Естественный отбор и пространственная память у горных синиц: прямое доказательство связи
Долгосрочное исследование горных синиц (Poecile gambeli) в Сьерра-Неваде показало, что особи с лучшими способностями к обучению и пространственной памяти, необходимыми для поиска тысяч тайников с пищей, имеют более высокие шансы пережить свою первую зиму. Это первое прямое доказательство действия естественного отбора на пространственное познание у диких птиц, делающих запасы.
Методология исследования
Учёные из Университета Невады в Рино под руководством профессора Владимира Правосудова в течение нескольких лет изучали популяции синиц на двух участках:
- Высокогорный участок (~2500 м над уровнем моря) с суровыми зимними условиями.
- Низкогорный участок (на несколько тысяч футов ниже).
Для отслеживания использовались:
- Пассивные интегральные транспондеры (PIT-метки) на каждой птице.
- Специально сконструированные кормушки с радиочастотной идентификацией (RFID), которые открывались только для определённых особей.
- Система автоматической записи данных о посещениях.
Измерение пространственного обучения и памяти проводилось путём назначения каждой птице только одной «вознаграждающей» кормушки. Показателем служило количество посещённых «неверных» кормушек, прежде чем найти свою. Хорошее обучение проявлялось в быстром прекращении посещения всех кормушек, кроме правильной.
Ключевые результаты
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology (7 февраля), дало три основных вывода, последовательно подтверждающих гипотезу естественного отбора:
- Взрослые особи показали лучшие результаты в тестах на пространственную память, чем первогодки.
- Одна и та же когорта птиц, протестированная сначала как первогодки, а затем как взрослые, не улучшила свои когнитивные показатели с опытом. Способности оставались стабильными с возрастом.
- Пространственные когнитивные способности были значимым предиктором выживаемости среди первогодок. Птицы, пережившие первую зиму, показали значительно лучшие результаты в тестах на обучение и память по сравнению с теми, кто погиб.
«Наши новые данные показывают, что лучшее обучение и память у этих птиц на больших высотах обусловлены сильным естественным отбором», — заявил Владимир Правосудов.
Контекст и значение
- Горные синицы — оседлые птицы, не мигрирующие и зависящие от своих запасов пищи, чтобы пережить зиму. Ежегодная смертность в горной среде может достигать 50%.
- Ранее сравнительные исследования показывали, что синицы из суровых высокогорных условий имеют лучшую память и больший гиппокамп (структура мозга, связанная с памятью). Новое исследование даёт прямое доказательство, что эти различия вызваны именно естественным отбором, а не другими факторами.
- Это единственная в мире лаборатория, систематически изучающая пространственное обучение и память у диких птиц, делающих запасы, в экстремальных условиях.
Будущие направления
Команда собрала ДНК всех окольцованных птиц и сейчас участвует в геномных проектах, чтобы исследовать геномные основы вариаций в способностях к обучению и памяти. Публикация по полным геномам синиц с известными когнитивными показателями ожидается в ближайшее время.