Голуби отличают Моне от Пикассо, муравьи умеют считать, а вороны ― понимать символы. Что известно о познавательных способностях животных? Что уникального умеют они, а что ― мы? Рассказывает Жанна Ильинична Резникова ― известный этолог, доктор биологических наук, заведующая лабораторией поведенческой экологии сообществ Института систематики и экологии животных СО РАН, профессор НГУ .

Чарльз Дарвин говорил, что различие в умственных способностях человека и высших животных заключается в количестве, а не в качестве. Сегодня, когда мы накопили много знаний в области биологии, в том числе благодаря экспериментам, этот тезис по-прежнему остается актуальным?

― Дарвин, несомненно, революционизировал подход к понятиям об интеллекте животных и их познавательных способностях. В основном этот тезис остается верным. Но наука развивается довольно быстро, особенно в последние десятилетия, и сейчас уже можно сказать много нового.

Сейчас я как раз работаю над книгой для Кембриджского университета, которая так и называется ― Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition (Интеллект животных: от индивидуального к социальному познанию). И, кстати, начинаю ее тоже со слов Дарвина: о преемственности когнитивных способностей человека и животных. Дарвин писал, что высшие психические функции человека ― продукт эволюции психики животных, их элементарного мышления.

Эта книга, как и моя научная деятельность в целом, представляет такую область науки как когнитивная этология ― науки о познавательных способностях животных. За последние 15-20 лет появились принципиально новые области науки как, например, оптогенетика, которая позволяет нам не только проследить, как проходит возбуждение по светящимся нейронам в мозгу животного, но и даже в какой-то степени отредактировать память, вмешаться в эти процессы. Эта новая наука родилась примерно 15 лет назад. Этот пример помогает представить,  какая революция сейчас происходит в области когнитивной этологии! И, возвращаясь к вашему вопросу: все-таки количественная или качественная разница в умственных способностях человека и высших животных? Пожалуй, в последнее десятилетие исследователи во всем мире приходят к выводу о том, что одна из наших задач ― это нащупать еще и качественную разницу. И, кстати, не всегда эта разница в нашу пользу.

 Вы имеете в виду необычные способности некоторых животных, которыми мы не обладаем?

― Да. В упомянутой мной книге я представляю свою идею о видовой гениальности (species genius) животных. В частности, я хочу показать те интеллектуальные достижения, превышающие способности человека, которыми обладают животные в пределах довольно узких областей. Например, крысы значительно лучше нас ориентируются в лабиринте. Не придумано еще такого лабиринта, который бы крыса не смогла пройти. Если мы будем соревноваться с этими животными в прохождении лабиринта, скажем, крыса будет проходить его лапками, а мы ― карандашом, то крыса победит. Никто из животных не умеет проходить лабиринты лучше, чем крысы, потому что фактически это их среда обитания, они, по сути, живут в лабиринтах, ― если мы говорим о естественных условиях их существования.

Что касается шимпанзе, наших ближайших родственников, то это может показаться странным, но они превосходят нас в способности запоминать количество лиц, а также быстро запоминать и определять родственные связи: кто кому брат, племянник и так далее.

 Некоторые ученые считают, что шимпанзе имеют фотографическую память. В этом все дело?

― Здесь дело даже дело не в особенностях памяти, а в особенностях восприятия именно в пределах этого сегмента. Так же, как крысы обладают выдающимися способностями в ориентации и запоминании топографической карты, так и шимпанзе могут быстрее и больше запоминать лиц, а также эффективно определять их родственные связи.

Есть много «гениев» среди животных. Новокаледонские вороны считаются гениями «орудийной» деятельности.  Голуби обладают выдающимися способностями к классификации и к 3D-преобразованиям. Известные задачи на преобразование фигур в пространстве голуби решают намного быстрее человека. В пределах этих областей голуби обладают чрезвычайно развитыми когнитивными способностями.

В 1995 г.трое ученых из Университета Кэйо (Япония) получили Шнобелевскую премию по психологии. В своем эксперименте ученые показали, что голуби могут эффективно различать стили живописи. В эксперименте птиц научили отличать полотна Моне от картин Пикассо. Несколько лет спустя ученые опубликовали серию работ в авторитетном журнале Animal Cognition, и над их исследованием больше никто не смеялся. Источник фото: Reddit.com

В 1995 г.трое ученых из Университета Кэйо (Япония) получили Шнобелевскую премию по психологии. В своем эксперименте ученые показали, что голуби могут эффективно различать стили живописи. В эксперименте птиц научили отличать полотна Моне от картин Пикассо. Несколько лет спустя ученые опубликовали серию работ в авторитетном журнале Animal Cognition, и над их исследованием больше никто не смеялся. Источник фото: Reddit.com

 

 Гениален вид в целом или внутри одного вида есть гении, а есть простые, ничем не примечательные особи?

― А это очень интересный вопрос, и ответ на него: и то и другое. Весь вид в целом может отличаться какими-то выдающимися способностями, а могут еще и отдельные особи. И здесь я хочу еще раз вернуться к вопросу о количественных или качественных различиях между интеллектом человека и других видов животных:

Когда я рассуждаю о видовой гениальности, то прихожу к выводу, что интеллект человека универсален, в отличие от интеллекта других животных. И это уже качественное различие. Когда мы сопоставляем способности различных животных то понимаем, что каждый вид хорош в своей узкой области, в то время как интеллект человека универсален: мы умеем и то и другое, и пятое и десятое, как говорится.

Выдающиеся интеллектуальные способности есть только у высших животных или у насекомых тоже?

― Среди насекомых тоже есть свои «гении». Муравьи, например, умеют запоминать и передавать абстрактную информацию и, более того, улавливать закономерности и использовать их для оптимизации своих сообщений.

 Как это?

― Муравьи большинства видов для привлечения сородичей к пище используют весьма простые средства коммуникации, среди которых основную роль играет пахучий след.  А вот высоко социальные виды, например рыжие лесные, владеют абстрактными, или символическими, способами передачи информации: один может передать другому, например, сообщение о последовательности и количестве поворотов на пути к пище.

 Что-то вроде языка танца у пчел?

― Да, но эта коммуникация даже сложнее, чем известный символический язык танцев медоносных пчел, с помощью которого они передают сородичам информацию о направлении и расстоянии до источника пищи.

Фигуры танца хорошо различимы, их можно расшифровать. Еще один случай расшифрованных элементов языка животных — акустические сигналы опасности у африканских мартышек — верветок, которые соответствуют разным хищникам (леопард, змея, орел). В целом же, сигналы животных, например, дельфинов или волков, расшифровать очень трудно. 

Что касается муравьев, то мы пока не знаем, каким образом они передают друг другу сообщения, поскольку мы не пытаемся расшифровать сигналы,  а судим об их «языке»  по задачам, которые они с его помощью решают. Муравьи-разведчики могут передавать сородичам сведения о последовательности поворотов в лабиринте на пути к приманке. И если такая последовательность содержит определенную закономерность, например, «налево-направо, и так три раза», запомнить и передать ее нам, людям, будет значительно проще, чем случайную. Оказывается, муравьи тоже могут улавливать закономерности и использовать их для кодирования, оптимизации своих сообщений. При этом использование пахучего следа в наших экспериментах исключается, поскольку лабиринт мы после каждого прохода разведчика заменяем на свежий. Основную роль в передаче сигналов у этих видов, по-видимому, играют быстрые движения антенн.

Муравьи-разведчики умеют считать в пределах минимум двух десятков, кодировать информацию, складывать и вычитать, а также используют некую систему исчисления, напоминающую римские цифры. К таким выводам в результате многолетних исследований пришли Жанна Резникова и специалист по теории информации Борис Рябко. В 2011 году их статья была опубликована в журнале Behaviour и вызвала немалый общественный резонанс. На фото разведчик обменивается информацией с фуражирами с помощью быстрыхдвижений антенн (муравьи помечены). Автор снимка: фотограф Наиль Бикбаев.

Муравьи-разведчики умеют считать в пределах минимум двух десятков, кодировать информацию, складывать и вычитать, а также используют некую систему исчисления, напоминающую римские цифры. К таким выводам в результате многолетних исследований пришли Жанна Резникова и специалист по теории информации Борис Рябко. В 2011 году их статья была опубликована в журнале Behaviour и вызвала немалый общественный резонанс.

На фото разведчик обменивается информацией с фуражирами с помощью быстрых
движений антенн (муравьи помечены). Автор снимка: фотограф Наиль Бикбаев.

 

Можно сказать, что среди животных медоносные пчелы и рыжие лесные муравьи ― гении общения.

Когда мы говорим о том, что некоторые особи у вида обладают действительно выдающимися способностями, речь идет о немногих особях. У высоко социальных видов муравьев это группа разведчиков: около 1% муравьев от всего муравейника, насчитывающего миллионы особей. А вот в наших экспериментах с дикими полевыми мышами, которые способны различать количество фигурок на картинках, оказалось, что весь вид в целом обладает выдающимися интеллектуальными способностями, при этом есть еще и отдельные гениальные особи. Речь идет о нашей недавней публикации в журнале Animal Cognition. Вместе с молодыми коллегами из нашей лаборатории мы открыли, что обычные полевые мыши, которые, однако, никогда ранее не использовались в лабораториях, различают количество геометрических фигурок на картинках на том же уровне, на каком это делают мартышки! Например, они отличают восемь из девяти, шесть из семи. Это очень высокий уровень для животных. Мы предполагаем, что в медицинских экспериментах будущего эти полевые мыши смогут заменить мартышек и помогут в разработке лекарств от тонких ментальных нарушений у человека, таких как болезнь Альцгеймера.

Вы говорите, что людей отличает универсальность интеллекта. Неужели не нашлось животных, которые бы тоже умели решать очень широкий спектр задач? Пускай не так эффективно, как мы, но все же…

― В когнитивной этологии немало новых данных о наших ближайших родственниках. Шимпанзе, гориллы, бонобо, орангутаны проявляют когнитивные способности высокого уровня в разных областях: и в количественных оценках, и в решении разных задач, и в освоении языков-посредников, на которых человек с ними общается.                                                                

Крысы и голуби в этом плане  значительно более узко специализированы. Но и у человека, кстати, тоже есть своя специфика. Одна из специфических особенностей нашего интеллекта ─ это способность быстро решать социальные задачи.

Не только развитие языка, но и все, что связано с социальными связями, ― это видовая гениальность человека.

Эксперименты команды исследователей из Кембриджа и Института Макса Планка показали, что физические задачи (скажем, касающиеся силы тяжести, расположения предметов в пространстве, расчета траектории и т.д.) шимпанзе и дети 2-4 лет решают примерно на одном уровне. А вот в социальных задачах, среди которых умение реагировать на жесты партнера, на его выражение лица, движение глаз и т.д., человек далеко превосходит наших ближайших родственников ― высших приматов. Человек, можно сказать, гениальная обезьяна, он гениально обезьянничает: в задачах, требующих точного подражания, человеческим детям нет равных!

Источник: Research Gate, 2007 г.

Источник: Research Gate, 2007 г.

 

Если мы вернемся к физическим задачам, то сейчас исследователи продолжают нащупывать ту грань, которая отделяет человека от животных при решении таких задач. И, похоже, что наши представления о способностях животных улавливать причину и следствие немного преувеличены.

В последнее время ученые, сопоставляя высших приматов, в том числе человека, и врановых птиц приходят к интересным выводам. Оказывается, что, если сравнить способности маленького ребенка и новокаледонской вороны, то не все наши надежды на то, что вороны хорошо понимают причинно-следственные связи, оправдываются. Этот вопрос требует дальнейших исследований.

 Мы знаем, что пчелы способны решать некоторые задачи с тем же успехом, что и маленькие дети. Хотя, казалось бы, ─ это насекомые, и их мозг не велик. То же самое касается птиц, у которых, как и у насекомых, нет коры головного мозга. Так что же получается, что ни большой размер мозга, ни наличие коры не принципиальны для развития интеллекта?

― Начнем с того, что мозг у всех устроен по-разному. У насекомых аналогом коры головного мозга являются так называемые грибовидные тела  ― в них находятся ассоциативные центры. Не столь важно, где находятся ваши ассоциативные центры: в грибовидных телах или в коре головного мозга ― главное, что они есть. У пчел грибовидные тела составляют примерно 1/5 от веса их мозга, действительно маленького, размером с просяное зернышко (но нас уже не удивляют размеры микрокомпьютеров ...а вспомните гигантские ЭВМ 70-х?), а у муравьев  ― аж 50%, что, кстати, сопоставимо с человеком: у нас примерно половина веса мозга приходится на кору.

Отвечая на ваш вопрос: размер головного мозга действительно далеко не самый важный показатель развития интеллекта.

Так называемый танец пчел ─ один из способов их коммуникации. Впервые это явление изучил австрийский этолог Карл фон Фриш. Источник иллюстрации: RoyPchel.ru

Так называемый танец пчел ― один из способов их коммуникации. Впервые это явление изучил австрийский этолог Карл фон Фриш. Источник иллюстрации: RoyPchel.ru

 

Пчелы отличаются по своему интеллекту от многих насекомых.  Вы говорите о том, что пчелы решают такие же задачи, что и маленькие дети. Это верно. Пчелы, например, решают так называемые задачи на абстрагирование. В одном из таких экспериментов известного энтомолога Георгия Александровича Мазохина-Поршнякова я еще студенткой принимала участие. Он показал, что пчелы могут, например, различать фигуры треугольника, ― как бы он не был изображен: пунктиром, точками, на определенном фоне и без и т.д. Таким образом, пчелы обладают понятием треугольности. Но это довольно простая задача. А наиболее сложная задача (и она уже сопоставима с уровнем 5-6-летнего ребенка), из тех, что решают пчелы ― это распознавание цепочек, которые состоят из последовательностей разных фигурок, расположенных либо парами либо случайно  ― так называемые задачи на парность и непарность. Пусть и не сразу, но на пятидесятый раз смены фигурок в цепочках, пчелы вполне поняли условие задачи.

Если простые задачи на абстрагирование решают все пчелы улья, то задачи, которые связаны с понятием парности и непарности, решают буквально одна-две пчелы из сотни! По этим способностям пчелы действительно неоднородны.  И это, опять же, возвращает нас к вопросу о гениальности отдельных особей внутри одного вида.

Что касается птиц, то у них мы видим другой вариант устройства мозга, возможности которого, тем не менее, чрезвычайно высоки. Известно о способности ворон к таким абстрактным операциям, как когнитивный перенос. То есть птицам, чтобы решать интеллектуальные задачи, кору тоже необязательно иметь.

 Птицы же даже могут в каком-то смысле понимать язык символов? Вороны ведь способны научиться понимать, что на одной коробочке с едой, например, написано большее число, чем на другой коробке.

―  Да, это в своих экспериментах показала известный этолог Зоя Александровна Зорина. Вместе с коллегами, изучая ворон, она продемонстрировала их способности к распознаванию символов, в том числе при решении задачи, о которой вы говорите. Речь идет как раз о способности оперировать символами, которая, как правило, считается прерогативой человека.

 Когда сравнивают человека и животных, часто говорят, что последние как бы застряли в настоящем, тогда как человек может рефлексировать о прошлом и строить планы на будущее. В то же время мы знаем, что шимпанзе, например, могут взять свои орудия и целенаправленно прийти с ними на определенное место и уже там ими воспользоваться. Что это, как не планирование своего будущего, мысли наперед?

― Все верно, шимпанзе могут сохранять орудия и могут использовать их на следующий день, иногда даже через пару дней. Более того, они используют сложносоставные орудия и могут сохранять их отдельные элементы: например, одни элементы оставлять в том месте, где у них находится условная кузница, а другие приносить издалека. Шимпанзе в этом смысле действительно умеют планировать свои действия. То же справедливо и для новокаледонских ворон. Эти птицы, оказывается, не просто могут сохранять в каком-то месте части своих орудий, они имеют еще и понятие о более ценных орудиях и менее ценных. С их точки зрения менее эффективны, например, орудия из прямых веточек, а орудия из листьев пандана, которые они сами изготовляют в виде крючков, считаются более ценными ─ новокаледонские вороны дольше хранят их, причем в специальных местах. Это в принципе говорит об умении животных планировать, пусть и на достаточно простом уровне.

Новокаледонские вороны (Corvus moneduloides) умеют использовать и изготавливать орудия труда. Фото: Cosmopolitan.

Новокаледонские вороны (Corvus moneduloides) умеют использовать и изготавливать орудия труда. Фото: Cosmopolitan.

 

Сейчас мы ждем результатов экспериментов с приматами, которые ставит международная команда ученых из института Макса Планка в Германии и  Университетов Англии и Шотландии. Наши коллеги приходят к осторожным выводам о том, что приматы действительно могут планировать, но на недалекое будущее: скажем, в пределах одного-двух шагов, в отличие от человеческих детей в возрасте шести-семи лет.

― Как вы думаете, животные понимают, что они смертны?

― Для того чтобы попытаться ответить на этот вопрос нужно прибегнуть к экспериментальной технике, которая была разработана в конце 1960-х годов и продолжает развиваться в наши дни ― это языки-посредники для общения с высшими приматами. Оригинальная идея основана на использовании языка глухих, то есть языка жестов, которому, как выяснилось, можно обучить шимпанзе, бонобо, горилл и орангутанов. Впоследствии  использовались наборы картинок-символов, указывая на которые на досках или экранах компьютеров обезьяны могли составлять предложения. Особенно преуспели в этом бонобо.  Оказалось, что лингвистический потенциал обезьян весьма высок. Язык жестов дал им возможность комбинировать слова и передавать практически неограниченное количество сообщений. Так, например, шимпанзе Уошо (прим., первая шимпанзе, которую обучили амслену ― американскому языку жестов) при виде лебедя показывала жестами «вода-птица», редиску называла «боль-еда», а арбуз «конфета-питье»  и т.д.  Не забудем и знаменитого серого жако Алекса, который в экспериментах американской исследовательницы Айрис Пепперберг не только заучивал и правильно употреблял английские слова, но и мог использовать их в неожиданных ситуациях, а также сам понял значение слова «нет» и использовал его в ситуациях, когда ему что-то не нравилось.

Психолог Роджер Футс, работавший шимпанзе, отметил присутствие ключевых (по Ч. Хоккету) свойств языка в общении шимпанзе с людьми. Иллюстрация: Ю. Линден. Обезьяны, человек и язык.

Психолог Роджер Футс, работавший шимпанзе, отметил присутствие ключевых (по Ч. Хоккету) свойств языка в общении шимпанзе с людьми. Иллюстрация: Ю. Линден. Обезьяны, человек и язык.

 

В контексте вашего вопроса интересен пример всемирно известной гориллы Коко. Когда умер ее любимый котенок, она, комбинируя разные слова, выражала скорбь и горе ― высказывалась о своем прошлом, в котором этот котенок был жив, и о будущем, в котором этого котенка не будет. Еще в 1970-е годы в общении с первыми «говорящими»  шимпанзе выяснилось, что они могут на языке жестов что-то сказать о будущем. Например, Уошо показывала жестами, что  будет плакать, когда ее воспитатель уйдет из комнаты.

Эксперименты с использованием языков-посредников показывают, что у животных все же есть понятия о прошлом и будущем. Но что касается понятия о смертности, о конечности жизни ―на этот вопрос мне трудно дать однозначный ответ, но беседы с гориллой Коко говорят о том, что, может быть, такое понятие у них и имеется.

Путь обучения животных языкам-посредникам совершенно изменил наше представление об интеллекте животных, но он ничего не говорит нам об их естественной коммуникации. Путь расшифровки естественных сигналов крайне сложен. Вместо него мы со специалистом по теории информации Борисом Рябко предложили теоретико-информационный подход: мы не пытаемся расшифровать язык животных, а вместо этого  просим их передать друг другу сообщения известной нам длины и сложности. Мы судим о возможностях естественной коммуникации животных по характеру задач, которые они с ее помощью решают. 

«Грязный Джек, дай пить!» ─ эта фраза, ставшая впоследствии крылатой, была сказана Уошо с помощью языка жестов в адрес одного из работников, присматривающего за клетками с животными (в одной из них и находилась Уошо). Собеседники обезьяны ранее использовали слово «грязный» только в буквальном значении, но сообразительная Уошо поняла, что оно несет в себе и неодобрительный смысл, и не преминула обратиться с соответствующим эпитетом к своему надзирателю. На фото: Уошо с этологом Беатрис Гарднер. Источник фото: © CoolConnections.

«Грязный Джек, дай пить!» ― эта фраза, ставшая впоследствии крылатой, была сказана Уошо с помощью языка жестов в адрес одного из работников, присматривающего за клетками с животными (в одной из них и находилась Уошо). Собеседники обезьяны ранее использовали слово «грязный» только в буквальном значении, но сообразительная Уошо поняла, что оно несет в себе и неодобрительный смысл, и не преминула обратиться с соответствующим эпитетом к своему надзирателю. На фото: Уошо с этологом Беатрис Гарднер. Источник фото: © CoolConnections.

 

Интересно было бы узнать еще о коммуникации волков. Проживший два года в волчьей стае Ясон Бадридзе говорил о том, что во время охоты понимал, что ему нужно делать, без каких-либо видимых актов коммуникации со стороны волков. Да и в целом, насколько я знаю, до сих пор неизвестно, как именно распределяются роли волков во время охоты, как происходит коммуникация, благодаря которой они узнают, кому и что предстоит делать.

― У этих животных действительно чрезвычайно тонкая система коммуникации и сильно развитые социальные связи. В этом плане из работ Бадридзе стало известно значительно больше, чем мы знали ранее. Ясон Константинович поделился с человечеством своим уникальным опытом совместной жизни с волками.

По тончайшим оттенкам звуковой коммуникации или даже по мельчайшим движениям глаз, по микромимике морды в целом волки могут передать друг другу чрезвычайно детальную информацию. Такие способности возможны только у высокосоциальных видов животных, к которым волки, несомненно, относятся. Микродвижения у волков очень ярко выражены, и я думаю, что их коммуникация во время охоты может быть основана как раз на этом.

 Жанна Ильинична, напоследок порекомендуйте, пожалуйста, книги об изучении познавательных способностей животных.

― Из своих книг могу порекомендовать учебник «Зоопсихология. Интеллект и язык животных и человека», которая ежегодно переиздается в издательстве «Юрайт». Есть также учебник З.А. Зориной, И.А. Полетаевой и моя книга «Основы этологии и генетики поведения».  Также хочу посоветовать всем интересующимся книгу очень известного американского приматолога Франса де Вааля «Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных?». Хорошо известен и его основной бестселлер «Политика у шимпанзе». Уникальная книга американской исследовательницы Айрин Пепперберг «Алекс и я» повествует о необычайных когнитивных и лингвистических способностях серого жако.

Тем, кто интересуется насекомыми, могу посоветовать книгу Эдварда Уилсона и Берта Хелльдоблера «Путешествие с муравьями» ― это солидная монография, из которой любители муравьев много узнают. Кроме того, я рекомендую книги об эволюции известного российского биолога Александра Маркова (некоторые из них в соавторстве с Еленой Наймарк), в частности, главы об эволюционных истоках поведения животных.

Книга Зои Зориной с Анной Смирновой «О чем рассказали говорящие обезьяны?» поможет ответить на вопрос, а действительно ли обезьяны могут нам рассказать что-то существенное? И дам напоследок небольшой спойлер ― да, могут.  Желаю всем успехов в знакомстве с такой интереснейшей наукой как когнитивная этология!

«У животных интеллект ― это только вершина айсберга. А основание этого айсберга составляет огромный репертуар врожденных реакций, или инстинктов. <…> Интеллект животных связан с пластичностью в принятии решений. Это способность переносить полученные навыки в новую, нестандартную ситуацию». Из лекции Жанны Резниковой на фестивале EUREKA!FEST.

Портрет Ж.И. Резниковой в тексте и на главной странице сайта: Галина Азаркина, ИСиЭЖ СО РАН.