Állatok esetében azokat az újonnan megjelenő
viselkedéseket nevezzük innovációknak, amelyek tanulás révén
ismétlődően előfordulnak a populáció egy vagy több egyedénél. Az
egyik legismertebb példa az Imo nevű japán makákó esete, amely több
kulináris szokást is „feltalált” és meghonosított csoportjában, így
az élelem vízzel való megtisztítását és sós tengervízzel történő
ízesítését (Reader – Laland, 2003). Az ilyen jelenségekről a 21.
századig csak sporadikus leírások születtek, az elmúlt két
évtizedben azonban egyre több publikáció jelent meg a témában, amely
mára a viselkedésökológia egyik legizgalmasabb területévé vált (1.
ábra). Ezek az új kutatások rávilágítottak arra, hogy az
állati innovációk nem pusztán ritka érdekességek, hanem a
környezethez való alkalmazkodás evolúciós eszköztárának egyik
lényeges elemét képezik. Az innovatív viselkedések ugyanis jelentős
előnyökhöz, többek között új táplálékforrásokhoz segíthetik hozzá az
újító egyedeket. Cinegefajoknál például több esetben is
megfigyelték, hogy a küszöbön hagyott tejesüvegeket úgy dézsmálják
meg, hogy csőrükkel átlukasztják a zárófóliát (Reader – Laland,
2003). Városokban élő énekesmadaraknál leírták, hogy
cigarettacsikkeket építenek be fészkükbe, ezzel pótolva azokat a
természetes növényi anyagokat, amelyek távol tartják az élősködő
atkákat (Suárez-Rodríguez et al., 2013). Az új viselkedések a
párszerzést vagy az erőfitogtatást szolgáló szertartásokat is
hatékonyabbá tehetik, ahogy azt például Jane Goodall megfigyelte egy
hím csimpánz esetében, amely azzal emelkedett a csoportbeli rangsor
első helyére, hogy a kutatók táborából szerzett, kiürült kerozinos
kannák zörgetésével reklámozta harciasságát (Reader – Laland, 2003).
Mindezek által az innovációk növelhetik a találékony egyedek
túlélési esélyét és szaporodási sikerét. Bizonyos madárfajokon
végzett tanulmányok szerint például azok az egyedek, amelyek
sikeresebbek új problémák megoldásában, több fiókát tudnak
felnevelni (Cole et al., 2012; Cauchard et al., 2013), illetve az
ilyen hímeket gyakrabban választják partnerül a tojók (Keagy et al.,
2009).
A kurrens evolúcióbiológiai kutatások egyik fontos
feladata annak kiderítése, hogy az állati innovációk milyen
mértékben és hogyan járulhatnak hozzá a populációk életképességéhez.
Több összehasonlító vizsgálat is azt mutatja, hogy azok a fajok,
amelyeknél gyakran figyeltek meg új táplálkozási viselkedéseket,
sikeresebben telepednek meg új környezetben véletlen behurcolások
vagy szándékos betelepítések után (Sol et al., 2005). Mivel az ember
környezetátalakító tevékenysége egyre több faj számára változtatja
meg az életkörülményeket, az innovációk várhatóan jelentős szerepet
kapnak az életközösségek alakulásában. A természetes élőhelyek
mezőgazdasági területekké vagy városokká alakítása, valamint a
klímaváltozás és a környezetszennyezés révén bekövetkező élőhelyi
változások olyan kihívások elé állítják a vadon élő állatokat,
amelyek új viselkedésformákat követelhetnek meg. Azok a fajok
például, amelyek az urbanizált területeken megmaradtak, vagy oda
betelepültek, számos viselkedésbeli újítással alkalmazkodtak a
városi környezethez (Sol et al., 2013), például a természetes
populációkhoz képest megváltozott a napi és szezonális ritmusuk,
hogy elkerülhessék az embert, és kiaknázhassák az általa –
szándékosan vagy akaratlanul – kínált táplálékforrásokat. Egy másik
jellegzetes példa, hogy sok madár, béka és rovar magasabb
frekvenciájú hangokat használ, hogy a város zajában is hatékonyan
kommunikálhasson fajtársaival. Az állati innovációk jelentős
hányadát városokban vagy ember által látogatott helyszíneken írták
le, bár egyelőre nem tisztázott, hogy a sikeresen városiasodott
fajok innovatívabbak-e, mint a kevésbé szem előtt levő városkerülő
fajok. A Pannon Egyetem Ornitológiai Kutatócsoportjával házi
verebeken végzett kísérleteink (Liker – Bókony, 2009) azt mutatták,
hogy a városi egyedek sikeresebbek a vidékiekhez képest olyan
táplálékszerzési feladatban, amelyben a madarak számára ismert etető
nyílásait átlátszó, elforgatható fedőkkel lezártuk: a legtöbb fedőt
kinyitó egyedek mind városi élőhelyről származtak. Egy ausztráliai
invazív madárfajon végzett vizsgálat is arra az eredményre jutott,
hogy az urbanizáltabb populációk egyedei hatékonyabban oldanak meg
új problémákat (Sol et al., 2011). Ennek ellenére az innovativitás
és az urbanizáció összefüggése korántsem egyértelmű, ugyanis a
városi környezetnek számos negatív hatása is lehet. Úgy tűnik
például, hogy a városi énekesmadarak fiókái lemaradnak a fejlődésben
amiatt, hogy a szegényes növényzetben a szülők nem találnak elegendő
táplálékot (Seress et al., 2012) – a fiatalkori éhezés pedig akár
életre szóló hátrányokat, köztük tanulási nehézségeket okozhat
(Bókony et al., 2014).
Egyelőre kevés ismeretünk van arról, hogy az
innovációra való hajlam elősegítheti-e egy-egy veszélyeztetett faj
fennmaradását vagy éppen az invazív fajok terjedését. Ennek
kiderítéséhez fel kell tárni, hogy az egyedi, populációs és faji
tulajdonságok, valamint a környezeti körülmények hogyan
befolyásolják az innovációk előfordulását. Madarak és emlősök
táplálkozási innovációinak vizsgálatai azt mutatják, hogy a nagyobb
agymérettel rendelkező fajok gyakrabban innoválnak (Reader – Laland
2003; Sol et al., 2005; Overington et al., 2009), ami arra utal,
hogy a találékonyságot elősegítik a kognitív képességek, úgymint a
tanulás és a gondolkodás. Ezt támasztja alá az is, hogy a
legbonyolultabb, eszközhasználatot és belátásos tanulást is igénylő
innovációkat tipikusan „intelligens” állatfajoknál – főemlősöknél és
varjúféléknél – figyelték meg. Ám az innovációk nem korlátozódnak a
legjobb kognitív teljesítményű fajokra, ezért más tényezők szerepe
is feltételezhető. Egy hipotézis szerint az innovációk motorja a
szükség (Reader – Laland, 2003), vagyis azok az egyedek
kényszerülnek rá leginkább az újításokra, amelyek a populációban
elterjedt módokon nem képesek hatékonyan forrásokhoz jutni – például
gyenge kondíciójuk miatt kiszorulnak a táplálékért folyó versenyből,
ezért más élelemszerzési technikákat kell találniuk. A vetélytársait
kerozinos kannákkal megfélemlítő csimpánz gyakran említett példája
ennek az elképzelésnek, mivel ez az egyed kis testmérete miatt
eredetileg alacsony rangú volt a többi hím között.
Mind az innovációkra való rászorultság, mind a
találékonyságra való képesség függhet az egyedek élettani vagy
egészségi állapotától; ennek tesztelésére szintén házi verebeken
végeztünk kísérleteket (Bókony et al., 2014). A madaraknak négy
különböző táplálékszerzési feladatot kellett megoldaniuk, és
ismételt próbák során mértük a tanulási hatékonyságukat, azaz, hogy
az első sikeres megoldást követően mennyivel csökkent a megoldáshoz
szükséges idő. Azt találtuk, hogy az egyszerűbb – a madarak többsége
számára elsőre megoldható – feladatokban azok az egyedek voltak
sikeresek, amelyek vérében magas volt az egyik antioxidáns, a
vörösvérsejtekben található glutation koncentrációja. A legnehezebb
feladatban, amelyet csak a madarak 23%-a oldott meg, a siker két
élettani paraméterrel mutatott összefüggést: a sikeres egyedek
kevésbé voltak fertőzöttek egy, a bélcsatornában élősködő egysejtű
kórokozóval (Coccidia), valamint alacsonyabb volt a
|
|
kortikoszteron-szintjük. A kortikoszteron a madarak
fő stresszhormonja, amely stresszhatásra választódik a
mellékvesekéregből a keringésbe, és a vérplazmában mért
koncentrációjával arányos mértékben rakódik le a vedléskor fejlődő
tollakba, így a madarak egy-egy faroktollából becsülhető, hogy a
tollnövekedés időszaka alatt összesen mennyi stresszhormon volt a
vérükben. Azok az egyedek, amelyeknél alacsony
kortikoszteron-szintet mértünk, nemcsak a nehéz feladat
megoldásában, hanem a tanulásban is hatékonyabbak voltak, mint a
„stresszesebb” madarak. Ezek az eredmények összességében arra
utalnak, hogy a jobb kondícióban levő egyedek nagyobb eséllyel
innoválnak, mint a „rászorult” társaik. Ennek hátterében
feltehetőleg az áll, hogy a krónikusan magas stresszhormonszint, az
erős fertőzöttség és az alacsony antioxidánsszint károsan hatnak az
agyműködésre, és ezáltal csökkentik a kognitív kapacitást.
Az innovációkból nemcsak a „feltaláló”, hanem annak
fajtársai is hasznot húzhatnak, ha képesek az új viselkedést
eltanulni, vagy az új forrásból részesedni – például az új táplálék
megosztásával vagy ellopásával. A házi verebeken végzett
kísérleteink (Liker – Bókony, 2009) azt mutatták, hogy négy-hat
egyedet számláló csapatokban csak két-három egyed találta meg a
megoldást a lezárt etetőnyílások problémájára; az első fedő
felnyitása után azonban a csapat minden egyede hamar, átlagosan öt
percen belül táplálékhoz jutott. A csapatok sikeressége jelentősen
függött az egyedszámtól: míg a négy-hat fős csapatok mindegyike
megoldotta a feladatot harminc percen belül, a kétfős csapatoknak
csak 28%-a volt sikeres, és átlagosan kétszer annyi időre volt
szükségük, mint a nagyobb csapatoknak. A madarak viselkedésének
részletes elemzése arra engedett következtetni, hogy a csapatméret
innovációt elősegítő hatása annak tulajdonítható, hogy a nagyobb
csapatokban nagyobb eséllyel található olyan egyed, amelyik
rendelkezik éppen azokkal a képességekkel vagy tapasztalatokkal,
amelyek az adott probléma megoldásához szükségesek. Hasonló
konklúzióra jutott egy cinegéken végzett vizsgálat is (Morand-Ferron
– Quinn, 2011). Ezek az eredmények meglepően összecsengenek a humán
vizsgálatokéval, amelyek azt találták, hogy három-öt fős csoportok
még a legjobb teljesítményű egyéneket is túlszárnyalják absztrakt
logikai feladatokban (Laughlin et al., 2006)
Az eddigiek alapján elsősorban azon fajok esetében
várhatnánk, hogy viselkedésük megújításával képesek lehetnek lépést
tartani bolygónk változásaival, amelyek csoportokban élnek, és/vagy
viszonylag nagyméretű aggyal rendelkeznek, és populációik zömmel
egészséges egyedekből állnak. Ilyen jellegű általános
következtetések levonásához azonban jóval nagyobb számú és szélesebb
taxonómiai diverzitású vizsgálatokra van szükség. Az eddigi
tanulmányok szinte kizárólag főemlősökre és madarakra koncentráltak,
holott a viselkedési flexibilitás jelensége általánosan elterjedt az
állatvilágban. Kiemelt figyelmet érdemelnek a változó
testhőmérsékletű fajok, amelyeket a klímaváltozás fokozottan
érinthet. Egy ausztráliai gyíkfaj esetében például kimutatták, hogy
a fiatal egyedek tanulási képessége függ attól, hogy milyen
hőmérsékleten fejlődtek (Amiel – Shine, 2012). Az ehhez hasonló,
gyakran váratlan hatások felismerése, megértése és prediktálása a
viselkedésökológia egyik legaktuálisabb kihívása.
A szerző munkája a TÁMOP 4.2.4.A/2-11- 1-2012-0001 azonosító számú
Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói
személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése
országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt
az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap
társfinanszírozásával valósul meg. A kutatások eszközbeszerzését az
OTKA (K72827) biztosította.
Kulcsszavak: alkalmazkodás, állati intelligencia, globális
változás, innováció, kognitív kapacitás, problémamegoldás, tanulás,
urbanizáció, viselkedési flexibilitás
IRODALOM
Amiel, Joshua J. – Shine, Richard (2012):
Hotter Nests Produce Smarter Young Lizards. Biology Letters. 8,
372–374. DOI: 10.1098/Rsbl.2011.1161 •
WEBCÍM
Bókony Veronika – Lendvai Á. Z. – Vágási
Cs. I. et al. (2014): Necessity or Capacity? Physiological State
Predicts Problem Solving Performance in House Sparrows. Behavioral
Ecology. 25, 124–135. DOI: 10.1093/Beheco/Art094 •
WEBCÍM
Cauchard, Laure – Boogert, N. J. –
Lefebvre, L. et al. (2013): Problem-solving Performance Is
Correlated with Reproductive Success in a Wild Bird Population.
Animal Behaviour. 85, 19–26. DOI: 10.1016/J.Anbehav.2012.10.005
Cole, Ella F. – Morand-Ferron, J. – Hinks,
A. E. et al. (2012): Cognitive Ability Influences Reproductive Life
History Variation in the Wild. Current Biology. 22, 1808–1812. DOI:
10.1016/J.Cub.2012.07.051 •
WEBCÍM
Keagy, Jason – Savard, J-F. – Borgia, G.
(2009): Male Satin Bowerbird Problem-Solving Ability Predicts Mating
Success. Animal Behaviour. 78, 809–817. DOI:
10.1016/J.Anbehav.2009.07.011
Laughlin, Patrick R. – Hatch, E. C. –
Silver, J. S. et al. (2006): Groups Perform Better Than the Best
Individuals on Letters-to-numbers Problems: Effects of Group Size.
Journal of Personality and Social Psychology. 90, 644–651. DOI:
10.1037/0022-3514.90.4.644
Liker András – Bókony Veronika (2009):
Larger Groups Are More Successful in Innovative Problem Solving in
House Sparrows. Proceedings of the National Academy of Sciences USA.
106, 7893–7838. DOI: 10.1073/Pnas.0900042106 •
WEBCÍM
Morand-Ferron, Julie – Quinn, John L.
(2011): Larger Groups of Passerines Are More Efficient Problem
Solvers in the Wild. Proceedings of the National Academy of Sciences
Usa. 108, 15898–15903. DOI: 10.1073/Pnas.1111560108 •
WEBCÍM
Overington, Sarah E. – Morand-Ferron, J. –
Boogert, N. J. et al. (2009): Technical Innovations Drive the
Relationship between Innovativeness and Residual Brain Size in
Birds. Animal Behaviour. 78, 1001–1010. DOI:
10.1016/J.Anbehav.2009.06.033
Reader, Simon M. – Laland, Kevin N. (eds.)
(2003): Animal Innovation. Oxford University Press, New York
Seress Gábor – Bókony V. – Pipoly I. et
al. (2012): Urbanization, Nestling Growth and Reproductive Success
in a Moderately Declining House Sparrow Population. Journal of Avian
Biology. 43, 403–414. DOI: 10.1111/J.1600-048x.2012.05527.X •
WEBCÍM
Sol, Daniel – Duncan, R. P. – Blackburn,
T. M. et al. (2005): Big Brains, Enhanced Cognition, and Response of
Birds To Novel Environments. Proceedings of the National Academy of
Sciences Usa. 102, 5460–5465. DOI: 10.1073/Pnas.0408145102 •
WEBCÍM
Sol, Daniel – Griffin, A. S. – Bartomeus,
I. et al. (2011): Exploring Or Avoiding Novel Food Resources? The
Novelty Conflict in an Invasive Bird. Plos One. 6:E19535. DOI:
10.1371/Journal.Pone.0019535 •
WEBCÍM
Sol, Daniel – Lapiedra, O. –
González-Lagos, C. (2013): Behavioural Adjustments for a Life in the
City. Animal Behaviour. 85, 1101–1112. DOI:
10.1016/J.Anbehav.2013.01.023
Suárez-Rodríguez, Monserrat – López-Rull,
I. – Garcia, C. M. (2013): Incorporation of Cigarette Butts into
Nests Reduces Nest Ectoparasite Load in Urban Birds: New Ingredients
for an Old Recipe? Biology Letters. 9, 9–12. DOI:
10.1098/Rsbl.2012.0931 •
WEBCÍM
|
|