Как летучие мыши предсказывают будущее

Летучие мыши не могут гадать, от них нет толка на фондовом рынке, но эти рукокрылые довольно искусны в предсказании одного: где найти обед.

Исследователи выяснили, что летучие мыши способны определять направление своей добычи. На лету, используя эхо-сигналы, они создают настолько надежные модели прогнозирования движения жертвы, что могут выслеживать ее, даже если добыча временно скрывается за блокирующими эхо препятствиями, например за деревьями. Результаты работы ученых Университета Джона Хопкинса, в которой впервые исследовался сопоставимый процесс слуха опубликованы в PNAS.

«Так же, как теннисисту нужно узнать, когда и где он ударит мяч, летучая мышь должна предвидеть, когда и где она вступит в контакт с насекомым, за которым охотится. Если бы в этой очень быстро меняющейся среде летучая мышь просто полагалась на информацию, которую она получила от самого последнего эха, она пропустила бы насекомое».
Ведущий автор исследования Синтия Ф. Мосс (Cynthia F. Moss), нейробиолог, профессор психологии и наук о мозге

Чтобы успешно отслеживать движущуюся добычу, летучая мышь должна собирать информацию о расстоянии до объекта и направлении его движения, для чего использует временную задержку между каждым вызовом и результатом эха. Выясняя, где в горизонтальной плоскости находится насекомое, она наклоняет голову, чтобы уловить изменяющуюся интенсивность эха.

Лабораторный эксперимент команды Мосс точно отражал ситуацию охоты летучих мышей в дикой природе. Исследователи приучили их держаться на жердочке и выслеживать насекомых, записывая при этом эхолокационные звуки, которые те издавали. Ученые фиксировали движения головы животных, где насекомые летали и насколько быстро. Они добавляли также препятствия, прерывавшие эхо.

«Мы разработали математические модели для проверки данных и выдвинули различные гипотезы о том, что могут делать летучие мыши».
Соавтор исследования Кларис Анна Диболд (Clarice Anna Diebold), докторант психологии и наук о мозге

Если бы летучая мышь не предполагала, где будет насекомое, движения ее головы всегда отставали бы от цели. Предсказывать было бы невозможно и при фиксированном положении головы. Чтобы объяснить степень точности летучей мыши, было недостаточно использовать для оценки ее скорости информацию только от эхо-сигналов.

«Мы выдвинули гипотезу, что летучие мыши используют как информацию о скорости из хронометража эхо-сигналов, так и наводят на цель голову. Когда мы протестировали эту модель с нашими данными, то увидели, что она очень хорошо подходит»
Соавтор исследования Анхелес Саллес (Angeles Salles), научный сотрудник

Полученные данные опровергают прежнее общепринятое представление о том, что летучие мыши не предсказывают будущего положения насекомого. Этот вывод был в основном сделан на основе исследования 1980-х годов, проведенного до того, как стало широко доступно высокоскоростное видео.

«Вопрос предсказания важен, потому что животное должно планировать заранее, чтобы решить, что делать дальше. Зрячее животное или человек получают поток информации, но для летучих мышей это замечательно, потому что они делают это лишь с помощью коротких акустических снимков».
Анхелес Саллес

Хотя команда Мосс изучала летучих мышей, полученные результаты применимы к любым животным, отслеживающим звуки движения, и даже к людям, например слепым, которые используют щелчки и удары тростью, чтобы перемещаться, избегая препятствий.

Источник: phys.org

Как изучают язык китов-косаток?

Группа немецких исследователей из Эрланген-Нюрнберга, где расположен Университет Фридриха Александра, изучает общение китов. Команда анализирует звукозаписи и сравнивает их с поведением животных.

Сначала ученые изолировали звуки косаток: щелчки, свист или пульсирующие крики - и отфильтровывали другие шумы, например звуки кораблей или тюленей. Сейчас они работают над автоматическим разбиванием этих записей на последовательности, которые состоят из нескольких звуков и многократно повторяются. Если похожие последовательности постоянно появляются в одинаковых ситуациях, можно предположить, что это одно и то же сообщение.

«Для такого анализа особенно подходит язык косаток. Они много общаются в группе, например, во время охоты или с молодыми животными. Кроме того, эти киты взаимодействуют с другими семьями косаток. Языки разных групп даже немного отличаются, что похоже на наши диалекты».
Профессор, доктор Эльмар Нёт (Elmar Nöth), завкафедрой компьютерных наук 5

Однажды исследователи увидели, как встретились две семьи косаток. Молодые животные немного отдалились друг от друга. В их речи могло быть что-то вроде: «Где ты?» - «Мы здесь, в той стороне». - «Давайте сюда, мы хотим продолжить».

Ученые сделали звукозаписи «разговоров косаток» и проанализировали их Фото: Фолькер Барт / Anthro Media

Но как можно проверить правильность предположений? При анализе человеческих языков обычно всегда есть билингвы (двуязычные люди). Но с языком животных это невозможно. Чтобы выяснить словарный запас косаток, исследователи, работающие в тесном контакте с биологами, сравнивают звуки с поведением китов и постоянно обсуждают результаты.

В качестве основы они используют материал, полученный почти за 20 000 часов звукозаписей, которые поступают, например, от пяти стационарных микрофонов. Они установлены на острове между Ванкувером и материковой частью Канады и фиксируют звуки косаток в течение 23 лет. Сначала это делалось на ленты и кассеты, а теперь - в цифровом формате. Кроме того, у команды есть и свои материалы, полученные во время трех экспедиций. Это записи звуков и документы о поведение животных.

В планах команды Нёта сделать доступным для общественности программное обеспечение, которое они используют для изучения звуков косаток. Этот алгоритм можно применять и при исследовании других животных и их языка.

Источник: https: fau.de

Насколько великодушны и щедры врановые?

Вороны и их родственники - одни из самых умных птиц в мире: они умеют считать, использовать инструменты, решать головоломки и даже планировать. Известно, что врановые удивительно хорошо приспосабливаются и способны учиться. Но еще более выражен у них социальный интеллект: птицы, которые живут в сложных, постоянно меняющихся сообществах, очень хорошо знают, у кого из них какой социальный статус и с кем стоит работать в команде.

Наши вороны известны своим довольно эгоистичным поведением. Международная исследовательская группа, возглавляемая Лизой Хорн (Lisa Horn) из Венского университета, выяснила, все ли врановые ищут выгоду только для себя. Ее команда изучила на предмет щедрости несколько различных видов этого семейства. Предыдущие исследования экспериментально продемонстрировали такое поведение в основном у людей, приматов и очень немногих видов птиц. Считается, что в человеческой эволюции великодушие возникло в результате совместного воспитания потомства в группе и низкого потенциала агрессии.

В своем эксперименте исследователи сравнили просоциальное поведение в общей сложности восьми видов птиц семейства Corvidae - врановых. Одни из них гнездятся рядом со своими сородичами и воспитывают потомство коллективно, другие же агрессивно защищают свои территории от птиц своего вида.

Вороны Фото: Дизы Хорн

Во время эксперимента врановые, приземляясь на жердочку, могли запускать механизм качелей, который ставил пищу в пределах досягаемости других членов группы. Однако сама птица никогда не могла достать еду. Этологи считали, что щедрость проявляли те особи, которые на протяжении всех раундов кормили других членов группы.

Эксперименты продемонстрировали, что именно социальная жизнь врановых показывает, дадут ли они что-то своему сородичу или нет. Было обнаружено, что те виды, которые вместе выращивают своих птенцов, отказывались от собственной пищи в пользу других. Пример тому - сороки, которые показали свою щедрость.

Сороки Фото: Лизы Хорн

Ученые также заметили, что щедрое поведение самцов зависит от тесного сосуществования с их сородичами. Мужские особи тех видов, которые гнездятся без конфликтов вблизи других птиц, были особенно щедры по отношению к членам группы.

Эти результаты подтверждают, что воспитание в сообществе и низкий потенциал агрессии приводят к появлению щедрости не только у людей и их предков, но и у других видов. Очевидно, развитию их великодушного поведения способствовали похожие эволюционные механизмы. Возможно, в этом просматривается даже параллель с развитием человека. По мнению ученых, для дальнейшего изучения таких взаимосвязей потребуются эксперименты с другими птицами, например с очень умными попугаями, или с совершенно другими видами животных.

Источник: wissenschaft.de

Почему собака хорошо понимает, что мы говорим

Мозг у людей и четвероногих друзей обрабатывает слова одинаково. Однако принцип, лежащий в основе этого, старше, чем язык

Когда человек слышит комплимент, сначала на интонацию сказанного и его эмоциональное содержание реагируют более примитивные подкорковые области мозга. Только потом в игру вступает гораздо более молодая слуховая кора в коре головного мозга, которая расшифровывает усвоенное значение слов.

В 2016 году ученые обнаружили, что и мозг собак обрабатывает по отдельности интонацию и значение слов, адресованных им. Однако у собак за это отвечает правое полушарие, а у людей - левое. Но одно до сих пор остается загадкой: выполняет ли мозг собак те же этапы обработки, что и человеческий, например, когда они слышат похвалу?

«Это важный вопрос, потому что собаки в основном лишены дара речи, но они правильно реагируют на наши слова».
Аттила Андикс, нейробиолог из будапештского Университета Этвеша Лоранда , соавтор как предыдущего исследования, так и нынешнего, вышедшего в Scientific Reports

Действительно, четвероногие друзья обрабатывают язык так же, как люди. Магнитно-резонансная томография продемонстрировала, что мозг собак не только извлекает информацию из того, что мы говорим и как мы это говорим, но и использует ту же систему обработки речи, что и мозг людей.

Собаки распознают значение таких команд, как «Сидеть!», Но понимают при этом основной тон голоса и связанное с ним значение слов, которых они даже не знают. Например, когда собак хвалят высоким голосом, они понимают, что им говорят что-то хорошее. Однако ранее было мало что известно о том, что происходит в мозге собаки во время обработки речи.

Исследователи проанализировали активность мозга собак функциональной МРТ, когда те слышали знакомые хвалебные и совсем незнакомые слова, выраженные либо нейтрально, либо положительно. «Изучение сходства и отличий при обработке речи мозгом собак и людей может быть очень полезным для понимания шагов, которые привели к созданию языка в процессе эволюции».
Анна Габор, руководитель исследования

«Человеческий мозг обрабатывает язык иерархически: сначала интонации на более низких уровнях, затем значения слов на более высоких уровнях. На этот раз мы использовали особую технику, чтобы выяснить, существуют ли эти иерархии при обработке речи собак. Мы измерили, как активность мозга собаки снижается в ответ на повторяющиеся стимулы. Мы повторяли во время сканирования мозга иногда слова, иногда интонации. При определенных повторениях более сильное снижение активности соответствующей области мозга показывает ее вовлеченность».
Анна Габор

Результаты показывают, что мозг собаки фактически обрабатывает язык иерархически, точно так же, как мозг человека: интонация оценивалась в основном в подкорковых, а знакомые слова - в корковых областях мозга. Исследователи обнаружили также, что собаки старшего возраста различают меньше слов, чем их младшие собратья.

«Хотя обработка человеческого языка уникальна во многих отношениях, это исследование обнаружило поразительное сходство между нами и существом, лишенным дара речи. Сходство, однако, не означает, что эта иерархическая модель обработки возникла в процессе развития языка. Установленная иерархия могла вместо этого по обработке интонаций и значений слов отражать более общий принцип, не связанный с языком».
Аттила Андикс

Источник информации: derstandard.at

Как животные реагируют на эпидемии?

Люди - не единственные существа, во время эпидемии применяющие социальное дистанцирование. Многие виды животных изменяют свое поведение, чтобы защитить себя или своих сородичей от инфекции или паразитов. Команда Андреа Таунсенд из нью-йоркского колледжа Гамильтон выяснила, какие меры для этого принимают животные.

Оказалось, их реакция на эпидемию сильно отличается в зависимости от вида, болезни и условий окружающей среды. Изоляция социальных животных от группы почти всегда приводит к их смерти. «И то, что такое дистанцирование достаточно распространено, показывает, что его преимущества иногда перевешивают недостатки», - считают исследователи.

Например, когда рабочие медоносные пчелы заражены паразитическим грибком Nosema, они редко возвращаются в улей. Умирая, насекомые снижают риск заражения своих сородичей. С биологической точки зрения такое самоотверженное поведение целесообразно, поскольку все пчелы в улье - сестры и их гены все равно передаются.

Карибский лобстер (Panulirus argus) тоже сохраняет определенную дистанцию. Обычно несколько таких крабов живут вместе в одной норе. Если же одно из ракообразных заражено вирусом PaV1, сородичи чувствуют его запах в моче - и избегают больного и пещерки, которую тот занимает. Точно так же мандрилы нюхают помет своих собратьев-обезьян, чтобы узнать, инфицированы ли они паразитами, а затем избегают зараженной территории.

Ученые выявили у животных еще одну «типично человеческую» реакцию на эпидемии: растущее недоверие к членам других групп. Например, если муравейник заражен грибком, социальный обмен между различными группами внутри него и между его частями уменьшается. Как объясняют биологи, социальное поведение муравьев становится более «модульным».

У человекообразных обезьян тесная сплоченность внутри групп и часто агрессивность к другим сородичам развивалась тоже как реакция на ифицирование паразитами. Меньший контакт приматов с потенциально зараженными группами снижает риск внесения паразита или возбудителя в их собственную.

Некоторые виды животных уходят от внешнего мира в семью. Мандриллы ухаживают за близкими родственниками, даже если те заражены простейшими, передающими болезни, а других сородичей с той же инфекцией избегают.

Но иногда социальное дистанцирование приносит животным больше вреда, чем пользы, или они в группе лучше защищены от инфекций, передающихся комарами и другими переносчиками. Например, заражение вирусом Западного Нила американских странствующих дроздов менее вероятно, если те держатся стаями. Это снижает риск укусов и инфицирования комарами отдельных птиц.

А волка, заболевшего заразной, но не смертельной клещевой чесоткой, не изгоняют из стаи. Если об ослабленном животном заботятся сородичи, у того гораздо больше шансов выжить. «Смертность инфицированного волка, окруженного пятью товарищами по стае, соответствует смертности неинфицированного волка», - сообщают ученые.

Но есть животные, у которых нет социального дистанцирования, поскольку вред от него с точки зрения воспроизводства был бы слишком велик. Хотя тасманийский дьявол во время своих схваток с соперниками постоянно инфицируется от сородичей заразной лицевой опухолью, без таких боев ему самку не найти.

У икры амфибий больше шансов выжить, когда кладки делаются в хорошую заводь большими сообществами - даже если это увеличивает риск заражения смертельным грибком земноводных (Chytridiomycosis). Если же откладывать икру по отдельности, то ее скорее всего съедят.

Источник: scinexx.de

Мини-пиги лучше решают проблемы, чем собаки

В эксперименте мини-пиги оказались более умелыми, настойчивыми и независимыми, чем собаки. Об этом сообщают ученые из команды Паулы Перес Фраги (Paula Pérez Fraga) из Будапештского университета ELTE в Animal Cognition. Исследователи проверили поведение миниатюрных свиней и собак примерно семимесячного возраста при решении задач разного уровня сложности.

Собаки с раннего возраста видят в людях помощников при решении проблем. Исследователи изучили, встречается ли это свойство у других домашних животных. Предыдущие работы показали, что в таком случае одинаково социализированные волки и кошки меньше общаются с людьми, чем собаки.

«Но, возможно, так происходит потому, что волки не одомашнены, а кошки недостаточно социальны». Поэтому мы разработали исследование, чтобы сравнить поведение собак и другого домашнего социального вида, свиньи».
Паула Перес Фрага

Мини-версия домашней свиньи - популярное животное-компаньон, занимающее такую ​​же «социальную нишу» в человеческих семьях, что и собака. В своих экспериментах ученые прибегали к так называемой «парадигме неразрешимых задач», в которой животные сначала сталкиваются с проблемой, которую они могут решить.

В этом случае им предложили контейнер с едой, который легко открыть. Однако после нескольких попыток исследователи его плотно закрыли, что для животных сделало проблему неразрешимой.

«Когда ящик вначале был без еды, свиньи и собаки одинаково обращались к людям. Отличия же появились, когда мы положили в коробку еду и открыть ее стало увлекательной задачей».
Линда Геренсер (Linda Gerencsér), научный сотрудник исследовательской группы

Когда дело дошло до решения задачи и получения награды, мини-пиги не просили помощи у человека. И не потому, что были быстрее, чем собаки. Возможно, свинки были просто более умелыми. Они пытались справиться в одиночку даже тогда, когда задача становилась неразрешимой. Собаки же просили у людей помощи больше, чем это ранее делали кошки и волки.

Это первое исследование, сравнивающее домашних собак и свиней в их умении решать проблемы.

«Сходство, которое мы обнаружили между двумя видами, указывает на их аналогичную способность участвовать в коммуникативном взаимодействии с людьми. [...] Собаки по своей природе более зависимы и сотрудничают, особенно когда живут с людьми. Это объясняет их уникальный успех во взаимодействии с нами. [...] Тот факт, что свиньи пытались более настойчиво, чем собаки, открывать плотно закрытый ящик, может отражать их склонность решать проблемы более независимо».
Паула Перес Фрага

Источник информации и фото: derstandard.at

Семейная жизнь помогает птенцам стать умнее

Долгое детство дает нам больше времени для учебы и открытий, а главное - мы можем приобрести навыки, на освоение которых уходят годы. Но люди не единственные виды с длительным детством. Долго взрослеют слоны, некоторые летучие мыши, киты, дельфины и различные птицы - особенно врановые. Но делает ли продолжительное детство их умнее? Если да, то какую роль играют в этом родители?

Международная группа ученых из Германии, Швеции и Великобритании изучила эти вопросы и поделилась результатами своих полевых исследований сибирских соек и каледонских воронов. Опубликованы данные 127 врановых и нескольких тысяч видов певчих птиц. Исследование предлагает совершенно новый взгляд на развитие интеллекта при семейном воспитании.

Сибирские сойки

В Швеции были проведены полевые испытания, чтобы изучить у сибирских соек появление навыков, как идентифицировать опасных хищников и как найти скрытую пищу. Сойки живут семейными группами, которые могут включать в себя потомство пары, а также молодых птиц, которые родились в других группах. Эти птицы могут оставаться в семье до четырех лет и только потом высиживают своих птенцов. Они быстрее учатся узнавать хищников или находить скрытую пищу, так как более внимательно присматриваются к своими родителям, а те терпят их рядом. В результате молодые сойки живут дольше и создают собственные семьи.

Новокаледонские вороны

В Новой Каледонии ученые изучали воронов, выясняя, как их потомство учится делать инструменты для добычи пищи - жизненно важный навык этих птиц. Молодняку для этого нужен год, и все это время их кормят родители. Птенцы могут оставаться с родителями до трех лет, и их детство длится значительно дольше, чем у других ворон. Другие взрослые птицы к молодым тоже очень терпимы. Пока родители добывают инструментами пищу, они кормят птенцов, внимательно следят за ними и даже терпят кражу инструментов и физический контакт с молодыми птицами.

Долгое «детство» влияет на интеллект. Коллектив авторов считает, что в предыдущих исследованиях была упущена ключевая роль продолжительного детства в развитии когнитивных навыков. Именно это позволяет детям учиться и делать ошибки. Решающее значение для развития обучения имеет семейная жизнь, которая позволяет продлить периоды развития в безопасной среде с неограниченным доступом к учебе.

Семейная жизнь также помогает нести расходы на продление детства. Поскольку родителям трудно долго растить потомство, живущие семьями виды особенно часто обитают там, где достаточно пищи, а потому родители могут кормить молодняк дольше. Совместная жизнь нескольких поколений способствует тому, что молодые приобретают сложные навыки, добывают жизненно важные пищевые ресурсы и развивают больший мозг. Это увеличивает их шансы на выживание, позволяет распространяться и осваивать новые места обитания.

Используя филогенетические сравнительные методы, команда проанализировала отличия врановых от других певчих птиц. У врановых, как и у людей, мозг, по сравнению с размером тела, значительно больше. У них также есть более длительные периоды развития в гнезде и покинув его.

Люди, как и вороны, проводят свою юность, приобретая важные навыки, в окружении взрослых, которые их терпят и длительное время учат. Обучение на протяжении всей жизни создает гибкий тип интеллекта, который дает людям возможность адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды.

И у птиц родители помогают потомству развивать интеллект. Птенцы, как и человеческие дети, не могут приобретать навыки в одиночестве. Им нужна семейная среда, позволяющая полностью развить потенциал своего мозга.

Источник информации и фото: shh.mpg.de