Горные синицы обладают феноменальной памятью. Новое исследование объясняет почему
Горные синицы — птицы весом около 14 граммов с мозгом чуть больше горошины — запасают десятки тысяч единиц пищи (семян) в коре деревьев, под листьями и в шишках в горах. С наступлением зимы они могут точно вспомнить расположение своих тайников, что помогает им выжить в холода.
В новом исследовании, опубликованном в Current Biology, учёные из CU Boulder и Университета Невады в Рино идентифицировали почти сотню генов, связанных с пространственной памятью птиц — способностью запоминать местоположение объектов. Работа также предполагает существование потенциального компромисса между хорошей долговременной памятью и способностью быстро забывать старые воспоминания, чтобы формировать новые.
Как оценивали память
Для оценки пространственной памяти диких горных синиц была разработана специальная установка с несколькими массивами кормушек в горах Сьерра-Невада (Калифорния). Каждая кормушка имела ворота с RFID-считывателем, открывающиеся только для определённых помеченных птиц. Задача синиц — запомнить «свою» кормушку. Учёные фиксировали количество ошибок (посадок на чужие кормушки) до нахождения правильной.
Генетическая основа
Учёные секвенировали полный геном 162 помеченных синиц — это крупнейший набор данных для оценки генетической основы их когнитивных способностей. Сравнив геномы с результатами теста, команда выявила 97 генов, связанных с пространственным обучением и памятью. Птицы с определёнными генетическими вариантами в этих генах допускали меньше ошибок.
Значительная часть этих вариантов связана с формированием нейронов в гиппокампе — области мозга, ответственной за обучение и память.
Компромисс: долгая память vs гибкость
После нескольких дней теста птицам назначили новые кормушки. К удивлению учёных, синицы, лучше справившиеся с первоначальным заданием, с трудом переключались на новую кормушку. Они будто не могли отказаться от старых воспоминаний, чтобы создать новые.
Это указывает на возможный эволюционный компромисс: исключительная долговременная память (птицы с такой памятью могут жить до 9 лет) может обходиться ценой сниженной когнитивной гибкости.
В условиях быстро меняющегося климата преимущество могут получить птицы, способные быстро формировать новые воспоминания и адаптироваться.
«Из-за изменения климата мы можем ожидать, что избирательные давления, формировавшие особую память синиц тысячи лет, значительно сместятся», — отмечает Скотт Тейлор.
Сейчас команда повторяет эксперимент с кормушками на исследовательской станции в Скалистых горах, чтобы изучить, развивалась ли пространственная память у синиц из Сьерра-Невады и Скалистых гор (эволюционировавших независимо последний миллион лет) одинаково. Также учёных интересует, отличаются ли навыки пространственной памяти у черношапочных гаичек, сосуществующих с горными синицами.