Бережливые интеллектуалы: вороны и орудия труда
Хирург, визажист, художник, инженер. Звучит, как начало не очень смешного анекдота. Однако в каждой из этих профессий имеются задачи разной степени сложности и тонкости, если можно так выразиться. В зависимости от задачи и ее сложности необходимо использовать соответствующий инструмент. Никто в здравом уме не будет делать иссечение с помощью бензопилы или рисовать дерево с помощью гаечного ключа, хотя последнее можно было бы расценить как замысловатый подход художника. Для нас, людей, подобного рода рассуждения кажутся вполне здравыми и даже немного банальными. Но мы в этом не уникальны. Ученые из общества Макса Планка (Германия) установили, что вороны не только используют разные инструменты для разных задач, но и намного бережнее относятся к более сложным из них. Как вороны оценивают ценность инструмента, для каких задач они берегут самые ценные, и что это говорит об их интеллекте? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Основа исследования
С точки зрения биологии под словом «инструмент» можно подразумевать любой предмет, используемый для выполнения какой-то работы и/или для обработки какого-либо предмета: отвертка, карандаш, вилка, расческа и т.д. Для человека использование инструментов стало обыденным делом многие тысячи лет тому назад. Изначально инструментами служили подручные предметы (камни, палки, листья и т.д.). Затем мы научились изготавливать собственные инструменты. Сейчас практически не осталось занятий, которые бы человек выполнял голыми руками. Начиная от заготовки дров на зиму и заканчивая сложными операциями — инструменты есть в любой сфере деятельности человека.
Что касается других животных, то они также не чураются использовать инструменты, если те позволяют им облегчить выполнение какой-то задачи. И это явление не ограничивается человекоподобными обезьянами: птицы, китообразные, выдры, слоны и даже кабаны используют инструменты в том или ином виде.
Однако, бережное отношение к избранным инструментам ранее наблюдалось лишь среди людей. Примером этого может быть любимая ручка, которую мы используем только для подписания крайне важных документов, или какое-то электронное устройство, которое мы спустя годы после покупки продолжаем хранить в чехле, чехол в коробке, коробка в пакете, пакет в шкафу, шкаф в сейфе… (суть вы поняли).
Морская выдра (Enhydra lutris) разбивает ракушку о камень.
У бережного отношения к определенным инструментам есть две основные причины. Во-первых, это гарантирует, что мы можем легко найти эти инструменты, когда они нам нужны, избегая затрат сил и времени на поиск. Во-вторых, это сводит к минимуму вероятность повреждения или потери инструмента, избегая тем самым затрат на его замену.
Сфера применения инструментов в животном мире чаще всего связана с добычей пищи, которую в противном случае (т.е. голыми лапами) достать было бы проблематично или вовсе невозможно: моллюски в раковинах, мед в дупле, орехи в скорлупе и т.д. Но использование инструмента также требует вложений времени и энергии. Следовательно, животному необходимо найти подходящий инструмент или сырье для производства инструмента, что может занять много времени, если предпочтительные предметы отсутствуют в окружающей среде. Изготовление и/или модификация инструментов также может быть сложной задачей, требующей сложной обработки исходного материала. И, наконец, во время использования инструмента животное рискует потерять его либо из-за вороватых сородичей, либо из-за банального «потерялось где-то».
Шимпанзе довольно часто используют инструменты для добычи пищи.
Животные могут компенсировать некоторые из этих затрат, повторно используя инструменты и сохраняя их в безопасности между периодами использования. Подобное поведение наблюдалось у выдр, шимпанзе и дятловых древесных вьюрков. В лабораторных условиях проводились опыты с новокаледонскими воронами (Corvus moneduloides) и какаду Гоффина (Cacatua goffiniana). Было экспериментально доказано, что вороны реагируют на увеличение затрат на восстановление инструментов повышенным уровнем бережного к ним отношения.
Новокаледонский ворон с инструментом в клюве.
Любопытным было и наблюдение за тем, как именно вороны хранили инструменты. Если условия добычи пищи позволяли, то ворон мог просто удерживать инструмент в лапке. Если же условия были сложнее, то птица предпочитала прятать орудие труда в укромном месте (в ямках) и доставать его по мере надобности, тем самым предотвращая его потерю. Однако остается неясно, хранят ли вороны все инструменты подряд или же у них имеются какие-то критерии выбора.
Новокаледонские вороны часто используют два типа инструментов. Первый тип (сверху на 1а) — это прямые ветки или черешки, которые птицы подбирают с лесной подстилки или отрывают от дерева. Таких палочек полно и они не требуют каких-либо модификаций перед использованием.
Второй вариант инструмента (снизу на 1а) — это крючковатые орудия, которые изготавливаются из одного конкретного вида растений (кустарник Desmanthus virgatus). То есть птице необходимо найти этот куст, выбрать подходящую веточку и создать инструмент.
Изображение №1
Очевидно, что на получение второго типа инструментов вороны тратят больше сил и времени. А любые затраты должны быть компенсированы. Наблюдения показали, что крючковатые орудия более эффективны при добыче пищи, чем прямые палочки.
Учитывая эти факты, ученые предположили, что вороны предпочтут бережно хранить именно крючковатые инструменты, а не прямые. Для проверки этой гипотезы были проведены эксперименты.
Подготовка к опытам
В опытах приняли участие вороны вида Corvus moneduloides, т.е. новокаледонские вороны, о которых говорилось ранее. 27 особей участвовали в эксперименте 1 и 17 в эксперименте 2.
Эксперимент 1 состоял из двух сеансов (сеанс 1A и сеанс 1B) в ходе которых изучалось, предпочитают ли птицы крючковатые или прямые палочки (результаты оценки на графике ниже).
Изображение №2: оценка выбора типа инструмента. Темно-зеленый — крючковатые инструменты, сделанные из веток куста D.virgatus; светло-зеленый — прямые инструменты, сделанные из веток куста D.virgatus; серый — палочки и листья, собранные с лесной подстилки.
Во время сеанса 1A птицам были представлены: 1 палочка с крючком из D. virgatus, 1 прямая палочка из D. virgatus и 19 палочек из черешков и веток с лесной подстилки.
Во время сеанса 1B птицам были представлены: 1 палочка с крючком из D. virgatus, 1 прямой листовой черешок и 19 прямых палочек из D. virgatus.
Наличие среди инструментов нестандартных вариантов (например, прямая палочка, но из D. virgatus) позволяло оценить вероятность того, что вороны могут просто выбрать странно выглядящие инструменты, вместо того, чтобы обращать внимание на присутствие крючки.
Дабы побудить птиц использовать какой-либо инструмент, ученые разместили в тестовой камере бревно с отверстием (шириной 16 мм и глубиной 70 мм), внутри которого был кусочек мяса. Очевидно, что для извлечения добычи воронам в любом случае необходимо было использовать инструмент.
Дополнительно был использован еще один кусок мяса, размещенный рядом с бревном, дабы привлечь к нему внимание птицы. Если же проводилось два опыта подряд с одной и той же особью, то «приманка» была не нужна. Вороны все же обладают неслабым интеллектом и памятью, как-никак.
Для эксперимента 2 были использованы данные из проведенного ранее исследования, где в котором сравнивалась эффективность кормодобывания с использованием различных типов орудий («Hook innovation boosts foraging efficiency in tool-using crows»: официальная ссылка на публикации и ссылка для скачивания).
Каждый из испытуемых принимал участие в двух сеансах эксперимента, проводимых в разные дни. В первом сеансе (сеанс 2A) птице давали 100 палочек без крючков и черешки листьев разной длины, а во втором (сеанс 2B) — 10 палочек из D. virgatus с несколькими раздвоенными ветвями, из которых можно изготовить крючковатые инструменты. Важным отличием было и то, что в первом случае предложенные предметы просто лежали на поверхности, а во втором — были приклеены к ней.
Также были проведены дополнительные сеансы, в которых ученые пытались оценить факторы, влияющие на выбор инструмента воронами. В ходе этих сеансов птицам были предоставлены палочки разного диаметра и длины из D. virgatus либо с крючком (сеанс 2C), либо без него (сеанс 2D).
В тестовой камере во время эксперимента 2 размещалось бревно с несколькими отверстиями: 6 маленьких (ширина 9 мм, глубина 70 мм) и 12 больших (ширина 12 мм и глубина 70 мм). Как и в предыдущем эксперименте, в этом также использовалась наживка для привлечения внимания птиц к бревну, в котором был спрятан корм, для извлечения которого птицам необходимо было использовать инструмент.
Результаты наблюдений
В эксперименте 1 испытуемые продемонстрировали поразительное предпочтение крючковатым инструментам. Во время сеанса 1A почти все вороны выбирали и использовали крючковатую палочку для извлечения корма (изображение №2). Во время сеанса 1B вороны также чаще выбирали крючковатые палочки. Любопытно, что во время этого сеанса, где большинство вариантов без крючков было сделано из D. virgatus, меньшее количество воронов выбирали крючковатые инструменты, чем в опыте 1A, в котором большинство вариантов без крючков представляли собой черешки листьев. Во время эксперимента 2 большинство воронов сохраняли выбранные ими инструменты (изображение №3).
Изображение №3
Как и предполагали ученые, птицы были более бережны (хранение в ямках или под лапками) по отношению к крючковатым орудиям, сделанным из веток D. virgatus (95% особей из 172 опытов сеанса 2B), чем по отношению к палочкам без крючков (87% особей из 85 опытов сеанса 2B).
Любопытно, что на поведение «бережное хранение» не имели особого влияния многие факторы: тип инструмента (с крючком или без крючка из веток D. virgatus), материал инструмента (прямые палочки из черешков или прямые палочки из веток D. virgatus) и производственные затраты (крючковатые палочки, сделанные учеными, или крючковатые палочки, сделанные воронами).
Более детальное изучение полученных данных показало, что наличие крючка само по себе оказало измеримое влияние не столько на бережное хранение в целом, сколько на метод бережного хранения. Палочки с крючком (в отличие от прямых палочек) гораздо чаще хранились воронами в ямках, где их легче найти при необходимости и где они точно не потеряются в лесной подстилке, если выпадут из лап птицы.
Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.
Эпилог
Вороны прекрасно понимают, что палочки с крючком куда лучше подходят для добывания пищи из отверстий в бревне. Они также понимают, что инструменты, сделанные из веток D. virgatus, куда прочнее, надежнее, эффективнее и долговечнее, чем те, что были сделаны из черешков листьев.
Если же учесть, что любое действие, нацеленное на добычу пищи (т.е. энергии) требует затрат этой же энергии. И тут перед вороном возникает выбор: использовать «плохой» инструмент, который проще и быстрее найти, или же использовать «хороший» инструмент, но потратить меньше времени на сам процесс кормодобывания. Другими словами, необходимо взвесить затраты сил и времени с вероятной выгодой. Крючковатые палочки встречаются реже прямых, а тем более, если они сделаны из веток одного конкретного кустарника (D. virgatus). Однако, затраты энергии на поиск и изготовление инструмента с учетом этих факторов полностью компенсируются возможностью добыть пищу, которую в противном случае добыть было бы невозможно.
Интеллект воронов на этом не ограничивается. Они прекрасно понимают, что один раз потратить силы и время на поиск идеального орудия труда куда выгоднее, чем делать это постоянно. Посему, найдя подходящий инструмент, они будут хранить его очень бережно. При этом степень бережности напрямую зависит от качества инструмента. Если палочка крючком, но не из любимого куста воронов, то птица будет хранить ее под лапой или в непосредственной близости от себя. Если же инструмент соответствует всем требованиям и стандартам качества, то ворон сделает под нее небольшую ямку, где он точно не потеряется и всегда будет доступен.
То, что вороны обладают удивительным интеллектом, не было секретом. Однако подобные наблюдения возвышают их умственные способности на новую ступень. В будущем ученые намерены провести подобные опыты с другими животными, которые используют инструменты. Возможно выдры, использующие камни для разбивания раковин моллюсков, или шимпанзе, достающие термитов с помощью палок, тоже имеют свои критерии выбора орудий труда, кто знает.
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличных всем выходных ребята! :)
Немного рекламы
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5–2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5–2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4×960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5–2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2×960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5–2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
