Они умеют считать, планировать и придумывать ловушки
Обычно люди связывают уровень интеллекта с размером мозга. Логично: больше клеток мозга — больше умственных способностей. Люди и многие другие животные, которых мы привыкли считать необычайно умными, такие как шимпанзе и дельфины, обладают большим объемом мозга. Долгое время считалось, что маленькие мозги просто не способны на сложные умственные процессы. Но так ли это на самом деле?
Подавляющее большинство видов живых существ Земли имеют довольно малые размеры, и лишь незначительную их часть вообще серьезно исследовали, уж тем более специалисты по когнитивистике. Однако изученность одной группы миниатюрных существ — пауков — стремительно растет, поскольку ученые обнаружили у них удивительно сложные формы поведения.
«Поведение, которое можно назвать познавательным, может быть довольно распространенным среди пауков, — говорит арахнолог и биолог-эволюционист Димитар Димитров из Норвегии. – Например, пауки-кругопряды меняют форму паутины в зависимости от типа добычи, которую они планируют поймать. А пауки-анифениды способны научиться ассоциировать вознаграждение с запахом ванили. В мозгу этих животных происходит гораздо больше процессов познания, чем принято считать».
«Важен не столько размер мозга, сколько то, что существо способно делать с тем, что у него уже есть», — уточнила арахнолог Фиона Кросс из Новой Зеландии.
Кросс изучает поведение пауков-скакунчиков — бесспорных чемпионов по развитию умственных способностей в среде паукообразных. Хотя мозг этих крошек в буквальном смысле слова не больше булавочной головки, работа Кросс и других ученых показывает, что эти существа обладают способностями, которые мы назвали бы признаками интеллекта, если бы их демонстрировали животные с гораздо большим объемом мозгом, например, собаки или наши дети.
Продвинутое зрение
Среди пауков-скакунчиков самыми искусными охотниками считаются представители рода portia. Известно, что такие пауки планируют нападения на других пауков, разрабатывая длинные обходные пути и сложные стратегии, в зависимости от вида жертвы.
Одна из возможных причин, почему пауки-скакунчики так поведенчески продвинуты, заключается в том, что они обладают самым острым зрением среди существ их размера — размеры этих пауков обычно от 1 мм до 2,3 см в длину. Они используют зрение, чтобы найти и не упускать из виду во время преследования и атаки добычу, тогда как остальные пауки обычно прибегают к другой стратегии — плетут паутину и ждут, когда туда попадет жертва.
«Зрение дало им значительные возможности, благодаря чему пауки могут исследовать окружающую среду, — рассказала исследователь поведения животных Ксимена Нельсон, которая тоже изучает пауков-скакунчиков в лаборатории Университета Кентербери. — На открытой местности им нужно издалека распознать добычу, хищников, друзей, прежде чем принять решение, стоит ли приближаться. На мой взгляд, именно зрение развило их удивительную познающую способность».
Коварные трюки и засады
Пауки-скакунчики рода portia обитают в Африке, Азии и Австралии. Они предпочитают охотиться на других пауков. Известный исследователь скакунчиков из Университета Кентербери Роберт Джексон обнаружил, что многие из тактик portia отличаются особым коварством.
По словам Джексона, во время охоты на другой род пауков-скакунчиков — euryattus — portia использует хитроумный трюк. Самки euryattus строят гнезда внутри опавших свернутых листьев, которые подвешивают в воздухе на нити шелка, прикрепленной к камням или растительности. Ухаживающие самцы сползают по шелковым нитям, встают на вершину гнезда и определенным образом сотрясают его. Этот сигнал выманивает из него самку. Portia, по-видимому, использует преимущества такой системы, подражая сигналу самца euryattus и заманивая самку в засаду: она выходит, а там не к ней пришли, а за ней…
Для portia поиск верной стратегии особенно важен во время охоты на тех пауков, которые сами не прочь закусить скакунчиками. К примеру, чтобы напасть на паука, который плетет паутину, portia обманывает его, заставляя подойти ближе, дергая за несколько шелковых нитей паутины. Если паук-жертва относительно мал, portia дергает паутину, имитируя вибрацию пойманного насекомого и побуждая паука броситься к добыче со всех ног. Однако вместо этого он сам становится добычей. Но если паук крупнее и потенциально опаснее, portia может создать легкое колыхание, похожее на то, как плодовая муха касается одной нити на краю паутины, к которой паук медленно подбирается, чтобы осмотреть добычу. Как только цель окажется достаточно близко, portia набрасывается на жертву и наносит удар ядовитыми челюстями.
Если эти приемы не действуют на конкретного паука, portia использует еще одну стратегию — встряхивает всю паутину, чтобы она двигалась так, словно нити колышет порыв ветра. Действие служит маскировкой для вибрации, которую создает portia, когда заползает в паутину паука-жертвы. Во время лабораторных экспериментов Джексон обнаружил, что portia пробует различные методы дерганья паутины, цепляя разные нити и создавая разные вибрации, пока не обнаружит правильную комбинацию, чтобы обмануть каждого отдельного паука, на которого охотится. По сути, он обучается во время охоты.
Даже среди этой удивительно умной группы пауков-скакунчиков представители рода portia выделяются необычной сообразительностью. В конце концов, они охотятся на очень опасную добычу, поэтому осторожность и сообразительность — полезные качества.
Строят карту в голове
Один из самых интересных аспектов стратегии охоты portia заключается в наблюдении за добычей с расстояния, а затем планировании сложного маршрута, чтобы до нее добраться. Джексон впервые заметил этот процесс в дикой природе, когда скакунчик portia столкнулся с разновидностью паука-кругопряда, который защищал свою паутину, яростно встряхивая нити и сбрасывая всех вторгавшихся пауков-скакунчиков. Вместо того чтобы лезть в паутину, portia пошел окольным путем, пытаясь найти лучшую позицию для атаки. «В этом случае portia отправился в обход, обогнул ствол дерева, поднялся над пауком-кругопрядом, затем спустился по шелковой нити, развернулся — и напал на паука в его же паутине, даже не коснувшись нитей», — объяснила Кросс.
С целью понять, как эти маленькие паучки прокладывают столь сложные маршруты, Кросс и Джексон испытали умственные способности portia в лаборатории. Они построили платформу, окруженную водой, со смотровой башенкой в центре, с которой паук может наблюдать за двумя другими башенками. На их вершинах стояли две коробки: в одной были мертвые пауки, на которых Portia предпочитает охотиться, а в другой — опавшие листья (точно не лакомство для portia). Единственный способ добраться до добычи, не намокнув (этого пауки-скакунчики не любят), — спуститься на платформу, затем выбрать правильную из двух дорожек, ведущую к нужной коробке.
Расположившись на вершине смотровой башенки, пауки внимательно осматривали местность, прежде чем спуститься с башни и подняться по одной из дорожек. Большинство испытуемых выбирали путь, ведущий к еде, даже если это означало отдалиться от добычи и пройти мимо неверной дорожки. Кросс и Джексон утверждают, что пауки планировали маршрут со смотровой башни, а потом следовали ему, возможно, формируя мысленную карту, — впечатляющий когнитивный замысел для мозга размером едва ли больше макового зернышка.
Способны удивляться
Для еще одной проверки идеи о том, что portia использует мысленное изображение вещей, Кросс и Джексон позаимствовали классический психологический эксперимент, предназначенный для оценки познавательной способности младенцев. Поскольку маленькие дети, как и пауки, не могут сказать, что у них на уме, идея заключается в том, чтобы выяснить, способна ли удивить их та вещь, за которой они наблюдают.
Например, младенец видит, как игрушечная пожарная машина заезжает за левую сторону барьера, а затем — как с правой стороны появляется либо пожарная машина, либо плюшевый кролик. Ребенок будет дольше смотреть на неожиданно появившегося кролика, чем на пожарную машину, появление которой и так ожидалось. Эксперимент говорит о том, что малыш сформировал мысленное представление о пожарной машине и был озадачен, так как кролик не соответствовал ему.
С целью проверить, можно ли удивить portia, Кросс и Джексон соорудили для пауков витрину с добычей. Сначала они показывали паукам один вид добычи в течение 30 секунд. Потом закрывали заслонку на передней панели витрины и меняли добычу местами, а через 90 секунд снова открывали заслонку. Если бы portia сначала увидел паука-росянку, а потом паука-кругопряда, как бы он себя повел? Ученые обнаружили, что если после открытия заслонки portia видел другую добычу, то вероятность нападения была гораздо ниже, чем когда добыча оставалась прежней. Исследователи утверждают: эксперимент свидетельствует о том, что паук сформировал мысленное представление о добыче в начале испытания, которое не совпадало с тем, что он увидел в конце.
Умеют считать
Исследователи также выяснили, что portia хорошо разбирается в счете. Используя кенийский вид portia africana, Кросс и Джексон позволили скакунчику увидеть несколько объектов добычи со смотровой башенки, а затем поменяли их количество, пока паук находился в пути, а цель была вне поля его зрения. Как оказалось, если portia видел с башни одного паука-жертву, а прибыв на место, обнаруживал двух, он был менее склонен к нападению.
То же самое справедливо в отношении одного против трех объектов добычи и двух против трех, а также когда паук встречал только один объект, после того как ему первоначально показывали два или более. При тестировании с большим количеством объектов пауки не делали различий между тремя и более, объединяя их все в категорию «много».
Хотя пауки не могут считать «раз, два, три», исследование показывает, что некоторые скакунчики обладают чувством числа, примерно равным человеческому.
Пауки оценивают риски
Быть крошечным пауком, разгуливающим в дикой природе, — дело рискованное. Хотя представители этого отряда известны своими охотничьими способностями, пауки-скакунчики окружены большими числом других талантливых хищников, включая пауков, муравьев, птиц, ящериц, жаб и грязевых ос (они могут парализовать скакунчика и отложить в его внутренностях яйца, из которых появляются личинки и заживо съедают паука).
Но эти умные пауки, как обнаружила Нельсон, умеют выходить из опасных ситуаций. В лаборатории Университета Кентербери разработали тест, чтобы проверить, насколько хорошо portia может оценивать пути отступления. Хотя пауки умеют плавать, они ненавидят воду, поэтому для эксперимента животное сажали на платформу, окруженную поддоном с водой. У подопытного было четыре способа добраться по воде до края лотка: все они предполагали прыжки между островками, сделанными из деревянных штырей, торчащих из воды.
Portia оценивает рискованность путей эвакуации с башенки, установленной в лотке с водой, которую паук, естественно, избегает. Чтобы добраться до безопасного края лотка, паук должен прыгать с одного торчащего из воды штырька на другой. Самый безопасный выбор — самый короткий путь, состоящий из наименьшего количества штырьков, который требует наименьшего количества прыжков.
Portia выбирал самый безопасный маршрут, который покрывал кратчайшее расстояние до цели и требовал наименьшего количества прыжков чаще, чем можно было предположить. Но когда испытуемые не выбирали самый безопасный путь, они неожиданно предпочитали самый длинный маршрут с наибольшим количеством штырьков. Оказывается, portia просто перехитрил тест: самый длинный путь был извилистым, и пауки часто срезали дорогу, пропуская штырьки. «По сути, они просто жульничали», — сказал Нельсон.
Единственная загвоздка была в том, что на выполнение подобных задач у portia может уйти довольно много времени: иногда несколько часов, а порой намного больше, чем у других пауков-скакунчиков, которых тестировала Нельсон. Исследовательница выявила четкую взаимосвязь между временем, которое паук тратил на изучение маршрута, и вероятностью выбора безопасного пути. «По моему мнению, видеть значит думать, — отметила ученый. — Portia тратит довольно много времени на изучение маршрута, прежде чем принимает решение».
***
Можно с уверенностью сказать: по мере того как ученые продолжают изучать познавательные способности пауков-скакунчиков, эти существа будут и дальше удивлять нас своим интеллектом. И кто знает, какие еще способности скрываются у других существ с крошечными мозгами. Скакунчики, вероятно, способны демонстрировать наиболее сложные модели поведения среди пауков, считает Димитров. «Поэтому, я думаю, мы до сих пор не понимаем, где находится порог, за которым уже не может быть интеллекта, какой мозг для этого действительно не годится, потому что слишком мал», — подытожил исследователь.
Бетси Мейсон, Knowablemagazine.org (перевод naked-science.ru)