Эти гениальные птицы

Но разве надежная передача местной технологии изготовления орудий труда между поколениями не является одним из признаков культуры?

Кроме того, по мнению Ханта, найдены доказательства того, что вороны постепенно совершенствуют конструкцию инструмента, что делает их единственным видом среди не-приматов, насколько известно на настоящий момент, способным к «кумулятивному технологическому прогрессу». В большинстве районов Новой Каледонии вороны используют самый сложный ступенчатый дизайн из трех обнаруженных разновидностей. «Маловероятно, чтобы вороны сразу же стали делать такие сложные в технологическом плане орудия, не начав с более простых вариантов», – говорит Хант. Однако на этих участках не обнаружено следов изготовления более простых инструментов из листьев пандануса. «Птицы, как и люди, не склонны изобретать велосипед, – продолжает Хант. – Зачем придумывать что-то новое с нуля, если сразу можно овладеть развитой, проверенной временем технологией?» Конечно, это всего лишь косвенное доказательство, но «в отсутствие абсолютных доказательств нам приходится довольствоваться и такими экономными объяснениями», говорит Хант. По его мнению, все указывает на кумулятивное усовершенствование технологии изготовления инструментов из листьев пандануса.

Кристиан Рутц считает, что у этой гипотезы пока нет достаточных доказательств и требуются дополнительные исследования. Однако тот факт, что вороны, кажется, понимают, как работают их ловчие инструменты-крюки, может объяснять основу постепенного, кумулятивного технологического прогресса. В серии экспериментальных исследований на выловленных в дикой природе новокаледонских воронах Рутц и его коллега Джеймс Сент-Клер обнаружили, что птицы уделяют пристальное внимание тому, в какую сторону направлен крюк и как правильно взят инструмент. «Такое техническое понимание может существенно продлевать сроки успешной эксплуатации инструмента», – говорят исследователи. Другими словами, птицы могут повторно использовать инструмент, даже если не помнят, какой стороной они его положили, а также подбирать инструменты, выброшенные другими птицами, что, по словам ученых, «потенциально можно считать ключевым механизмом социального обучения и распространения орудийных знаний внутри популяций». Кроме того, исследователи утверждают, что способность ворон разбираться в функциональных особенностях инструментов и модифицировать их, внося небольшие усовершенствования, может лежать в основе продолжающейся эволюции и усложнения инструментов.

ПОЧЕМУ из 117 видов врановых только новокаледонские вороны стали такими умелыми мастерами? Что подтолкнуло их к развитию такой замечательной способности? Другие врановые тоже умные. И многие тоже живут в тропических лесах. Есть что-то особенное в их среде обитания? Или в самой птице?

Новая Каледония – уникальное по всем меркам место. Узкая полоска суши примерно 350 км длиной, находящаяся между Новой Зеландией и Папуа. С воздуха остров похож на другие острова Тихого океана – Гавайи, Бали или соседний Вануату, рожденные природной стихией: высокие зеленые горы, белые пляжи, голубые лагуны. Но в отличие от большинства островов, разбросанных в теплых морях, Новая Каледония – не молодой остров вулканического происхождения. Это осколок древнего суперконтинента Гондвана, северная оконечность почти полностью ушедшего под воду континента Зеландия, отколовшегося от Австралии 66 млн лет назад. Когда-то эта полоска суши, которая ныне называется островом Новая Каледония, находилась под водой, но примерно 37 млн лет назад она поднялась на поверхность.

Этот остров – одно из самых тихих и спокойных мест, где мне доводилось бывать. По площади он равен штату Нью-Джерси, но его население составляет менее 3 % от населения последнего, поэтому во многих районах он кажется почти необитаемым. Коренные жители канаки составляют более двух пятых населения острова; около трети – кальдоши европейского происхождения, в основном французы; остальные представляют собой смесь народов с соседних островов. По пустынным дорогам острова вышагивают смешные султанки – болотные курицы с синим оперением и яркими красными клювами. Причудливыми колоннами вздымаются в небо сосны Кука, названные в честь известного мореплавателя Джеймса Кука. Когда в 1774 г. корабль Кука подплыл к острову, моряки увидели «скопление высоких объектов», но поначалу не могли понять, были то деревья или каменные столбы. Эти сосны часто называют живыми ископаемыми, поскольку они очень похожи на древние вечнозеленые деревья, росшие на нашей планете в эпоху динозавров. По центру острова проходит горный хребет, восточные склоны которого покрыты участками девственного тропического леса. Под его сумрачным пологом живет призрачная птица кагу, которая предположительно является реликтовыми видом, сохранившимся со времен Гондваны.

Некогда тропические леса покрывали всю территорию Новой Каледонии, но теперь их площадь сократилась до отдельных участков. Тем не менее остров поражает разнообразием флоры и фауны: по оценкам, здесь живет более 20 000 видов насекомых, в том числе более 70 аборигенных видов бабочек и более 300 видов мотыльков. На острове произрастает около 3200 видов растений, три четверти из которых эндемики, то есть не растут больше нигде. По этой причине Новую Каледонию часто рассматривают как отдельное флористическое подцарство.

В этом Ноевом ковчеге живут настоящие гиганты. Например, гигантский геккон – «древесный дьявол» – достигающий в длину 35 см, или сцинк длиной до 60 см. Сухопутная легочная улитка Placostylus fibratus вырастает в размерах до 13 см. Гигантский императорский голубь – крупнейший в мире древесный голубь весом тяжелее килограмма, что примерно в два раза больше широко распространенного сизого голубя. К сожалению, вымерли такие уникальные виды, как новокаледонская султанка (Porphyrio kukwiedei) – крупная птица размером с индейку – и новокаледонский нелетающий гигантский большеног (Sylviornis neocaledoniae), достигавший 1,7 м в длину и веса около 30 кг[20].

На островах вообще происходят странные вещи. Гигантизм, например, явление повсеместное. Порой они напоминают кунсткамеру со всевозможными карликами, гигантами и причудливыми аномалиями любого рода. На острове Борнео я видела самцов азиатской райской мухоловки, птичек размером с зарянку, с невероятно длинными центральными хвостовыми перьями – на фоне яркой зелени тропического леса эти 30-сантиметровые переливающиеся перья развевались, как воздушные змеи[21].

Острова напоминают окруженные непреодолимыми рвами средневековые замки, где природа проводит самые смелые эволюционные опыты. Благодаря не столь ожесточенной конкуренции и гораздо меньшей угрозе со стороны хищников эксперименты не наказываются здесь так быстро и безжалостно, как на континенте. Это касается и поведенческих экспериментов, включая орудийное поведение. (Неудивительно, что еще один вид птиц, который наряду с новокаледонскими воронами демонстрирует регулярное орудийное поведение, – это дятловые вьюрки на Галапагосских островах.)

Согласно Кристиану Рутцу и его коллегам, вороны появились в Новой Каледонии спустя некоторое время после того, как этот остров показался над поверхностью океана, что произошло около 37 млн лет назад[22]. Но когда именно они прибыли? В пещере Ме Ауре в районе Мондю было найдено несколько ископаемых черепов и костей ворон. Но их возраст составляет всего несколько тысяч лет, поэтому они не дают возможности более детально взглянуть на эволюционную историю этих птиц.

Семейство врановых разделилось на несколько линий десятки миллионов лет назад, но генеалогическое ответвление новокаледонских ворон, вероятно, не так старо. Скорее всего, предки этих ворон перелетели на остров из Юго-Восточной Азии или Австралазии[23], предполагает Рутц. Современные новокаледонские вороны не слишком выносливы; как правило, они пролетают короткие расстояния с одной присады до другой, а когда им приходится преодолевать длинные дистанции, летят медленно и тяжело. Но Рутц считает, что их предки были прекрасными летунами, способными преодолевать огромные расстояния над открытыми водами, а также удачливыми колонистами. И, вероятнее всего, уже после колонизации острова эти вороны развили свои превосходные орудийные навыки, оттачивая их на протяжении нескольких миллионов лет.

ДЛЯ СМЫШЛЕНЫХ животных Новая Каледония предлагает изобилие вкусной, питательной пищи: личинок жуков-усачей и других беспозвоночных, живущих в древесине. Эта еда богата белком и высококалорийными липидами. По словам Рутца, всего несколько личинок могут удовлетворить суточную потребность в калориях взрослой вороны. Причем за эти природные энергетические лакомства практически нет конкуренции: на острове нет дятлов, обезьян, руконожек ай-ай, полосатых кускусов и других специалистов по добыче еды из труднодоступных мест.

На острове нет полчищ врагов, которые угрожали бы воронам на земле и в небе. Немногочисленные воздушные хищники – коршуны-свистуны, сапсаны, белобрюхие ястребы – редко охотятся на ворон. На Новой Каледонии фактически нет змей (кроме крошечных слепозмеек, которые обитают на мелких островах, прилегающих к основному острову) и аборигенных хищных млекопитающих. Единственные местные млекопитающие – девять видов летучих мышей, которые играют важную роль в распространении семян многих тропических видов деревьев. Когда Кук прибыл на остров, окрестив его Новой Каледонией в честь своей любимой Шотландии (древние римляне называли ее Каледонией), он подарил местным жителям двух собак. Это была не самая удачная идея. Теперь на острове живет огромное количество одичавших собак наряду с другими занесенными видами, такими как кошки и крысы. Собаки выкашивают популяцию кагу, но не представляют опасности для ворон.

Одним из следствий отсутствия угроз со стороны конкурентов и хищников стало то, что вороны избавлены от необходимости поддерживать высокий уровень бдительности, поэтому у них есть время и возможность спокойно возиться с палками и листьями, учиться и экспериментировать, не глядя все время по сторонам. Кроме того, отсутствие непосредственных опасностей для жизни обеспечивает более спокойное и сытое детство, когда воронята под присмотром своих родителей могут овладевать искусством изготовления инструментов.

ВОРОНЯТА не рождаются опытными инструментальщиками. Некоторые данные позволяют полагать, что они генетически предрасположены к орудийному поведению, как и дятловые вьюрки. Один эксперимент показал, что молодые вороны в неволе учатся делать и использовать инструменты в виде обычной палки самостоятельно, без наблюдения за взрослыми птицами. Но когда дело доходит до более сложных орудий, молодым птицам требуется наставничество или возможность подражать взрослым.

Особенно это касается полноценных инструментов из листьев пандануса. Аспирантка Дженни Хольцхайдер из Оклендского университета, работающая вместе с Расселлом Греем и Гэвином Хантом, два года провела в тропических лесах Новой Каледонии, наблюдая за тем, как молодые вороны учатся делать и применять инструменты из листьев пандануса в дикой природе. Вместе с Греем они сняли скрытой видеокамерой, как молодой самец вороны по имени Желтый-Желтый (прозванный так из-за двух желтых колец, которые он носит на лапках) овладевает этим непростым искусством. Этот медленный и трудный процесс, полный неудач и разочарований, к счастью, смягченный присутствием заботливых родителей, похож на то, как малыш учится есть ложкой, не роняя еду.

В своей лекции о развитии когниции Грей описывает постепенный прогресс Желтого-Желтого. Сначала он вообще не понимал, что делает. В возрасте примерно двух-трех месяцев он начал пристально наблюдать за действиями своей матери Пандоры. Увидев, как та выуживает личинок с помощью инструмента, он взял его и неумело попытался засунуть в отверстие. Кажется, он понял, для чего предназначено орудие, но пока не научился с ним обращаться. Следуя за матерью по пятам и пользуясь сделанными ею инструментами, он узнал, из каких видов растений и веток лучше всего изготавливать ловчие приспособления, а также какие из них в каких случаях необходимы.

Начав делать собственные инструменты, Желтый-Желтый не пытался в точности воспроизвести движения матери, а скорее старался сымитировать сами орудия, сделать их точные копии. Возможно, здесь и кроется секрет существования «региональных» стилей дизайна. Благодаря наблюдению за родителями и использованию их инструментов у молодых ворон могут «формироваться своего рода ментальные шаблоны местного дизайна, на которые впоследствии они ориентируются при производстве собственных инструментов», объясняет Грей. «Мы знаем, что при обучении пению молодые птицы опираются на так называемое сравнение с образцами, когда, действуя методом проб и ошибок, они стараются приблизиться к пению взрослых птиц, – говорит он. – Возможно, эти же нейронные сети могут быть задействованы и при производстве инструментов».

Остальная часть процесса обучения построена на экспериментировании. В течение нескольких месяцев Желтый-Желтый волей-неволей рвал листья – как лапками, так и клювом. Первое время он делал надрезы и разрывы абсолютно бессистемно, но в процессе овладел техникой разрывания листа.

К пяти месяцам его изделия начали напоминать собой инструменты. Но он часто использовал не ту часть листа пандануса, без зазубрин, поэтому его инструменты были непригодны. Он переворачивал их, пытался использовать другой стороной, но ничего не выходило. Несколько месяцев спустя он овладел «технологической последовательностью» – использовал правильную часть листа и аккуратно выполнял все шаги «надрезать-оторвать». Но поскольку зачастую он начинал процесс изготовления не с той стороны, его инструмент оказывался перевернутым вверх ногами, с зубцами, смотрящими в обратном направлении.

Примерно половина сделанных Желтым-Желтым инструментов не позволяла ему добыть еду. Прошло почти полтора года, прежде чем он овладел всеми секретами производства и начал делать ловчие орудия, как у взрослых птиц, позволяющие ему кормиться самостоятельно. Это очень длительный процесс обучения, который становится возможным только благодаря тому, что родители поддерживают своего птенца, позволяя следовать за собой по пятам, использовать сделанные ими инструменты, и подкармливают его жирными личинками, если ему не удается добыть их самому. Этому способствуют и естественные условия на острове, которые дают возможность молодой вороне тратить много часов на оттачивание орудийных навыков, постепенно превращаясь из неумелого новичка в опытного эксперта по инструментам без риска погибнуть в зубах хищника.

В этом отношении новокаледонские вороны могут дать ключ к пониманию и человеческих жизненных стратегий. Мы, люди, отличаемся от других приматов очень длительным периодом детской несамостоятельности и стратегиями выживания, основанными на интенсивном обучении. Согласно оклендским исследователям, высокий уровень технического мастерства в кормодобывании и длительный ювенальный период родительской заботы и кормления как у людей, так и у новокаледонских ворон, предполагают, что между этими двумя факторами может существовать прямая причинно-следственная связь. В этом состоит гипотеза раннего обучения: возможно, необходимость овладения сложными орудийными навыками приводит к удлинению ювенального периода. Таким образом, новокаледонские вороны могут служить хорошей моделью для изучения эволюционного влияния орудийного поведения на жизненный цикл не только у птиц, но и у людей.

ИЗОБИЛИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ ЕДЫ, скрытой под корой деревьев, слабая конкуренция и фактически отсутствие хищников создают условия, которые, безусловно, способствуют развитию орудийного поведения, но, как отмечает Кристиан Рутц, одних только этих факторов недостаточно. Многие виды ворон в Тихоокеанском регионе живут в похожих условиях и с доступом к листьям пандануса, но они не делают инструментов[24]. На северо-востоке Австралии обитает австралийская ворона, близкий родственник новокаледонских ворон. Она также живет среди личинок австралийского длинноусого жука и не имеет соперников в использовании этого сверхпитательного источника пищи, но так и не научилась использовать инструменты для добывания личинок. То же самое можно сказать о белоклювой вороне на Соломоновых островах, которая считается ближайшим родственником новокаледонской вороны.

Есть ли что-то особенное в физических или умственных характеристиках новокаледонских ворон? Что-то в их теле или мозге, что отличает их от других врановых?

ВПЕРВЫЕ я увидела эту удивительную птицу ранним утром, когда вышла из своего гостевого домика в Ла Фоа, что в центре острова.

Она сидела на нижней ветви развесистого дерева в нескольких метрах от меня, так что я смогла подробно ее рассмотреть. В какой-то степени меня порадовало, что она не сильно отличалась от американских ворон, живущих рядом с моим домом. Эбонитовый клюв, перья и лапы. Верхние перья глянцевые, с фиолетовым, темно-синим или зеленым отливом в зависимости от освещения. Тело немного компактнее, чем у американских сородичей, но крупнее, чем у среднестатистической сойки или галки.

Птица повернула голову и уставилась на меня своими большими, блестящими, проницательными темно-карими глазами. У новокаледонской вороны глаза сильно вынесены вперед, что обеспечивает ей значительно бóльший угол бинокулярного перекрытия и разворота чем у любой другой птицы. Такое широкое бинокулярное поле зрения позволяет вороне более точно направлять клюв во время работы с орудиями.

Новое исследование Алекса Качельника и его коллег из Оксфордского университета обнаружило еще одну важную особенность вороньего зрения. У ворон, как и у людей, один глаз доминирующий. Вороны держат инструмент с определенной стороны, чтобы видеть кончик инструмента и объект воздействия ведущим глазом. Как говорит Качельник: «Представьте, что вам нужно нарисовать картину, держа кисть во рту. Конечно, вы предпочтете держать кисть так, чтобы видеть ее кончик и поверхность бумаги тем глазом, которым видите лучше. Вороны делают точно так же».

Еще одна важная физиологическая особенность новокаледонских ворон – очень практичный клюв: прямой, конической формы, без причудливых изгибов и крюков, характерных для клювов других врановых. Таким клювом удобно крепко держать предмет и ловко манипулировать его концом так, чтобы он находился в поле бинокулярного зрения.

Клюв – главное приспособление у птиц, с помощью которого они могут исследовать съедобный мир. Как правило, его форма серьезно ограничивает птичий рацион. Крючковатые клювы ястребов и орлов предназначены для разделывания кроликов. Длинными и прямыми, похожими на щипцы клювами цапель удобно хватать скользкую рыбу. Кончик клюва дятлов имеет форму кирки, и им легко расщеплять древесину в поисках насекомых. У ворон встречаются клювы, похожие на крюки, пинцеты и гарпуны.

Сам по себе клюв новокаледонской вороны ничем не примечателен. Но она придумала, как значительно расширить его возможности с помощью продвинутых орудий труда.

Неизвестно, что появилось раньше – орудийное поведение или вышеописанные физические адаптивные особенности, так хорошо подходящие под его требования. Уникальное для птиц бинокулярное зрение и форма клюва предрасположили новокаледонских ворон к использованию и изготовлению инструментов? Или же интенсивное использование инструментов в ответ на замечательную экологическую возможность в виде труднодоступных лакомых личинок постепенно сформировало их зрительную систему и клюв? Над этой таинственной причинно-следственной связью биологи ломают голову.

Как бы то ни было, говорят ученые, эти две особенности – специализированная зрительная система и прямой конический клюв – обеспечивают новокаледонским воронам уровень контроля над инструментами, невозможный для других врановых. Эти особенности сродни тем, что мы видим у людей, таким как бинокулярное зрение, гибкие запястья и противопоставленный большой палец, которые позволяют нам добиваться непревзойденной точности и ловкости в манипулировании инструментами.

Гэвин Хант также указывает на сходство некоторых аспектов образа жизни новокаледонских ворон и нашего. Как уже говорилось, у них чрезвычайно длительный для птиц ювенальный период, на протяжении которого родители заботятся о потомстве, а молодые вороны овладевают навыками изготовления и использования инструментов. «У ворон, как и у людей, орудийное поведение основывается на генетических, наследственных факторах и одновременно является приобретаемым, гибким, поэтому оно так широко распространено, почти универсально и в то же время относительно неоднородно в пределах обоих видов. И процесс его передачи, несмотря на то что у новокаледонских ворон компонент социального обучения значительно меньше, чем у людей, приводит к очень похожим результатам».

ВОРОНА смотрит на меня пристально и пытливо, словно спрашивая: «Что же ты нашла во мне удивительного?» Мне интересно, отличается ли мозг в этой маленькой черной голове от содержимого черепной коробки других врановых. Исследования показывают, что там могут быть небольшие отличия. Одно исследование выявило, что мозг новокаледонских ворон по размеру немного больше мозга черных ворон и европейских сорок и соек. (Хотя, как известно, не существует прямой зависимости между общим размером мозга и уровнем когнитивных способностей.) Также обнаружено некоторое увеличение участков переднего мозга, предположительно отвечающих за мелкую моторику и ассоциативное обучение. Они могут обеспечивать лучшую координацию мелких движений и способность понимать следствия своих действий, что является большим преимуществом при решении любой ментальной задачи. Кроме того, Расселл Грей отмечает, что мозг новокаледонских ворон содержит чуть больше глиальных клеток, которые у людей предположительно задействованы в механизме обучения и памяти, известном как синаптическая пластичность. «В целом мы не обнаружили в мозге новокаледонских ворон никакой чудесной дополнительной структуры, – говорит Грей, – только небольшие дифференциальные модификации».

Но способны ли эти вороны на высокоуровневое мышление? Могут ли они понимать физические принципы, такие как причинно-следственные связи? Способны ли они размышлять, планировать или испытывать инсайт?

На протяжении последних десяти лет биологи из Оклендского университета тщательно изучают все уголки и закоулки вороньего ума в попытке выяснить, какими специфическими когнитивными способностями могут обладать эти птицы. Их не так интересует общий уровень вороньего интеллекта, сколько конкретные когнитивные механизмы, которые помогают птицам в решении различных задач. Похожие механизмы могут лежать и в основе гораздо более сложных человеческих когнитивных функций – инсайта, рассуждения, воображения и планирования. В случае ворон речь идет о таких способностях, как умение видеть эффект своих действий, понимание причинно-следственных связей, а также оценка физических характеристик материалов.

«При решении задач эти птицы могут использовать формы когниции, промежуточные между простым обучением и человеческим мышлением», – объясняет Тейлор. Эти проявления когниции у ворон могут представлять собой промежуточные этапы на пути к развитию наших собственных сложных когнитивных способностей, таких как сценарное и каузальное мышление. «Этим объясняется наш высокий интерес к этому виду врановых в качестве подопытных, – говорит Тейлор. – Если мы изучим используемые ими когнитивные механизмы, возможно, мы сумеем понять, как эволюционировало человеческое мышление и интеллект в целом».

Давайте посмотрим, что делала ворона 007 при решении вышеописанной восьмишаговой задачи, связанной с использованием метаинструментов. На первый взгляд кажется, что умная птица решила задачу посредством инсайта, озарения. Сначала она изучила задачу в целом («в коробке – еда, которую я не могу достать клювом»), затем, проиграв в голове сложный ментальный сценарий, нашла решение во вспышке озарения, распланировала последовательность действий и выполнила их, помня о своей конечной цели.

Но Расселл Грей, который вместе с Тейлором проводил первоначальные эксперименты по метаорудийному поведению, считает, что то, что сделал 007, было не столь сенсационным, но не менее интригующим. Птица действительно сначала оценила задачу. Но она вряд ли нашла решение посредством озарения, используя воображение или сценарное мышление, как это часто делают люди. Вместо этого она воздействовала на физические объекты, которые присутствовали в окружающем пространстве и были хорошо ей знакомы. Птица знала, как использовать эти предметы в качестве инструментов и как они взаимодействуют с другими объектами. Опираясь на свой прошлый опыт, она выполнила надлежащую последовательность действий, которые привели к достижению цели. Если ворона и использовала сценарное мышление, предполагает Грей, то в очень ограниченной степени, зависящей от конкретного контекста и опыта.

Вполне может оказаться, что процесс решения задачи в действительности был более сложным или даже более простым, чем этот. «007 мог опираться на пошаговое принятие простых решений без какого бы то ни было мысленного моделирования, – говорит Тейлор. – Мы этого не знаем. Эти конкурирующие гипотезы требуют более глубоких исследований».