Životinje: Fascinantni načini na koje različite vrste vide brojeve i kako im to pomaže da prežive
Jedno od ključnih otkrića poslednjih decenija jeste to da je umešnost sa brojevima duboko ukorenjena u čovekovom biološkom nasleđu, a ne zasnovana na našoj sposobnosti da koristimo jezik.
Različite vrste životinja razumeju brojeve Kad se uzmu u obzir brojne situacije u kojima mi ljudi koristimo numeričke informacije, život bez brojeva je praktično nezamisliv. Ali kakva je bila korist veštine sa brojkama za naše pretke, pre nego što su postali Homosapisensi? Zašto bi životinje uopšte vršile računske operacije? Ispostavlja se da obrada brojeva pruža značajnu prednost prilikom preživljavanja, što je razlog zašto je ova bihejvioralna osobina prisutna kod mnogih životinjskih vrsta. Nekoliko studija koje proučavaju životinje u njihovom životnom okruženju pokazale su da primećivanje brojeva povećava sposobnost životinje da koristi izvore hrane, lovi plen, izbegava grabljivce, snalazi se po svom staništu i istrajava u društvenim interakcijama. Pre nego što su se na Zemlji razvile životinje sposobne da razumeju brojeve, jednoćelijska mikroskopska bakterija - najstariji živi organizam na planeti - već je koristila kvantitativne informacije. Bakterije žive tako što konzumiraju hranljive materije iz okruženja. One uglavnom rastu i dele se da bi se razmnožavale. Međutim, poslednjih godina, mikrobiolozi su otkrili da one imaju i društveni život i da mogu da osete prisustvo ili odsustvo drugih bakterija. Drugim rečima, mogu da osete broj bakterija. Uzmite, na primer, morsku bakteriju Vibrio fišeri. Umeju li medvedi da broje ribu? Bolje je u društvu Bakterija Vibrio fišeri ima posebno svojstvo koje joj omogućava da proizvodi svetlo putem procesa zvanog bioluminescencija, sličnog onom kako svici emituju svetlost. Ako se ove bakterije nađu u razblaženom vodenom rastvoru (gde su praktično same), one ne emituju svetlost. Ali kad narastu do određenog ćelijskog broja bakterija, sve zajedno emituju svetlo istovremeno. Stoga, Vibrio fišeri može da razlikuje kad je sama, a kad je u grupi. Ispostavlja se da one to rade uz pomoć hemijskog jezika. One luče molekule komunikacije, a koncentracija tih molekula u vodi povećava se proporcionalno u odnosu na broj ćelija. I kad ovaj molekul dosegne određenu količinu zvanu „kvorum", on poručuje bakterijama koliko suseda ima i onda sve bakterije svetle. Ovo ponašanje naziva se „detekcija kvoruma" - bakterije glasaju signalnim molekulima, glasovi se prebrojavaju i, ako je postignut određeni prag (kvorum), svaka bakterija reaguje. Vibrio fišeri nije jedinstven - sve bakterije koriste ovu vrstu detekcije kvoruma da bi preko signalnih molekula na posredan način prenele broj svojih ćelija. Da sve bude fantastičnije, detekcija kvoruma nije ograničena samo na bakterije - i životinje je koriste za kretanje. Japanski mravi (Myrmecina nipponica), na primer, odlučuju da premeste koloniju na novu lokaciju ukoliko osete da imaju kvorum. U ovom obliku konsenzusnog donošenja odluka, mravi počinju da premeštaju potomstvo zajedno sa čitavom kolonijom na novu lokaciju samo ako određen broj mrava bude bio prisutan na njihovom odredištu. Tek tada je, prema shvatanju ove vrste mrava, bezbedno premestiti koloniju. Pogledajte: Oni mogu da nanjuše korona virus Korona virus i psi: Oni mogu da nanjuše da li ste zaraženi Pčele takođe Numerička kognicija igra veliku ulogu i kad su u pitanju navigacija i razvijanje efikasnih strategija prehranjivanja. Biolozi Mari Dake i Mandjam Srinivasan 2008. godine su otkrili da su pčele sposobne da procene broj orijentira na putanji leta do izvorišta hrane - čak i kad je prostorni plan u međuvremenu promenjen. Pčele se oslanjaju na teo orijentire kako bi izmerile udaljenost od izvora hrane do košnice. Procenjivanje brojeva od vitalnog je značaja za njihov opstanak. Mravi koriste brojeve kada odlučuju kad je bezbedno da premeste koloniju Kad je u pitanju optimalno prehranjivanje, „odlučivanje za više" je dobra smernica u većini slučajeva, i deluje očigledno kad malo bolje razmislite, ali ponekad je suprotna strategija povoljnija. Poljski miš obožava žive mrave, ali mravi su opasan plen zato što grizu kad su ugroženi. Kad se poljski miš nađe u areni zajedno sa dve grupe mrava različitog kvantiteta, onda se on, iznenađujuće, „odlučuje za manju". U jednoj studiji, miševi koji mogu da biraju između pet naprema 15, pet naprema 30 i 10 naprema 30 mrava, uvek su birali manju količinu mrava. Čini se da poljski miševi biraju manju grupu mrava da bi sebi osigurali prijatniji lov i da bi izbegli česte ujede. Pogledajte: Ova veverica će vas zabaviti Snimak veverice dok jede oduševio društvene mreže Brojevi su važni Numerički znaci igraju važnu ulogu i kad je u pitanju lov na plen u grupama. Verovatnoća, na primer, da će vukovi uloviti jelena ili bizona varira u odnosu na veličinu lovačke grupe. Vukovi redovno love krupan plen, kao što su jeleni ili bizoni, ali krupan plen ume da se rita, nabada ili izgazi vukove do smrti. Stoga, postoji osećaj da se „zastane" i dozvoli drugima da napadnu, naročito u većim lovačkim grupama. Kao posledicu toga, vukovi imaju optimalnu veličinu grupe za lov na različit plen. Da bi uspešno ulovili jelena potrebno je od dva do šest vukova. Za bizona, međutim, najkrupniji plen od svih, najveći garant uspeha je devet do 13 vukova. Kad predatori odlučuju koji plen napasti brojevi, ponekad, ne mogu da im pomognu Stoga, za vukove, tokom lova postoji „snaga u brojevima", ali samo do određenog broja koji zavisi od žilavosti i snage plena. Životinje koje su manje ili više bespomoćne često traže sklonište u velikim grupama svojih kompanjona - „snagu u brojevima" kao strategiju preživljavanja nema potrebe posebno objašnjavati. Ali skrivanje u velikim grupama nije jedina strategija borbe protiv grabljivaca koja zahteva umešnost sa brojevima. Pesmom do sigurnosti Tim biologa sa Univerziteta u Vašingtonu otkrio je 2005. godine da su crnoglave senice u Evropi razvile iznenađujući način za da oglase prisustvo nekog grabljivca i pretnju. Kao i mnoge druge životinje, senice zvone na uzbunu kad otkriju potencijalnog grabljivca, kao što je soko, da bi upozorile ostale senice. Za grabljivce u mirovanju, ove male ptice pevačice koriste svoj „čik-a-di" alarm. Pokazalo se da broj nota „di" na kraju uzbunjivanja ukazuje na stepen opasnosti od grabljivca. Oglašavanje kao što je „čik-a-di-di" sa samo dve note „di" može da ukaže na prilično bezopasnu veliku sivu sovu. Velike sive sove prevelike su za manevrisanje i praćenje vrlo pokretnih senica u šumskom krajoliku, tako da ne predstavljaju ozbiljnu pretnju. Za razliku od njih, manevrisanje između stabala na predstavlja problem za malu pigmejsku sovu, što je razlog zbog kog je ona jedna od najopasnijih grabljivica za ove male ptice. Kad senice ugledaju pigmejsku sovu, one povećaju broj nota „di" i oglase se sa „čik-a-di-di-di-di". Ovde broj služi kao aktivna strategija borbe protiv grabljivaca. Grupe i veličina grupe važne su i ukoliko resurse ne može da odbrani usamljeni pojedinac - a sposobnost da procenite broj pojedinaca u vlastitoj grupi u poređenju sa protivničkom grupom ima jasnu adaptivnu vrednost. Nekoliko vrsta sisara proučavano je u divljini i zajednički nalaz bio je da ishod takvih borbi određuje numerička prednost. U pionirskoj studiji, zoolog Karen Makomb i njene kolege sa Univerziteta u Saseksu, istraživali su spontano ponašanje lavica kad se suoče sa uljezima u Nacionalnom parku Serengeti. Autori su iskoristili činjenicu da divlje životinje reaguju na vokalizaciju puštanu preko zvučnika kao da su stvarno prisutne prave jedinke. Ukoliko je pušteni snimak zvučao kao nepoznati lav koji predstavlja pretnju, lavica bi agresivno prišla zvučniku kao izvoru neprijateljstva. U ovoj studiji s zvučnim snimcima, autori su oponašali neprijateljski upad puštajući riku nepoznatih lavica stanovnicama. Subjektima su predstavljena dva stanja: ili snimak rike jedne jedine lavice ili grupe od tri lavice koje riču zajedno. Pogledajte: Nikad ne ostavljaš prijatelje Gonič pasa i učesnik u polarnim trkama odlučio je ne napusti prijatelje. Istraživače je zanimalo da vide hoće li broj napadača i broj branilaca imati ikakvog uticaja na strategiju branioca. Zanimljivo, ženka koja se branila prilično je oklevala da priđe zvučniku sa kojeg je išao zvuk tri uljeza. Međutim, tri braniteljke spremno su prišle rici jednog uljeza, ali ne i rici tri uljeza zajedno. Očigledno da je rizik od povrede prilikom ulaska u borbu sa tri protivnice bio neprihvatljiv. Drugim rečima, lavice se odlučuju da priđu uljezima agresivno samo ako su brojčano nadmoćnije - još jedan očigledan primer sposobnosti životinja da uzmu u obzir kvantitativnu informaciju. Vojna strategija Naša najbliža rodbina u životinjskom carstvu, šimpanze, pokazuju veoma sličan obrazac ponašanja. Koristeći sličan pristup puštanja snimaka, Majkl Vilson i njegove kolege sa Harvardskog univerziteta otkrili su da su se šimpanze ponašale kao vojni stratezi. Oni intuitivno prate jednačine koje koriste vojne sile da bi izračunale relativnu snagu protivničkih formacija. Konkretno, šimpanze prate predviđanja nastala u Lankasterovom modelu borbe prema „kvadratnom zakonu". Ovaj model predviđa, u kontekstu sa više pojedinaca na obe strane, da bi šimpanze u toj populaciji bile spremne da uđu u okršaj samo ako su brojčano nadmoćnije od protivničke strane za faktor od najmanje 1,5. I upravo je to ono što bi divlje šimpanze uradile. Preživljavanje - sa biološkog stanovišta - sredstvo je da se postigne cilj, a taj cilj je prenošenje gena. Kod insekata pod imenom veliki brašnari (Tenebrio molitor), mnogi mužjaci pare se sa mnogim ženkama, a konkurencija u toj aktivnosti je žestoka. Stoga će se ova buba uvek odlučivati za više ženki da bi maksimizovala svoje prilike za parenje. Kao i ljudi šimpanze prave savezništva unutar zajednice Nakon parenja, mužjaci čak ostaju neko vreme da štite ženke kako bi sprečili nova parenja sa drugim mužjacima. Što je više rivala mužjak susreo pre parenja, duže će čuvati ženku posle parenja. Očigledno je da takvo ponašanje igra važnu ulogu u reprodukciji i stoga ima visoku adaptivnu vrednost. Sposobnost da se proceni kvantitet unapredio je seksualnu konkurentnost mužjaka. To bi, zauzvrat, mogla da bude pokretačka snaga za sofisticiraniju kognitivnu procenu kvantiteta tokom evolucije. Koji spermatozoid stiže prvi? Moglo bi da se pomisli da je uspešnim parenjem sav posao završen. Ali to je daleko od istine za neke životinje, za koje je pravi dobitak oplođivanje jajnih ćelija. Jednom kad su pojedinačni muški partneri za parenje uspešno postigli svoj udeo u igri, spermatozoid nastavlja da se takmiči za oplodnju jajašca. Budući da je reprodukcija od ključne važnosti u biologiji, konkurencija među spermatozoidima izaziva različita prilagođavanja na bihejvioralnom nivou. I kod insekata i kod kičmenjaka, sposobnost mužjaka da proceni veličinu konkurencije određuje količinu i sastav njegovog ejakulata. Kod pseudoškorpiona (Cordylochernes scorpioides), na primer, uobičajeno je da se nekoliko mužjaka pari sa jednom te istom ženkom. Prvi mužjak, naravno, ima najbolje šanse da oplodi jajnu ćeliju ženke, dok naredni mužjaci imaju sve manje i manje šanse da postanu očevi potomka. pseudoškorpion Međutim, proizvodnja sperme košta, tako da se njeno izbacivanje važe uzimajući u obzir kolike su šanse da se oplodi jajna ćelija. Mužjaci nanjuše broj konkurentskih mužjaka koji su se pre toga parili sa ženkom i prilagođavaju se tome progresivno smanjujući izbacivanja sperme kako se broj mirisnih tragova različitih mužjaka poveća sa nule na tri Neko drugi može da obavi najteži posao Neke vrste ptica, za to vreme, izumele su čitav arsenal trikova kako bi se rešile tereta roditeljstva i prepustile drugima taj težak posao. Rađanje ptića i odgoj mladunaca skupi su podvizi, na kraju krajeva. One tada postaju paraziti legla polažući svoja jaja u gnezda drugih ptica i prepuštajući domaćinu da obavi najteži posao inkubacije jaja i prehranjivanje ptića koji su se izlegli. Prirodno, potencijalni domaćini nisu srećni i rade sve što mogu da izbegnu da budu iskorišćeni. I jedna od odbrambenih strategija koje potencijalni domaćin ima na raspolaganju jeste korišćenje numeričkih naznaka. Pogledajte: Uživa u posmatranju ptica Životinje i životna sredina: Mladi posmatrač ptica uživa u miru izolacije Američka liska, na primer, krišom ostavlja jaja u komšijska gnezda u nadi da će ih prevariti da odgoje njene ptiće. Naravno, njihovi susedi trude se da izbegnu da budu iskorišćeni na taj način. Studija prirodnog staništa liski pokazuje da potencijalni domaćin možda prebrojava vlastita jaja, što mu pomaže da ne prihvati tuđa. Oni obično snesu prosečno leglo vlastitih jaja, a kasnije odbijaju bilo koje suvišno. Čini se da liske stoga procenjuju broj vlastitih jaja a ignorišu sva ostala. Uzbunaaaa Još sofisticiraniji tip parazitizma legla može se naći kod crne kravarice, vrste ptica pevačica koja živi u Severnoj Americi. Kod ove vrste, ženke takođe polažu jaja u gnezda raznih vrsta domaćina, od ptica tako malih kao što su kraljići do tako velikih kao što su livadske ševe, i moraju da budu pametne kako bi mladima obezbedile blistavu budućnost. Jaja kravarice izležu se tačno posle 12 dana od inkubacije; ukoliko inkubacija traje samo 11 dana, ptići se ne izlegnu i izbuljeni su. Stoga nije nimalo slučajno što vremena inkubacije jaja najčešćih domaćina kravarice variraju od 11 do 16 dana, sa prosečnim brojem dana od 12. Ptice domaćini obično polože jedno jaje dnevno - čim prođe jedan dan da domaćin nije dodao jaje u gnezdo, on započinje inkubaciju. To znači da ptići počinju da se razvijaju u jajetu i da je sat počeo da otkucava. Za ženku kravarice, stoga, nije samo važno da pronađe odgovarajućeg domaćina, već i da precizno tempira polaganja jaja na odgovarajući način. Ukoliko kravarica položi jaja prerano u gnezdo domaćina, ona rizikuje da njeno jaje bude otkriveno i uništeno. Ali ako položi jaje prekasno, vreme inkubacije će isteći pre nego što ptić kravarice može da se izlegne. Gnezdo kravarice Pametni eksperimenti koje su sproveli Dejvid Dž. Vajt i Grejs Frid-Braun sa Univerziteta u Pensilvaniji sugerišu da ženke kravarice pažljivo prate leglo domaćina kako bi usaglasile parazitizam s inkubacijom potencijalnog domaćina. Ženke kravarice motre gnezda domaćina u kojima se broj jaja povećao od njene prve posete. To garantuje da je domaćin i dalje u procesu polaganja jaja i da inkubacija još nije počela. Uz sve to, kravarica traži gnezda koja sadrže tačno jedno jaja više u odnosu na broj dana koliko je prošlo od njene prve posete. Na primer, ako je ženka kravarice posetila gnezdo prvog dana i tada zatekla jedno domaće jaje u gnezdu, ona će ostaviti svoje jaje u njemu samo ako gnezdo domaćina sadrži tri jaja trećeg dana. Ukoliko gnezdo sadrži manje dodatih jaja od broja dana koliko je prošlo od njene poslednje posete, ona zna da je inkubacija već počela i da nema nikakve koristi od polaganja vlastitog jaja. To je kognitivno izuzetno zahtevno, pošto ženka kravarice mora da posećuje gnezdo tokom više dana, da se seća veličine legla od jednog dana do drugog, da procenjuje promenu broja jaja u gnezdu od prošle posete do sadašnje, da proceni broj dana koji je prošao, a potom uporedi te vrednosti kako bi donela odluku da li da položi svoje jaje ili ne. Ali to nije sve. Mafija Majke kravarica sprovode i zlokobne strategije prisile. One pažljivo motre gnezda u koja su položila jaja. Da bi zaštitile svoje jaje, kravarice se ponašaju kao gangsteri. Ptice mafijaši Ako kravarica otkrije da je njeno jaje uništeno ili izvađeno iz gnezda domaćina, sveti se tako što uništava jaja domaćina, bušeći rupe u njima ili ih vadeći iz gnezda i bacajući ih na zemlju. Pticama domaćinima bolje bi bilo da odgoje ptića kravarice, ili će morati da plate visoku cenu. Za roditelje domaćine možda bi se sa stanovišta adaptacije stoga više isplatilo da se malo pomuče i odgoje još jednog ptića. Pogledajte: Tri psa, dve sestre i jedna misija Dve sestre sa tri psa seju šumu u Čileu Preživljavanje i razmnožavanje Kravarica je zapanjujući primer koliko je daleko evolucija naterala neke vrste da idu da bi mogle dalje da prenose svoje gene. Postojeći pritisci selekcije, bilo da ih je nametnulo statično okruženje ili druge životinje, teraju populacije raznih životinjskih vrsta da održe ili pojačaju osobine adaptacije koje im donose konkretni geni. Ukoliko procena brojeva pomaže u toj borbi za preživljavanje i razmnožavanje, ona se onda svakako ceni i koristi. To objašnjava zašto je numerička umešnost toliko rasprostranjena u životinjskom carstvu: ona se razvija ili zato što ju je otkrio prethodni zajednički predak i preneo na sve potomke, ili zato što je otkrivena na različitim granama životinjskog stabla života. Nevezano za njeno evolutivno poreklo, jedna stvar je sigurna - umešnost sa brojevima sasvim sigurno je adaptivna osobina. Pratite nas na Fejsbuku i Tviteru. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk *Ovaj članak se prvobitno pojavio u MIT Pres rideru i preštampan je iz dozvolu. Andreas Nider je profesor životinjske fiziologije i direktor Instituta za neurobiologiju na Univerzitetu u Tibingenu i autor je knjige Mozak za brojeve, iz koje je adaptiran ovaj tekst.