Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.972 RSS
←   Январь 2007   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
10.01.2007
04:33:36
12:58:54
11
12
12.01.2007
03:54:29
17:19:47
13
14
15
16
17
17.01.2007
03:24:02
16:29:56
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
31.01.2007
08:24:59
14:13:22


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.972 подписчиков
+3 за неделю
←   Все выпуски   →

Рыбы обладают способностью к дедукции


Эволюция как сопротивление энтропии

Эволюция как сопротивление энтропии

Биологическая эволюция не просто создает новые формы — она создает формы, устойчивые к дальнейшей эволюции.

Статья доктора биологических наук Виктора Щербакова

Рыбы обладают способностью к дедукции

30.01.2007

Агрессивная африканская рыбка <i>Astatotilapia burtoni</i> проявляет недюжинную сообразительность, когда дело касается ее шансов на победу в очередном поединке
Агрессивная африканская рыбка Astatotilapia burtoni проявляет недюжинную сообразительность, когда дело касается ее шансов на победу в очередном поединке

Американские биологи показали, что рыбы способны делать логические умозаключения на основе косвенных данных, справляясь с тестами на так называемую транзитивную логику не хуже четырехлетних детей. Наблюдая поединки между пятью самцами своего вида, африканская рыбка астатотиляпия делает правильные выводы о положении каждого из соперников в «турнирной таблице» и безошибочно определяет, какой из двух самцов сильнее, даже если они никогда не сражались друг с другом и имеют равное число поражений и побед.

Одним из важных компонентов мышления считается способность делать «транзитивные логические выводы» (transitive inference). Так называют умозаключения о связях между объектами, сделанные на основе косвенных данных. Например, транзитивным является следующий вывод: «если А > B и B > C, то A > C». Способность к транзитивной логике вначале была описана как один из рубежей в умственном развитии детей, затем была зарегистрирована у обезьян, крыс и некоторых птиц (голубей, ворон) — то есть у высших животных, в сообразительности которых мало кто не сомневается.

Этологи из Стэнфордского университета (США) сумели показать, что рыбы тоже владеют транзитивной логикой. Ученые ставили опыты на аквариумной рыбке Astatotilapia burtoni, самцы которой отличаются ярко выраженным территориальным поведением и агрессивностью. Они отстаивают свое право на владение территорией в непрестанных поединках с другими самцами. Самец, раз за разом терпящий поражение в этих схватках, не имеет шансов обзавестись семьей. Неудачники впадают в глубокую тоску: они теряют характерную яркую окраску, а заодно и интерес к противоположному полу. Впрочем, всё еще может измениться: природные местообитания астатотиляпии отличаются нестабильностью, и после очередной катастрофы местного масштаба, вызванной колебаниями уровня воды или прогулкой стада гиппопотамов, самцам часто приходится делить участки заново (с! м. одно из последних исследований, посвященных поведению этих рыб: Social Opportunity Produces Brain Changes in Fish).

Ученые предположили, что рыбки должны уметь определять силу потенциального противника. Гораздо больше шансов на успех (и, следовательно, на продолжение рода) будет иметь тот самец, который сумеет благоразумно уклониться от схваток с заведомо более сильными соперниками, и завоюет себе участок, потеснив слабейших. Предварительные опыты подтвердили это предположение. Оказалось, что самцы астатотиляпии действительно предпочитают держаться подальше от сильных соперников, причем о силе конкурента рыбы судят, в частности, по результатам его схваток с другими самцами. Например, самцу-«наблюдателю» показывали через стекло бой двух других самцов, в котором, естественно, кто-то побеждал, а кто-то проигрывал. Затем «наблюдателя» сажали в центральный отсек аквариума, разделенного на три части стеклянными перегородками, а в два крайних отсека сажали победителя и побежденного. «Наблюдатель» в такой ситуации гора! здо больше времени проводил в той половине своего отсека, которая граничила с отсеком проигравшего самца.

Такая особенность поведения делает астатотиляпию замечательным объектом для изучения рыбьего мышления. Ученые поставили очень простой и красивый эксперимент, чтобы выяснить, способны ли рыбы к транзитивной логике.

Первый этап эксперимента состоял в «обучении» самцов. Схема экспериментальной установки показана на рисунке.

Схема аквариума, в котором проводились опыты. В центре — наблюдатель (bystander). Самцы a, b, c, d, e сидят каждый в своем периферическом отсеке. На рисунке показан один из «учебных боев», которые должны были дать наблюдателю представление о силе соперников. В данном случае к самцу a пересадили самца b, а наблюдатель смотрит, как они дерутся. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Схема аквариума, в котором проводились опыты. В центре — наблюдатель (bystander). Самцы a, b, c, d, e сидят каждый в своем периферическом отсеке. На рисунке показан один из «учебных боев», которые должны были дать наблюдателю представление о силе соперников. В данном случае к самцу a пересадили самца b, а наблюдатель смотрит, как они дерутся. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Самец-«наблюдатель» последовательно наблюдал схватки, в которых участвовали пять других самцов (a, b, c, d, e). Все самцы были примерно одинаковыми по размеру и силе. В такой ситуации экспериментаторам было очень легко контролировать исход поединка. Рыбки яростно защищают территорию, которую считают своей, поэтому побеждает всегда «хозяин» данного отсека аквариума, а тот, кого к нему подсадили, обречен на поражение.

Наблюдателю давали посмотреть четыре поединка: в первом из них самец а побеждал самца b, затем b побеждал c, c – d, и, наконец, d одерживал верх над e. Таким образом экспериментаторы пытались внушить наблюдателю, что пять соперников по своей силе располагаются в следующем порядке: a > b > c > d > e. Всего таким способом было «обучено» восемь самцов-наблюдателей.

Чтобы проверить, какие выводы сделал наблюдатель из увиденного, ученые воспользовались методикой, описанной выше, то есть предлагали наблюдателю «на выбор» двух самцов и смотрели, к кому он будет держаться ближе.

Сначала наблюдателям предлагали сделать выбор между a и e, то есть крайними членами ряда. Обученные рыбки безошибочно сочли слабейшим самца e и держались ближе к нему, чем к а. Однако этот результат еще не доказывал способности рыб к транзитивной логике. Хотя наблюдатели не видели схватки непосредственно между a и e, первого из этих самцов они видели только победителем, а второго — только побежденным. Это вполне могло стать основой для «правильного» умозаключения и без осмысления всей цепочки побед и поражений.

Критическим моментом всего исследования стал опыт, в котором наблюдателям предложили сделать выбор между самцами b и d. Каждого из этих самцов наблюдатели видели в двух поединках, и на счету у каждого была одна победа и одно поражение. Тут уж без транзитивной логики никак нельзя вычислить, кто сильнее. Тем не менее рыбы не ошиблись: они держались ближе к d, считая его слабейшим.

Необходимо отметить, что общая схема эксперимента в точности соответствует классическим тестам на транзитивную логику, применяемым при исследовании умственных способностей детей. Удивительно, что рыбы успешно справились с тестом, с которым обычно не справляются дети младше 4,5 лет (см., например: Simone Schnall, 1998. Transitive inference by visual reasoning, Pdf, 950 Кб).

Как и целый ряд других этологических исследований последних лет, эта работа подтвердила две важные идеи. Во-первых, мы по-прежнему сильно недооцениваем умственные способности животных и преувеличиваем собственную уникальность. Во-вторых, для того чтобы понять, как думают животные, самое главное — это удачно подобрать объект и правильно спланировать эксперимент. Очень многие опыты подобного рода в прошлом давали отрицательные результаты только потому, что подопытное животное не было по-настоящему заинтересовано в успехе, либо ожидаемое экспериментаторами «разумное» поведение противоречило каким-то инстинктам, побуждениям или соображениям животного, о которых экспериментаторы не подозревали.

Источник: Logan Grosenick, Tricia S. Clement, Russell D. Fernald. Fish can infer social rank by observation alone // Nature. 2007. V. 445. P. 429–432.

О мышлении животных см. также:
1) З. А. Зорина. Эволюция разумного поведения: от элементарного мышления животных к абстрактному мышлению человека.
2) Скворцы понимают грамматику, радио «Свобода», 28.04.2006.
3) Качественной разницы между мышлением человека и животных нет (беседа с З. А. Зориной), радио «Свобода», 24.04.2006.
4) Животные способны логически мыслить, «Элементы», 26.02.2006.
5) Мартышки произносят фразы из двух слов, «Элементы», 21.05.2006.
6) Использование орудий животными не всегда говорит о большом уме, «Элементы», 29.03.2006.
7) Обезьяны думают о будущем, «Элементы», 29.05.2006.
8) Саранча учится на горьком опыте, «Элементы», 27.03.2006.

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

29.01 Комета Макнота порадовала любителей астрономии

Комета, заявившая о себе на весь мир в начале января этого года, продолжила свое «звездное шоу» уже в Южном полушарии неба. Но тем, кто не успел ее увидеть, не стоит так уж расстраиваться. Благодаря интернету любителям астрономии стали доступны сотни снимков кометы Макнота во всех возможных ракурсах, сделанные в разных уголках земли.

29.01 Растение, гриб и вирус объединились, чтобы втроем противостоять высоким температурам

Термостойкая трава, растущая на горячих геотермальных почвах в Йеллоустонском национальном парке, обязана своей термоустойчивостью симбиотическому грибу. Ни гриб, ни трава по отдельности не выносят перегрева. Оказалось, что в этом симбиотическом комплексе есть еще и третий необходимый участник — вирус, живущий в клетках гриба.

29.01 Научная семилетка Европы открыта и для российских ученых

На днях в Бонне состоялась конференция, посвященная запуску Седьмой рамочной программы научных исследований и технологического развития Европейского Союза. Ученые Европы получают дополнительные возможности для финансирования своих работ, сверх государственных бюджетов на науку. Двери европейской программы открыты и для российских исследователей.

26.01 Чтобы стать родоначальником нового вида, нужно сложить новую песню

Скрещивая представителей двух близких видов саранчовых, В. Ю. Веденина и ее коллеги получили гибридных насекомых, брачная песенка которых сложнее и разнообразнее песен обоих родительских видов. Происхождение гибридных видов, вероятно, связано с половым отбором, основанным на предпочтении некоторыми самками самцов с наиболее сложной и изощренной манерой ухаживания.

25.01 Физики придумали одноэлектронный холодильник

Предложена схема нового микроэлектронного устройства — одноэлектронного холодильника. В нём под действием переменного напряжения электрон перескакивает между сверхпроводником и обычным металлом, на каждом шаге отбирая у металла тепло.

24.01 Пауки-скакуны послужили моделью для изучения мимикрии

Австралийские зоологи на примере пауков-скакунов и муравьев, форму, цвет и даже повадки которых имитируют эти пауки, показали, что эволюционный путь видов-имитаторов не повторяет эволюцию видов-прообразов. Эволюция у пауков идет гораздо быстрее, чем у их моделей: широчайшая изменчивость внешнего вида и генотипа в пределах популяции служит богатым материалом для отбора.

23.01 Рассеянный склероз можно лечить аскаридами?

Медики из Аргентины установили, что рассеянный склероз протекает намного легче и развивается медленнее у пациентов, зараженных кишечными паразитами, в том числе аскаридами и острицами. По-видимому, выделяемые паразитами вещества подавляют активность некоторых типов клеток иммунной системы человека, и она перестает разрушать свои собственные нервные клетки.

22.01 Гравитационная постоянная измерена новыми методами

Гравитационная константа Ньютона измерена методами атомной интерферометрии. Новая методика свободна от недостатков чисто механических экспериментов и, возможно, позволит скоро изучать эффекты общей теории относительности в лаборатории.

18.01 В геноме трихомонады оказалось вдвое больше генов, чем у человека

Прочтен геном трихомонады — возбудителя венерического заболевания трихомониаза. У крошечного паразитического жгутиконосца, как выяснилось, вдвое больше генов, чем у человека, хотя сам геном — в 20 раз меньше, что говорит об очень плотной упаковке генетической информации. Более сотни генов — бактериального происхождения, некоторые из них облегчают паразиту прикрепление к клеткам хозяина.
В избранное