Docteur en sciences biologiques Leonid Voronov, candidat en sciences biologiques Valery Konstantinov, Université pédagogique d'État de Tchouvach nommé d'après I. Ya. Yakovleva (Cheboksary)
Les corbeaux sont entrés depuis longtemps dans l'élite intellectuelle du monde animal. Tout le monde connaît la célèbre fable d'Esope sur un corbeau et une cruche: l'oiseau n'a pas atteint l'eau avec son bec et, pour boire, a commencé à jeter des cailloux dans la cruche jusqu'à ce que l'eau atteigne le niveau requis. Mais à ce jour, nous continuons à en apprendre davantage sur les nouvelles capacités de ces oiseaux.
Leur rang augmente régulièrement - après avoir rattrapé les primates, les oiseaux de la famille des corvidés ont atteint l'intelligence des jeunes enfants. Cependant, il ne serait pas tout à fait correct de dire qu'ils ont accompli quelque chose - évidemment, les corvidés se sont toujours distingués par une grande intelligence, c'est juste que nous venons d'étudier le cerveau des oiseaux dans tous les détails de leur psychologie et de leur neurobiologie.
Les corbeaux à capuchon font preuve d'une intelligence exceptionnelle dans une grande variété de situations. En hiver, ils trouveront quelque part un couvercle en aluminium dans une casserole, s'assoiront dessus et sortiront des toits enneigés comme sur un traîneau, puis ils taquineront les chiens et les chats en attrapant leur queue. Ils trempent les croûtes de pain dans les flaques d'eau, cachent la nourriture dans les entrepôts et jettent même délibérément sous les roues des voitures ce qu'ils ne peuvent pas picorer.
Il y avait des moments où des corbeaux ouvraient la fermeture éclair d'un sac à provisions et en prenaient des provisions. Ils reconnaissent d'une manière impensable les gens «à vue» quels que soient leurs vêtements et distinguent facilement une arme à feu d'un bâton. Les corbeaux "coopèrent" les uns avec les autres dans des aventures communes. Par exemple, ils «travaillent» à deux, volant des œufs dans les nids des autres: un corbeau chasse l'oiseau du nid et l'autre ramasse les œufs. Ce comportement complexe nécessite quelques explications.
Dans le monde scientifique, l'intérêt pour l'intelligence aviaire a surgi lorsque les biologistes et les anthropologues ont sérieusement réfléchi à l'origine de l'intelligence humaine.
De nulle part, l'intelligence ne pourrait pas apparaître si immédiatement (à moins, bien sûr, que des explications religieuses et parascientifiques ne soient permises), elle doit avoir une sorte de fondement dans le passé évolutif. Tout d'abord, ils ont commencé à chercher une telle fondation, bien sûr, parmi les primates. Mais il était beaucoup plus intéressant d'essayer de trouver des capacités cognitives chez les oiseaux, qui ne sont pas aussi proches des humains que les singes.
Vidéo promotionelle:
Pendant longtemps, la manipulation d'outils a été considérée comme l'un des principaux signes d'une haute intelligence qui distingue les humains de tous les autres animaux. Mais, comme il s'est avéré, les oiseaux peuvent également utiliser des outils, ainsi que les créer et les modifier. Cette compétence a été observée non seulement chez les corvidés, mais aussi chez les hérons et les pinsons des Galapagos. Cependant, les favoris des zoopsychologues étaient les corbeaux de Nouvelle-Calédonie.
Que fait le corbeau de Nouvelle-Calédonie lorsqu'il a besoin, par exemple, d'obtenir un insecte dans un trou? Il choisit une brindille tordue sur le buisson, la casse avec son bec, en arrache l'excès d'écorce et les irrégularités, ne laissant qu'un nœud à une extrémité, et manie le crochet résultant dans des endroits où quelque chose de savoureux peut se cacher.
Des chercheurs de l'Université de St Andrews (Royaume-Uni) ont constaté que les oiseaux évaluent également la qualité de l'outil obtenu. Dans le même temps, ils ne déterminent pas par essais et erreurs quelle extrémité de la brindille enfoncer dans la fente et si une brindille particulière convient généralement à la tâche, mais comme s'ils imaginaient à l'avance comment tel ou tel outil de travail fonctionnera, et choisissent le plus approprié.
Les corbeaux de Nouvelle-Calédonie ne se limitent pas aux bâtons et aux brindilles. Les expériences de zoologistes de l'Université d'Auckland (Nouvelle-Zélande) ont montré que ces oiseaux peuvent utiliser même un objet aussi complexe et mystérieux comme miroir à leurs propres fins. À l'aide d'un miroir, les corbeaux ont déterminé où se trouvait le morceau de viande (ils n'ont pas vu la nourriture elle-même, seulement son reflet). En regardant le reflet, les oiseaux ont compris où coller leur bec pour se faire plaisir, et des expériences ont été réalisées avec des oiseaux sauvages qui n'avaient pas encore eu le temps de vivre à côté des humains.
En général, les animaux sauvages sont très rarement capables de comprendre que la réflexion est la réflexion. Une petite élite du monde animal, qui comprend des perroquets gris, des primates, des dauphins et des éléphants indiens, a la capacité de résoudre «l'énigme du miroir». Maintenant, des corbeaux leur ont été ajoutés.
Les réalisations des corbeaux de Nouvelle-Calédonie se sont accrues: la même équipe de zoologistes de l'Université d'Auckland a découvert qu'ils étaient capables de faire des inférences causales. L'essence de l'expérience était que les oiseaux avaient besoin de «fusionner» dans leur esprit le mouvement de l'objet et de la personne qui manipule l'objet, et les corbeaux n'ont pas vu la manipulation elle-même directement. En termes simples, on a demandé aux oiseaux de résoudre l'énigme du théâtre de marionnettes: voici un bâton, voici un homme, un homme marche derrière l'écran et le bâton commence à bouger. Et les oiseaux ont vraiment compris qu'il existe un «agent d'action» invisible (d'ailleurs, chez les enfants, une capacité similaire apparaît à l'âge de sept mois).
Cependant, il ne faut pas penser que les corbeaux de Nouvelle-Calédonie sont les seuls objets de ce genre de recherche. Dans des travaux récents de zoologistes japonais de l'Université d'Utsunomiya, il a été montré que les corbeaux à gros bec peuvent associer des nombres et des symboles abstraits à la quantité de nourriture. Par les nombres et les formes géométriques sur les contenants de nourriture, les oiseaux étaient reconnus là où il y en avait plus et là où il y en avait moins. En d'autres termes, les oiseaux connaissaient les ratios numériques.
Un autre exemple de l'intelligence des corvidés est leur capacité à se souvenir de leurs amis et ennemis pendant plusieurs années. De plus, leur mémoire sociale ne se limite pas aux individus de la même espèce: les corbeaux urbains, par exemple, se souviennent des voix d'autres oiseaux et humains. Les exemples d'intelligence des corvidés peuvent être multipliés et multipliés, mais d'où vient cette ingéniosité? Cette question, comme elle est facile à comprendre, est neurobiologique, et pour y répondre, il faut se pencher sur le cerveau de l'oiseau.
Je dois dire que jusqu'à récemment, la psyché des oiseaux était traditionnellement sous-estimée, et pas seulement à cause de la petite taille de leur cerveau, mais aussi à cause des spécificités de sa structure. Le cerveau de l'oiseau est dépourvu d'un nouveau cortex à six couches (que possèdent les mammifères), et son évolution s'est déroulée en raison de la transformation des noyaux striatum, ou striatum.
Le striatum est plus ancien que le cortex et ses fonctions sont plus simples que celle de celui-ci; par conséquent, le système nerveux central des oiseaux a été perçu comme une structure primitive qui n'a pas été conçue pour remplir les fonctions cognitives supérieures que le nouveau cortex de mammifère remplit.
Au fil du temps, cependant, le point de vue sur le cerveau de l'oiseau a commencé à changer - il s'est avéré plus compliqué qu'ils ne le pensaient. Afin de comprendre sa structure plutôt complexe, vous devez connaître certains détails. Le cerveau de l'oiseau comprend plusieurs champs avec des fonctions spécifiques. Chaque champ est composé de composants structurels - glie, neurones et complexes neurogliaux. Le neurone, comme vous le savez, transmet l'information, la glie l'aide, et le complexe neuroglial, apparemment, analyse l'information, comme le font les colonnes cellulaires du cortex mammifère. (Une colonne est un groupe de neurones situés dans le néocortex du cerveau perpendiculairement à sa surface, réunissant des cellules nerveuses dans différentes couches du cortex.)
En général, la progression du cerveau des vertébrés, telle que formulée par le célèbre biologiste russe Leonid Viktorovich Krushinsky, s'accompagne d'une augmentation de deux qualités interdépendantes - la discrétion structurelle et la redondance fonctionnelle et structurelle. Il a été constaté que, malgré les différences dans l'organisation spatiale des réseaux neuronaux du striatum des oiseaux et du néocortex des mammifères, leur formation et leur développement en évolution sont déterminés par les mêmes modèles morphologiques.
Les progrès du système nerveux central des vertébrés supérieurs ont été accompagnés de changements clés. Premièrement, le nombre total de neurones, de populations cellulaires et de formes de transition entre eux a augmenté; deuxièmement, tous les types de polymorphisme tissulaire et cellulaire ont augmenté dans chaque type de réseaux neuronaux; troisièmement, des modules ont été formés - des unités structurelles et fonctionnelles supercellulaires complexes de traitement de l'information.
Recherche réalisée par nos soins au Département de biologie de l'Université pédagogique d'État de Tchouvache nommée d'après I. Ya. Yakovlev, autorisé à compléter ces critères. Il s'est avéré que le degré de son asymétrie et les régularités de l'interposition (degré d'agrégation) de ses composants structurels cellulaires et supracellulaires sont également associés aux progrès du développement du cerveau de l'oiseau.
Les corvidés ont-ils des caractéristiques qui distinguent leur cerveau des autres oiseaux? Pour ce faire, le corbeau doit être comparé à quelqu'un - par exemple, à une colombe. Les pigeons ne diffèrent pas vraiment avec une grande intelligence, et de nombreux travaux du professeur Zoya Aleksandrovna Zorina et de ses collègues de la faculté de biologie de l'Université d'État de Moscou ont permis de découvrir en détail ce que les pigeons sont exactement plus stupides que les corbeaux. Les corbeaux à capuchon sont capables d'évaluer la taille des ensembles et de stocker ces informations mathématiques non seulement dans des images spécifiques, mais aussi sous une forme abstraite généralisée que les oiseaux peuvent associer, par exemple, à des chiffres arabes; ils peuvent voir des analogies sous la forme d'objets, quelle que soit la couleur de ces objets.
Autrement dit, les oiseaux semblent représenter une caractéristique distincte «dans l'esprit», sans être liés à un objet spécifique. Les pigeons apprennent cette procédure beaucoup plus lentement. De plus, l'attitude envers l'apprentissage ne se forme pratiquement pas chez les pigeons, tandis que chez les corvidés, elle apparaît assez rapidement et sur la base d'une stratégie optimale. De toute évidence, la différence des capacités cognitives s'explique par des différences dans la structure du cerveau des oiseaux de ces deux espèces.
Nous avons réussi à découvrir qu'un corbeau a deux fois plus de neurones dans son cerveau qu'un pigeon et que leur densité spécifique est deux fois plus élevée. Dans le même temps, les neurones et les glies du cerveau du corbeau sont plus petits et les complexes neurogliaux sont plus gros que chez le pigeon.
Pour mieux comprendre les spécificités du cerveau de l'oiseau, l'étude a également inclus les pinsons (Fringillidae). Ces oiseaux sont capables de manipulations complexes lors de l'extraction de graines de cônes de divers types de conifères. Par exemple, les employés du laboratoire de Z. A. Zorina ont découvert que les becs croisés de l'épinette (qui appartiennent aux pinsons), comme les corbeaux, sont capables de généralisation - l'un des composants les plus importants de l'activité rationnelle.
L'efficacité de l'activité cérébrale est déterminée non seulement par le nombre et la surface des neurones, de la glie et des complexes neurogliaux, mais aussi par leur emplacement dans l'espace, dont dépend la capacité des neurones à "parler" les uns avec les autres. La disposition mutuelle des cellules cérébrales peut être caractérisée par la distance entre une paire arbitraire des cellules les plus proches. Les distances moyennes entre les cellules forment ce que l'on appelle la matrice de proximité cellulaire, qui est différente pour chaque champ étudié du cerveau. Une telle matrice sert d'outil pratique pour évaluer la structure du cerveau.
Avec son aide, nous avons pu établir que la proximité mutuelle (agrégation) des neurones et des complexes neurogliaux chez les corbeaux est beaucoup plus grande que chez les oiseaux de la famille des pinsons. Autrement dit, chez les corbeaux, les composants structurels du cerveau sont situés plus près les uns des autres, ce qui accélère et optimise le travail des chaînes nerveuses. Une amélioration du fonctionnement des neurones et des complexes neurogliaux pourrait survenir en raison du fait que le degré de ramification des cellules nerveuses a augmenté - davantage de dendrites ont commencé à se former en elles, ce qui, à son tour, est devenu possible en raison d'une diminution de la zone du soma (corps cellulaire).
Ainsi, les corbeaux doivent leur intelligence exceptionnelle aux particularités de l'architecture neuronale. Mais les oiseaux encore, y compris les corvidés, sont nettement inférieurs aux mammifères en termes de nombre total de neurones. Si le cerveau d'un corbeau a 660 millions de neurones, alors chez les animaux, leur nombre est mesuré en dizaines de milliards.
Qu'est-ce qui permet aux corvidés de résoudre des problèmes à égalité avec certains primates?
Le fait est que chez les mammifères de la série évolutive, la densité des éléments cellulaires diminue, tandis que chez les oiseaux, elle augmente, notamment en raison de l'unification des neurones uniques et de la glie dans les complexes neurogliaux susmentionnés. Apparemment, dans le cadre de l'acquisition de la capacité des oiseaux à voler, si nécessaire, d'une part, l'allègement maximal de la masse totale, et d'autre part, l'accélération des mouvements dans leur cerveau, une optimisation radicale des mécanismes de traitement de l'information a eu lieu.
Cela nécessitait une solution structurelle et cellulaire différente: au lieu de la structure colonnaire caractéristique des mammifères, des complexes de cellules sphériques se sont développés chez les oiseaux. Ces complexes sont devenus les unités structurelles et fonctionnelles les plus importantes du cerveau des oiseaux, dont l'efficacité n'est pas inférieure à celle des colonnes neurales du cerveau des animaux.