Еноты по-своему решили задачу с кувшином из басни Эзопа
Енотов научили добывать объекты с поверхности воды на дне высокого сосуда при помощи камней, и оказалось, что их манера решать подобные задачи отличается от результатов ворон и людей. Американские ученые выяснили это в серии тестов, и предложили свои варианты дизайна известного эксперимента с водой и галькой. Результаты опубликованы в журнале Animal Cognition.
Одна из басней Эзопа описывает ворона, который, чтобы напиться водой со дна кувшина, кидал в него гальку, пока уровень воды не поднялся достаточно высоко, чтобы ворон мог достать ее своим клювом. Ученые подтвердили, что новокаледонские вороны справляются с подобной задачей, однако до сих пор неясно, что это означает в терминах когнитивных способностей животных. Это либо оперантное, выученное поведение, либо оно связано с пониманием причинно-следственных связей и способностью рассуждать. Сравнительный анализ позволил заключить, что вороны справляются с задачей так же, как и дети пяти-семи лет. Американские зоологи решили использовать известную модель для тестирования интеллекта животных из нового биологического отряда, и увеличить универсальную значимость теста, который до сих пор ограничивался применением на птицах и людях.
Задача обычно заключается в том, что в прозрачный цилиндр с водой бросают какую-то съедобную награду, но она находится вне досягаемости испытуемого. Чтобы заполучить награду, нужно выбрать из ряда объектов подходящие по размеру и массе предметы, которые помогут получить награду — например, с помощью камней можно поднять уровень воды в сосуде. При этом на основании того, какие именно предметы были выбраны, исследователи делают вывод о когнитивных способностях животного. Задачу можно модифицировать и усложнять, манипулируя шириной сосуда, его формой и содержимым (если в сосуде песок, бросать камни в него бессмысленно).
Целью ученых было понять, в какой степени способность понимать причинно-следственные связи свойственна животным разных видов, но они не были уверены, что подобные задания с сосудом подойдут всем. Согласно имеющимся данным, еноты, в целом, умнее домашних кошек, но не умнее резус-макак, и им свойственна поведенческая гибкость. Поэтому ученые предположили, что еноты могут научиться добывать награду в задании с водой и галькой, и что когда им предложат объекты разной функциональности, возможны два исхода: либо еноты сразу начнут отдавать предпочтения подходящим, демонстрируя способность понимать причинно-следственные связи, либо будут совершать ошибки поначалу, и научатся со временем, и этот исход скорее укажет на оперантное научение.
В эксперименте участвовали восемь енотов-полоскунов (Procyonlotor), половина из которых была рождена в диких условиях, а другая половина — в лабораторных, но от дикой матери. В прозрачный сосуд ученые покрошили кусок зефира. В первой фазе енотам сперва предоставили сосуд и пять камней, позволив им попытаться выполнить задание без подготовки. Если им это не удавалось, то их обучали: на ободок у горлышка колбы экспериментаторы складывали несколько камней, которые легко падали в воду, когда енот касался колбы. Когда камни попадали в воду, награда оказывалась в зоне досягаемости енота и, таким образом, у животного возникала ассоциация о том, что попадание камней в колбу связано с угощением. Затем ученые проверяли, усвоили ли животные урок: камни складывали на пол, и енот должен был их поднять и бросить в колбу самостоятельно. Сдавшие «экзамен» животные переходили ко второй фазе. Во второй фазе задания модифицировали по какому-то из параметров: в серии попыток ученые добавляли объекты разного размера (более функциональные крупные камни и менее функциональные мелкие), в другой серии енотам устанавливали второй сосуд с кукурузными зернами вместо воды, в третьей, вместо камней предлагали теннисные шарики, часть которых была достаточно тяжелой, чтобы потонуть, и в четвертой серии попыток енотам предлагали новый инструмент, чашку с ручкой, с помощью которой еноты могли вылавливать угощение из сосуда с водой. В зависимости от задания, у животных было 6 или 12 попыток.
Все результаты регистрировали, подсчитывая сколько раз животные сделали правильный выбор, а сколько — неправильный, и проверяли статистическую значимость результатов, причем ученых интересовала как точность самого первого выбора в каждой из попыток (то есть, какой объект был брошен в сосуд с водой первым, или в какой из сосудов), так и число правильных попыток в целом.
В результате, ни один енот не справился с заданием в начале первой фазы. В тестах первой фазы, которые следовали за обучением, только два самца (рожденные в неволе однопометники) бросили камни в сосуд и смогли достать зефир, а самка из того же помета достала его необычным способом: она раскачала сосуд и опрокинула его вместе с тяжелой (более 11 килограмм) подножкой. В итоге только два самца перешли ко второй фазе эксперимента. Они на равных справлялись с заданиями и не демонстрировали изменений в эффективности с каждым новым заданием. Первый выбор был скорее случайным (P ≥ 0.07 для всех попыток). В заданиях с камнями разных размеров предпочтений также не наблюдалось. В заданиях с дополнительным сосудом только один енот сосредоточился на сосуде с водой, и бросил в него 77 процентов камней, второй же в паре попыток сидел на сосуде с кукурузой и бросал в него тот же самый камень несколько раз, из-за чего общий результат не выявил предпочтений в колбе (в воде оказалось 50 процентов брошенных камней), но когда ученые вычли из анализа эти две попытки, то уже 75 процентов камней оказались брошены в воду. В заданиях с теннисными шариками еноты использовали и тяжелые, и легкие с одинаковой частотой, однако им все равно удавалось достать зефир: хотя шарики плавали на поверхности воды, на них можно было надавить и достать угощение. С заданием с чашкой они не справились, хотя каждый как минимум раз достал зефир, бросив чашку в колбу и выловив ее до того, как та потонула.
Выполнение задание с камнями разного размера, светлые клетки означают, что в воду был брошен маленький камень, темные — крупный. По оси y отложен номер попытки, по оси х — последовательность брошенных камней.
Выполнение задание с камнями разного размера, светлые клетки означают, что в воду был брошен маленький камень, темные — крупный. По оси y отложен номер попытки, по оси х — последовательность брошенных камней.
Ученые считают, что проделанная работа является важным первым шагом в изучении понимания хищниками причинно-следственных связей. На основании полученных результатов рано судить о степени их понимания у енотов. Ученым удалось доказать, что еноты справляются с задачей из Эзоповой басни о вороне, но все же процент научившихся енотов довольно низкий (25 процентов, в то время как другие исследователи научили от 50 до 80 процентов участвующих особей). Авторы считают, что если разработать более подходящую процедуру, можно добиться более высоких результатов. Также успех научения может быть связан со средой обитания особей в раннем возрасте, хотя статистически пока трудно установить разницу из-за малой выборки. Также объяснение нестабильных результатов может быть связано с тем, что еноты более ловкие и больше времени посвящали разнообразным манипуляциям с объектами, исследуя их свойства, и поэтому дольше вырабатывали предпочтения в поведении. Также ученые отметили, что еноты предпочитали объекты, которые располагались ближе к сосуду, и бросали сразу несколько штук, в результате чего им могло быть трудно сравнить эффективность каждого объекта по отдельности. Предпочтения сосуда с водой, а не кукурузой, может объясняться тем, что они уже привыкли работать с водой в предыдущих заданиях, поскольку попытки забросить камни в кукурузу не становились реже с каждой попыткой, и не свидетельствуют об эффекте научения. В заданиях с чашкой, по мнению экспериментаторов, енотам могло хватить ловкости для осуществления зачерпывающих движений, однако, возможно из-за силы привычки, они бросали чашку также, как и объекты перед этим. Тем не менее, им хватило ловкости и, по-видимому, ума, чтобы в нескольких попытках быстро достать чашку, пока она не оказалась на дне.
О том, как еще ученые оценивают интеллект птиц, мы писали ранее. Также мы писали о том, как разные хищники справляются с простым заданием с задвижкой, и о том, какие сложности могут возникать при сравнении интеллекта животных разных видов.