti i dettagli della loro psicologia e neurobiologia.
I corvi incappucciati mostrano un'intelligenza eccezionale in un'ampia varietà di situazioni. In inverno troveranno da qualche parte un coperchio di alluminio da una casseruola, si siederanno su di esso e cavalcheranno dai tetti innevati come su una slitta, poi prendono in giro cani e gatti afferrandogli la coda. Immergono le croste di pane nelle pozzanghere, nascondono il cibo nei magazzini e gettano anche deliberatamente sotto le ruote delle auto ciò che non possono beccare.
C'erano volte in cui i corvi aprivano la cerniera di una borsa della spesa e tiravano fuori le provviste. Riconoscono in modo impensabile le persone "di vista" indipendentemente dai loro vestiti e distinguono facilmente una pistola da un bastone. I corvi "collaborano" tra loro in avventure congiunte. Ad esempio, "lavorano" in coppia, rubando le uova dai nidi di altre persone: un corvo guida l'uccello dal nido e l'altro raccoglie le uova. Questo comportamento complesso necessita di qualche spiegazione.
Nel mondo scientifico, l'interesse per l'intelligenza aviaria è sorto quando biologi e antropologi hanno pensato seriamente all'origine dell'intelligenza umana.
Dal nulla, l'intelligenza non potrebbe apparire così immediatamente (a meno che, ovviamente, non siano consentite spiegazioni religiose e parascientifiche), deve avere una sorta di fondamento nel passato evolutivo. Prima di tutto, hanno iniziato a cercare una tale base, ovviamente, tra i primati. Ma è stato molto più interessante cercare di trovare abilità cognitive negli uccelli, che evolutivamente non sono così vicini agli umani come le scimmie.
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Per molto tempo, la manipolazione degli strumenti è stata considerata uno dei principali segni di elevata intelligenza che distingue gli esseri umani da tutti gli altri animali. Ma, come si è scoperto, gli uccelli possono anche usare strumenti, oltre a crearli e modificarli. Questa abilità è stata osservata non solo nei corvidi, ma anche negli aironi e nei fringuelli del picchio delle Galapagos. Tuttavia, i preferiti degli zoopsicologi erano i corvi della Nuova Caledonia.
Cosa fa il corvo della Nuova Caledonia quando ha bisogno, ad esempio, di prendere un insetto da una fessura? Sceglie un ramoscello storto su un cespuglio, lo spezza con il becco, strappa la corteccia in eccesso e le irregolarità da esso, lasciando solo un nodo a un'estremità, e brandisce l'uncinetto risultante nei punti in cui qualcosa di gustoso può nascondersi.
I ricercatori dell'Università di St Andrews (Regno Unito) hanno scoperto che anche gli uccelli valutano la qualità dello strumento risultante. Allo stesso tempo, non capiscono per tentativi ed errori quale estremità del ramoscello colpire nella fessura e se un particolare ramoscello è generalmente adatto per il compito, ma come se immaginassero in anticipo come funzionerà questo o quello strumento di lavoro e scelgono quello più adatto.
I corvi della Nuova Caledonia non si limitano a bastoncini e ramoscelli. Gli esperimenti degli zoologi dell'Università di Auckland (Nuova Zelanda) hanno dimostrato che questi uccelli possono utilizzare anche un oggetto così complesso e misterioso come specchio per i propri scopi. Con l'aiuto di uno specchio, i corvi determinarono dove fosse il pezzo di carne (non vedevano il cibo in sé, solo il suo riflesso). Guardando il riflesso, gli uccelli hanno capito dove infilare il becco per ottenere un premio e sono stati eseguiti esperimenti con uccelli selvatici che non avevano ancora avuto il tempo di vivere accanto agli umani.
In generale, gli animali selvatici sono molto raramente in grado di capire che il riflesso è riflesso. Una piccola élite del mondo animale, che comprende pappagalli grigi, alcuni primati, delfini ed elefanti indiani, ha la capacità di risolvere l '"enigma dello specchio". Ora sono stati aggiunti i corvi.
I risultati dei corvi della Nuova Caledonia sono cresciuti: lo stesso team di zoologi dell'Università di Auckland ha scoperto che erano capaci di inferenze causali. L'essenza dell'esperimento era che gli uccelli dovevano "fondere" nella loro mente il movimento dell'oggetto e la persona che manipola l'oggetto, e i corvi non hanno visto direttamente la manipolazione. In poche parole, agli uccelli è stato chiesto di risolvere il puzzle del teatro delle marionette: ecco un bastone, ecco un uomo, un uomo cammina dietro lo schermo e il bastone inizia a muoversi. E gli uccelli hanno davvero capito che esiste un "agente d'azione" invisibile (a proposito, nei bambini, un'abilità simile appare all'età di sette mesi).
Tuttavia, non si dovrebbe pensare che i corvi della Nuova Caledonia siano gli unici oggetti di questo tipo di ricerca. In un recente lavoro di zoologi giapponesi dell'Università di Utsunomiya, è stato dimostrato che i corvi dal becco grosso possono associare numeri e simboli astratti alla quantità di cibo. Dai numeri e dalle forme geometriche sui contenitori del cibo, gli uccelli venivano riconosciuti dove c'era di più e dove c'era di meno. In altre parole, gli uccelli erano consapevoli dei rapporti numerici.
Un altro esempio dell'intelligenza dei corvidi è la loro capacità di ricordare i loro amici e nemici per diversi anni. Inoltre, la loro memoria sociale non è limitata agli individui della stessa specie: i corvi urbani, ad esempio, ricordano le voci di altri uccelli e persone. Esempi dell'intelligenza dei corvidi possono essere moltiplicati e moltiplicati, ma da dove viene questa ingegnosità? Questa domanda, come è facile da capire, è neurobiologica e per rispondere dobbiamo esaminare il cervello dell'uccello.
Devo dire che fino a poco tempo fa la psiche degli uccelli era tradizionalmente sottovalutata, e non solo per le piccole dimensioni del loro cervello, ma anche per le specificità della sua struttura. Il cervello dell'uccello è privo di una nuova corteccia a sei strati (che hanno i mammiferi) e la sua evoluzione è proceduta a causa della trasformazione dei nuclei striati, o striato.
Lo striato è più antico della corteccia e le sue funzioni sono più semplici di quella di essa; pertanto, il sistema nervoso centrale degli uccelli era percepito come una struttura primitiva che non era progettata per svolgere le funzioni cognitive superiori che svolge la nuova corteccia dei mammiferi.
Nel corso del tempo, tuttavia, il punto di vista sul cervello dell'uccello ha iniziato a cambiare: si è rivelato più complicato di quanto pensassero. Per capire la sua struttura piuttosto complessa, è necessario conoscere alcuni dettagli. Il cervello dell'uccello comprende diversi campi con funzioni specifiche. Ogni campo è composto da componenti strutturali: glia, neuroni e complessi neurogliali. Il neurone, come sapete, trasmette informazioni, la glia lo aiuta e il complesso neurogliale, a quanto pare, analizza le informazioni, come fanno le colonne cellulari della corteccia dei mammiferi. (Una colonna è un gruppo di neuroni situati nella neocorteccia del cervello perpendicolare alla sua superficie, che unisce le cellule nervose in diversi strati della corteccia.)
In generale, il progresso del cervello dei vertebrati, come formulato dal famoso biologo russo Leonid Viktorovich Krushinsky, è accompagnato da un aumento di due qualità correlate: discrezione strutturale e ridondanza funzionale e strutturale. Si è riscontrato che, nonostante le differenze nell'organizzazione spaziale delle reti neurali nello striato degli uccelli e nella neocorteccia dei mammiferi, la loro formazione e sviluppo in evoluzione sono determinati dalle stesse regolarità morfologiche.
Il progresso del sistema nervoso centrale dei vertebrati superiori è stato accompagnato da cambiamenti chiave. In primo luogo, il numero totale di neuroni, popolazioni cellulari e forme di transizione tra di loro è aumentato; secondo, tutti i tipi di polimorfismo tissutale e cellulare sono aumentati all'interno di ogni tipo di reti neurali; in terzo luogo, sono stati formati i moduli: complesse unità strutturali e funzionali supercellulari di elaborazione delle informazioni.
Ricerca svolta da noi presso il Dipartimento di Biologia dell'Università pedagogica statale Chuvash intitolata I. Ya. Yakovlev, ha permesso di integrare questi criteri. Si è scoperto che il grado della sua asimmetria e le regolarità dell'interposizione (grado di aggregazione) dei suoi componenti strutturali cellulari e sopracellulari sono anche associati al progresso nello sviluppo del cervello dell'uccello.
I corvidi hanno caratteristiche che distinguono il loro cervello dagli altri uccelli? Per fare questo, il corvo deve essere confrontato con qualcuno, ad esempio con una colomba. I piccioni non sono davvero molto intelligenti e le numerose opere della professoressa Zoya Aleksandrovna Zorina e dei suoi colleghi della Facoltà di Biologia dell'Università statale di Mosca hanno permesso di scoprire in dettaglio cosa esattamente i piccioni sono più stupidi dei corvi. I corvi incappucciati sono in grado di stimare la dimensione di insiemi e memorizzare tali informazioni matematiche non solo in immagini specifiche, ma anche in una forma astratta e generalizzata che gli uccelli possono associare, ad esempio, ai numeri arabi; possono vedere analogie nella forma degli oggetti, indipendentemente dal colore di quegli oggetti.
Cioè, gli uccelli sembrano rappresentare una caratteristica separata "nella mente", senza essere legati a un oggetto specifico. I piccioni imparano questa procedura molto più lentamente. Inoltre, l'atteggiamento nei confronti dell'apprendimento non si forma praticamente nei piccioni, mentre nei corvidi appare abbastanza rapidamente e sulla base di una strategia ottimale. Ovviamente, la differenza nelle capacità cognitive è spiegata dalle differenze nella struttura del cervello degli uccelli di queste due specie.
Siamo riusciti a scoprire che un corvo ha il doppio dei neuroni nel cervello di un piccione e la loro densità specifica è doppia. Allo stesso tempo, i neuroni e la glia nel cervello del corvo sono più piccoli ei complessi neurogliali sono più grandi che nel piccione.
Per comprendere ulteriormente le specifiche del cervello dell'uccello, lo studio ha incluso anche i fringuelli (Fringillidae). Questi uccelli sono in grado di manipolazioni complesse durante l'estrazione di semi da coni di vari tipi di conifere. Ad esempio, i dipendenti del laboratorio di Z. A. Zorina hanno scoperto che le crociere di abete rosso (che appartengono ai fringuelli), come i corvi, sono in grado di generalizzare - una delle componenti più importanti dell'attività razionale.
L'efficienza dell'attività cerebrale è determinata non solo dal numero e dall'area di neuroni, glia e complessi neurogliali, ma anche dalla loro posizione nello spazio, da cui dipende la capacità dei neuroni di "dialogare" tra loro. La disposizione reciproca delle cellule cerebrali può essere caratterizzata dalla distanza tra una coppia arbitraria delle cellule più vicine. Le distanze medie tra le cellule formano la cosiddetta matrice di prossimità cellulare, che è diversa per ciascun campo cerebrale studiato. Tale matrice funge da comodo strumento per valutare la struttura del cervello.
Con il suo aiuto, siamo stati in grado di stabilire che la reciproca vicinanza (aggregazione) di neuroni e complessi neurogliali nei corvi è molto maggiore che negli uccelli della famiglia dei fringuelli. Cioè, nei corvi, i componenti strutturali del cervello si trovano più vicini l'uno all'altro, il che accelera e ottimizza il lavoro delle catene nervose. Potrebbe verificarsi un miglioramento del funzionamento dei neuroni e dei complessi neurogliali a causa del fatto che il grado di ramificazione nelle cellule nervose è aumentato: in esse hanno iniziato a formarsi più dendriti e questo, a sua volta, è diventato possibile a causa di una diminuzione dell'area del soma (corpo cellulare).
Quindi, i corvi devono la loro eccezionale intelligenza alle peculiarità dell'architettura neurale. Tuttavia, gli uccelli, inclusi i corvidi, sono notevolmente inferiori ai mammiferi in termini di numero totale di neuroni. Se il cervello di un corvo ha 660 milioni di neuroni, negli animali il loro numero viene misurato in decine di miliardi.
Cosa permette ai corvidi di risolvere i problemi alla pari di alcuni primati?
Il fatto è che nei mammiferi nelle serie evolutive la densità degli elementi cellulari diminuisce, mentre negli uccelli aumenta, anche per l'unificazione dei singoli neuroni e glia nei suddetti complessi neurogliali. Apparentemente, in connessione con l'acquisizione della capacità degli uccelli di volare, se necessario, da un lato, il massimo alleggerimento della massa totale e, dall'altro, l'accelerazione dei movimenti nel loro cervello, si è verificata un'ottimizzazione radicale dei meccanismi di elaborazione delle informazioni.
Ciò ha richiesto una diversa soluzione strutturale e cellulare: invece della struttura colonnare caratteristica dei mammiferi, complessi cellulari sferici sviluppati negli uccelli. Questi complessi sono diventati le unità strutturali e funzionali più importanti del cervello degli uccelli, che non sono inferiori in termini di efficienza alle colonne neurali nel cervello degli animali.
