餌を蓄える鳥たちの象のような記憶

先ほど、寝室にあるヒゲトリマーを探しました。私はおそらく 45 分をかけて、ありそうな場所をすべて少なくとも 2 回、ありそうもない場所を少なくとも 1 回調べました。私は嵐が起きると誓った。トリマーは決して現れませんでした。私はパンツで同様のゲームをプレイしたことがあります。持ち物を追跡する電子タグ市場が急成長しているのには理由があります。

私たちの貧弱な記憶は、特に動物のことを考えると、神秘的に思えるかもしれません。この時期、多くの種は冬の飢餓を防ぐために、時には盗み出す競争相手から食べ物を集めて蓄えます。いわゆる食料貯蔵庫の保管者は通常、一か所に保管庫を保管しています。昨年、カリフォルニア州の害虫駆除業者が、顧客の壁にキツツキによって置かれた 700 ポンドのドングリを発見しました。対照的に、分散型貯蓄者（一部のガラ、カケス、シジュウカラ、シジュウカラ、ゴジュウカラ、くるみ割り人形など）は、集めたものを広い範囲に分散させます。ハイイロリスは匂いを使って、埋もれたドングリを見つけます。しかし、散在ホーダーの多くは主に空間記憶に依存しています。

人々は 1720 年かそれ以前に、散在的な買いだめに初めて気づきました。しかし、この問題が本格的に調査されるようになったのは、ここ 100 年間のことです。科学者たちは現在、鳥の脳には象のような記憶力が備わっている可能性があることを知っています。鳥の中には、数万、さらには数十万の一口の食べ物を木の中や地面の中や地面に蓄えて、そのかなりの部分を取り出すことができるものもあります。 1951 年、PO スワンバーグというスウェーデンの鳥類学者はユーラシアのくるみ割り人形について報告しました。彼は、一秋の間に、それぞれの鳥が約 8,000 羽の巣を作るのを観察しました。その冬、鳥たちは雪の中を掘って蓄えていた餌を取り出しました。スワンバーグ氏は、鳥が残した掘削穴を調査し、そのほぼ 90% で木の実の殻を発見しました。これは、無駄な努力がほとんどなかったことを示しています。

1970年代後半、オックスフォード大学の研究者らは、シジュウカラが自分の一粒を埋めた場所からわずか10センチのところにヒマワリの種を埋めた。その後数日間、鳥が埋めた種子は科学者が埋めた種子よりも大幅に早く消え、鳥が隠し場所を正確に記憶していたことを示唆しています。 1992年、他の科学者は、クラークくるみ割り人形として知られる鳥が、9か月以上前に種を埋めた場所を偶然よりも正確に思い出すことができると報告した。

ウラジーミル・プラヴォスドフ氏は、レニングラード（現サンクトペテルブルク）州立大学の学部生として食料キャッシュの研究を始めた。 「私はただ動物を観察することを強く信じています」と彼は私に言いました。北極圏の上空で、彼は双眼鏡とストップウォッチを手に、ヤナギやシベリアシジュウカラを観察しながら、毎日何時間も過ごした。彼は、彼らが 1 分に 2 回もの頻度で食物をキャッシュできることを発見しました。彼は推定して、毎年最大50万個の食料を貯蔵できると推定した。彼は、鳥がなぜ、どのようにして「キャッシュマシン」へと進化したのかという疑問に興味を持ち始めました。

現在、ネバダ大学リノ校の生物学者として、プラヴォスドフ氏はチカディーに焦点を当てています。野鳥の検索精度を正確に測定することは不可能です。とりわけ、鳥が正しい場所の前にいつ間違った場所を探しているかを知る方法はありません。それでも、「彼らが回復していくのを見るたびに、彼らは非常に目的を持っているように見える」とプラヴォスドフ氏は語った。コガラが樹皮や地衣類から種子を取り出すとき、彼は次のように述べています。これを見ると、とても印象的です。」

これらすべてが疑問を引き起こします。鳥が森の中で何千もの種を置いた場所を覚えているのなら、なぜ私はズボンを見つけられないのでしょうか？鳥たちが私たちのものとは大きく異なるこのような特別な記憶をどのようにして進化させたのかを知るのは良いことです。

自然選択がどのようにして鳥の脳を鉄製の罠に作り上げたのかを調べるために、プラヴォスドフ教授は、彼の研究室がシエラネバダ山脈に設置したフィーダーアレイと呼ばれるユニークな装置を使用している。各アレイは、8 台の自動フィーダーを保持する一辺約 4 フィートの正方形のフレームで構成されています。プラヴォスドフ氏のチームは、カモメを網で捕獲し、足に小さな電子タグを縛り付ける。次に、各鳥に対して 1 つのフィーダーのみが開くようにアレイをプログラムします。チカディーが割り当てられた給餌器を発見すると、システムは正しい給餌器に到達するまでに、訪問ごとに何回間違った給餌器を試行するかをカウントすることができます。間違いが少ない鳥は、より早く学習します。

研究者たちはアレイを維持するためにスノーモービルで定期的に山脈を訪れます。クマやリスから鳥を守るために、滑車を使って装置を木から吊り下げます。動物の足の下に雪が積もると、高さを調整します。研究者らは過去9年間、年間約100羽から200羽の鳥を研究し、1年生のコガラの学習能力によって、その鳥が最初の冬を生きられるかどうかを予測できることが判明した。これが「生存の大きなボトルネック」である」とプラヴォスドフ氏は語った。 「小さな違いでも重要です。」 』の表紙に掲載された研究では、 科学今年9月、研究者らは、最も成績の悪い鳥は平均約1年生き、最も成績の良い鳥は3歳まで生存することを示した。

記憶は、自然選択（適者生存）だけでなく、性選択によっても形成されるようです。プラヴォスドフ氏の研究室は、餌箱配列の近くに 350 個以上の巣箱を管理しており、研究者はそこでコガラの交尾と繁殖を観察することができます。 2019年に発表された研究では、メスが記憶力テストに合格したオスと交尾した場合、失敗したオスと交尾した場合よりも多くの卵を産み、より大きな雛を育てたことが判明した。これはメスがより多くのことに投資していることを示している。生殖的な出会い。 「彼らは、どういうわけかオスの認知能力について何かを知ることができます」と、論文の主著者で現在はオンタリオ州のウェスタン大学の教授であるキャリー・ブランチ氏は私に語った。ブランチ氏は、メスの鳥は、おそらく鳴き声の複雑さや羽の色などの信号を感知し、それが認知能力と相関すると考えている。 （この論文のタイトルは「スマートは新しいセクシー」です。）

最終的に、食品のキャッシュは空間メモリに依存します。つまり、これは遺伝子と脳に依存します。プラヴォスドフ氏は、食物のキャッシュが依存する遺伝的および脳のメカニズムを調査しました。少なくとも1966年まで遡る研究では、記憶に関与する脳の一部である海馬の損傷が鳥の隠れ場所への帰還を妨げていることを示している。 1980年代、科学者たちは、食物を蓄える種が他の種よりも大きな海馬を持っていることを発見しました。プラヴォスドフはこれらの発見を拡張して、さまざまな環境によって及ぼされる進化圧力を組み込みました。 2002年、彼と博士研究員の指導教官である比較認知科学者のニコラ・クレイトンは、アラスカで捕獲されたコガラと、冬の寒さが若干緩いコロラドの鳥とを比較した。研究室では、アラスカの鳥はコロラドの鳥よりも成績が良く、彼らの海馬は不釣り合いに大きく、より多くのニューロンを含んでいた。その後の研究で、彼と博士研究員のティモシー・ロスは、さまざまな厳しい気候を持つ北米の 10 か所の鳥で同様の神経パターンを発見しました。

複雑なナビゲーションルートを記憶しなければならないロンドンのタクシー運転手は、海馬の領域の成長を経験します。それは遺伝子の問題ではなく、訓練の問題だ。彼らの脳は、上腕二頭筋のように、使用により肥大化している。自然と育成の重要性をより深く理解するために、ロス氏、プラヴォスドフ氏、および彼らの協力者らは、アラスカ州とカンザス州の巣から摘み取ったアグロコガラを手で育てた。以前と同様に、アラスカの鳥は空間記憶課題において比較の鳥を上回りました。彼らの海馬は同じサイズでしたが、アラスカの鳥はより多くの海馬ニューロンを持っていました。 2022 年、ブランチ、プラヴォスドフ、および彼らの同僚は、空間認知能力に関連する 200 以上の遺伝子を特定することに成功し、そのうちのいくつかは海馬の発達に影響を与えることが知られていました。つまり、遺伝子と育ちの両方が役割を果たしました。

この研究すべての大規模な目標は、自然選択が実際に起こっていることを実証することであり、進化が起こる時間スケールを考慮すると、これはまれな偉業である。プラヴォスドフ氏は、そのような実証には3つの連動する要素が必要だと私に語った。科学者は野生における変異を特定し、形質や行動の遺伝的基盤を理解し、それが生存や繁殖に影響を与えることを示さなければならない。プラヴォスドフ氏は、鳥だけでなくあらゆる動物の身体的特性ではなく認知的特性のジグソーパズルを完成させることができるのは、現在彼の研究室だけだと信じている。この種の仕事に関して、シエラネバダのチカデは理想に近いと彼は説明した。「彼らは渡りをしないし、どこにも行かない」。これにより、特別なアクセスが可能になります。 「私たちは毎年測定しています。私たちは彼らの人生についてすべてを知っています。私たちは彼らの認知能力、誰と交配し、何人の子孫を産むかについて知っています。」食物を蓄える鳥は「研究すべき美しいモデル」である、と彼は言う。