Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt

Trudno jest jednak pracować ze zwierzętami. Trzeba zaprojektować testy, które obiektywnie oceniają ich sprawności umysłowe bez podnoszenia widma antropomorfizmu i trzeba je starannie wytrenować do wykonywania tych testów. Te trudności oznaczają, że badacze zazwyczaj uciekają się do niewielkich eksperymentów z jednym tylko gatunkiem, często z zadaniami zaprojektowanymi dla nich indywidualnie. Dlatego bardzo trudno jest porównywać gatunki lub zestawiać wyniki z odrębnych badań. Jeśli lemury zachowują się inaczej niż małpy w różnych eksperymentach, to czy jest tak dlatego, że istnieje jakaś autentyczna różnica biologiczna, czy też jest to jakieś dziwactwo w jednym lub obu badaniach?

Te problemy oznaczają, że wiele jest badań nad inteligencją zwierząt, ale są one fragmentaryczne. Każde badanie dodaje nowy kawałek do układanki, ale czy każdy układa tę samą układankę?

Evan MacLean, Brian Hare i Charles Nunn z Duke University mieli tego dość. Pokierowali międzynarodowym zespołem 58 naukowców z 25 instytutów w badaniu ewolucji jednej umiejętności umysłowej – samokontroli – u 567 zwierząt z 36 gatunków.

Szympansy, goryle, pawiany, marmozety, lemury, wiewiórki, psy, słonie, gołębie, papugi i wiele innych próbowały swoich sił przy tym samym zadaniu. „To dosłownie było badanie od myszy do słonia – mówi MacLean – a przynajmniej od mongolskiego myszoskoczka do słonia”.

“Sądzę, że to naprawdę pokazuje przyszłość dziedziny poznania – mówi Karin Isler z Uniwersytetu w Zurychu. – Zamiast dawać tylko wyrywkowe spojrzenia i sugestie, a czasami sprzeczne dowody, można znaleźć przekonujące wyjaśnienia ewolucji zdolności poznawczych”.

Zespół skupił się na samokontroli – zdolności przestania robić czegoś, odłożenia czegoś, zjedzenia czegoś później. Zwierzęta robią to, kiedy powstrzymują się od kopulacji w obecności dominującego zwierzęcia, kiedy przestają żerować na istniejącym źródle pokarmu, żeby poszukać nowego źródła lub kiedy dzielą się zasobami z innymi. U ludzi stopień samokontroli dziecka koreluje ze zdrowiem, zamożnością i stanem psychicznym tych dzieci jako dorosłych. To jest ważne.

Jest także łatwo to mierzyć. Szwajcarski psycholog Jean Piaget robił to w latach 1950., kiedy wielokrotnie wkładał zabawkę pod pudełko przed dziećmi, a potem przekładał ją pod drugie pudełko.  Odkrył, że dzieci poniżej 10 miesiąca życia szukały pod pudełkiem A, mimo tego, co widziały. Nie mogły wyzwolić się ze zwyczaju i bardziej elastycznie szukać rozwiązania; ta zdolność powstaje około pierwszego roku życia. Zespół MacLean, Harego i Nunna dał ten test „A nie B” swoim zwierzętom, używając żywności zamiast zabawek.  

Próbowali także drugiego zadania, w którym zwierzęta musiały obejść nieprzezroczysty cylinder, żeby dostać się do żywności w środku. Następnie zespół wymienił cylinder na przezroczysty. Teraz zwierzęta musiały powstrzymać naturalny instynkt sięgnięcia bezpośrednio po żywność (co przewróciłoby cylinder) i obejść go dokoła, jak przedtem.

Wszystkie zwierzęta musiały wykonać jedno lub oba zadania i zespół porównywał ich wyniki z cechami takimi jak rozmiary mózgu lub rozmiary grupy. Znaleźli kilka niespodzianek. Na przykład, wyniki zwierząt korelowały z absolutną, ale nie względną wielkością mózgu. Innymi słowy, nie miało znaczenia, czy mózgi zwierząt były duże w stosunku do ich rozmiarów, ale czy były duże, kropka.

“To dziwne, bo wielkość mózgu i wielkość ciała zwiększają się w sposób przewidywalny. Duże zwierzęta mają duże mózgi” – mówi MacLean. Dlatego też wielu naukowców uważało, że stosunkowy rozmiar mózgu ma większe znaczenie. Jest nawet miara zwana współczynnikiem encefalizacji (EQ), która ocenia inteligencję przez porównywanie mózgu zwierzęcia do mózgu typowego dla stworzeń tych samych rozmiarów. Niemniej, przynajmniej dla samokontroli, ważna jest wielkość absolutna. Było tak, niezależnie od tego, czy patrzyli na wszystkie 36 gatunków, czy tylko na naczelne.

 “Ma to sens - mówi Richard Byrne z University of St Andrews. – Jeśli mózg jest, do jakiegoś stopnia, komputerem pokładowym, to liczba jego komponentów określi jego moc, nie zaś rozmiar zawierającego go pudła lub ciała”.

Zespół przetestował także dwa wiodące wyjaśnienia ewolucji inteligencji naczelnych. Jedną jest koncepcja, że nasza bystrość rozwinęła się, byśmy mogli śledzić stosunki w naszych złożonych grupach społecznych. Istotnie można czynić sensowne przewidywania rozmiarów społeczności, w jakiej żyje naczelny, na podstawie pomiaru jego czaszki. Zespół nie znalazł jednak żadnego związku między wielkością grupy a wynikami w wykonywaniu zadań. „To nas zaskoczyło – mówi MacLean. – Jest to bardzo popularna hipoteza, ale nie znaleźliśmy na nią żadnych dowodów”.

Zespół znalazł natomiast więcej poparcia dla drugiej koncepcji: że rozwój inteligencji naczelnych napędzała potrzeba zapamiętania szerokiego wachlarza żywności takiej jak owoce, które występują w różnych miejscach i w różnych sezonach. Pokazali, że różnorodność diety zwierząt (ale nie proporcja owoców) istotnie była związana z samokontrolą. Razem te dwa czynniki – absolutna wielkość mózgu i różnorodność pokarmu – wyjaśniały około 82 procent wariacji wyników naczelnych.

“Sympatyczną rzeczą w tych zadaniach jest to, że z powodu ich prostoty, jest bardzo nieprawdopodobne, by zależały w jakimś dużym stopniu od specyficznych dla gatunku uzdolnień niezależnych od poznania lub uprzedniego doświadczenia – mówi Byrne. – Ufałbym tym wynikom”.

Ale Robin Dunbar z University of Oxford uważa, że wnioski zespołu są “błędne i naiwne”, ponieważ te zadania nie są dobrą miarą samokontroli, przynajmniej w żadnym sensie, który liczy się w życiu społecznym zwierzęcia. Zamiast tego były to „zadania czysto ekologiczne i zbieracze i nic poza tym, nie jest więc zaskakujące, że korelują z dietą” – mówi.

Badania ze skanowaniem mózgu u ludzi i małp znalazły związek między rozmiarem specyficznych obszarów mózgu, rozmiarem grupy społecznej i sprawnościami społecznymi. „Wydaje się dziwaczne prowadzenie analizy w stosunku do totalnej wielkości mózgu” – mówi Dunbar.

Oczywiście w tym badaniu patrzono tylko na jeden aspekt psychologii zwierzęcej. Zespół stwierdził, że wyniki zwierząt na teście samokontroli korelowały z raportami o innych sprawnościach, takich jak innowacje, używanie narzędzi, oszustwo i społeczne uczenie się. MacLean podejrzewa jednak, że gdyby inne zespoły skoncentrowały się na tych sprawnościach, uzyskałyby inne wyniki. Wielkość grupy może nabrać większego znaczenia, jeśli badacze skupią się na zadaniach dotyczących społecznego uczenia się – zdolności imitowania i uczenia się od innych. Albo też dieta może wygrać, jeśli naukowcy będą patrzyli na sprawność zapamiętywania.

To nowe badanie nie rozstrzyga debat. Pokazuje tylko drogę. Każdy z naukowców w zespole mógł z łatwością opublikować własną pracę używając zebranych danych, ale postanowili zebrać swoje wysiłki w jedną publikację. „Uważaliśmy, że będzie to miało największy wpływ, jeśli ukaże się to razem – mówi MacLean. – Nigdy nie było zestawu danych tej wielkości. Oczywiście mamy nadzieję, że zmieni to zasady gry, sposobu uprawiania psychologii porównawczej”

I nawet Dunbar mówi: “Dobrze jest zobaczyć badania porównawcze tego rodzaju, które wreszcie zostają zrobione i jest bardzo cenne, że wykonywali to samo zadanie wśród wielu gatunków”.

Źródło: MacLean, Hare, Nunn, Addessi, Amici, Anderson, Aureli, Baker, Bania, Barnard, Boogert, Brannon, Bray, Bray, Brent, Burkart, Call, Cantlon, Cheke, Clayton, Delgado, DiVincenti, Fujita, Herrmann, Hiramatsu, Jacobs, Jordan, Laude, Leimgruber, Messer, Moura, Ostojic, Picard, Platt, Plotnik, Range, Reader, Reddy, Sandel, Santos, Schumann, Seed, Sewall, Shaw, Slocombe, Su, Takimoto, Tan, Tao, van Schaik, Viranyi, Visalberghi, Wade, Watanabe, Widness, Young, Zentall & Zhao. 2014. The evolution of self-control. PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1323533111

This is how you study the evolution of animal intelligence

Not Exactly Rocket Science, 22 kwietnia 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska