Katharina Jakob. Inteligencja ptaków, czyli ukryty geniusz zwierząt

Porównywanie ze sobą zdolności umysłowych to delikatna sprawa. W obrębie gromady ssaków stoimy jeszcze do pewnego stopnia na w miarę pewnym gruncie. Mamy do czynienia z podobnymi strukturami mózgu, z podobnymi obszarami, w których się coś dzieje, tak jak wykazał to węgierski badacz Attila Andics u psów. Przede wszystkim jednak u ssaków występuje kora mózgowa (łac. cortex), która uchodzi za siedzibę inteligencji. Tutaj znajduje się nasza dyspozytornia. Jak to jest jednak z mózgami, które nie mają kory? Czy one także mogą wykazywać inteligencję? Nigdy, przenigdy, stwierdziła nauka i utknęła na stulecia w ślepej uliczce.

Kiedy nawet podręczniki muszą zostać zmienione, wtedy rzeczywiście w świecie nauki coś się dzieje. Nie da się bowiem dłużej zaprzeczać, że zabrnięto w ślepą uliczkę i że trzeba zmienić kurs o 180 stopni. Stało się to jasne w 2002 roku. Zebrał się wówczas zespół ekspertów z amerykańskiego Uniwersytetu Duke'a w Karolinie Północnej, by ustalić nowe oficjalne zalecenia językowe dotyczące rozdziału „mózg ptasi". Grupa nazwała się Avian Brain Nomenclature Forum i chciała zastąpić dotychczas używane specjalistyczne pojęcia, które zostały utworzone na podstawie błędnych ustaleń, nowymi, lepiej odpowiadającymi aktualnemu stanowi wiedzy. Jeden z ekspertów, biopsycholog z Bochum Onur Güntürkün, sformułował zamiary grupy następująco: „Wierzymy, że terminologia, jakiej używamy, bezpośrednio oddziałuje na przeprowadzane przez nas eksperymenty, że sposób, w jaki mówimy, wpływa na nasze myślenie". On i jego koledzy uważali zatem, że obarczona błędami wiedza idzie w parze z takim samym językiem. I dlatego w ich mniemaniu nadszedł czas, by ustalić nowe pojęcia, żeby nie powielać nieustannie starych błędów.

We wcześniejszych latach pojawiało się coraz więcej wskazówek świadczących o tym, że do badań ptaków i ich mózgów zakradło się wiele błędów. Najpoważniejszy polegał na przekonaniu, że tylko kora mózgowa umożliwia kompleksowe myślenie i że tam, gdzie jej brak, musi panować pustka. U ptaków kora mózgowa nie występuje, a zamiast niej istnieje gładki płaszcz mózgu. W przypadku ptaków, a co najmniej pewnych ich gatunków, z pewnością nie może być jednak mowy o pustce w głowie. I nie da się ich dłużej lekceważyć. Już dawno temu papuga żako Alex postawiła na głowie wszystko, co wydawało się, że wiemy o ptakach, i swoimi umiejętnościami zrobiła prawdziwą furorę, nie tylko w środowisku naukowców. Podobnie już wiele lat temu Brytyjka Nicola Clayton dzięki swoim eksperymentom z modrowronkami wykazała, że papugi wcale nie są wyjątkowymi ptakami. Onur Güntürkün z Bochum również już dawno temu zajmował się swoimi gołębiami, które niezmordowanie przyporządkowywały obrazki do kategorii, a badacze kruków tacy jak Bernd Heinrich lub Thomas Bugnyar dowiedli, że w mózgach ich zwierząt było coś, co pozwalało im myśleć. Tylko co?

Poszukiwanie różnicy

Aby rozwikłać zagadkę mózgu ptaków i ssaków, trzeba się nieco cofnąć w czasie. Dawni badacze nie byli przecież zaślepieni, tylko niektórzy z nich nieco za bardzo kierowali się przekonaniem, że człowieka jako ukoronowanie stworzenia muszą też cechować widoczne różnice w budowie organu myślenia. Należało zatem szukać w jego mózgu tego, co sprawia, że jest o tyle bystrzejszy. Było absolutnie oczywiste, że nie może chodzić o samą tylko wielkość.

Istnieją bowiem zwierzęta, których mózg jest o wiele większy i cięższy niż nasz. Mózg kaszalota spermacetowego waży około 9 kilogramów, ludzki, ważący około 1,4 kilograma, jest kilka razy lżejszy. Także stosunek masy mózgu do masy ciała nie jest miarodajny, ponieważ tu na czoło wysuwa się ryjówka. Próbowano szukać dalej, używając dość skomplikowanych metod. Między innymi zastosowano obliczenia, w których rzeczywiście zmierzoną masę mózgu zestawiano z tym, czego w przypadku określonego gatunku należałoby oczekiwać przy porównywalnej masie ciała. Przy niezbyt prostych wyliczeniach uzyskano tak zwany współczynnik encefalizacji (umózgowienia) i ten rzeczywiście dawał teraz człowiekowi najwyższe miejsce. Tyle że niestety było ono drogo okupione, albowiem trzeba było przymknąć oko na fakt, że u innych gatunków ten model tak dobrze się nie sprawdzał. I tak szympansy wypadały na przykład zdecydowanie gorzej niż niektóre małe małpy, chociaż jak dotąd wykazywały najwyższe zdolności spośród wszystkich zwierząt. Goryle były uważane za równie bystre, ale ich współczynnik wypadał jeszcze nieco gorzej. Z kolei delfiny znalazły się na drugim miejscu za człowiekiem i o kilka długości wyprzedzały szympansy. Jakoś wszystko nie do końca wyglądało prawdopodobnie.

To sprawiło, że w polu widzenia znalazła się kora mózgowa. Na początku XX wieku zyskał popularność model, w którym rozwój mózgu wyobrażano sobie jako swego rodzaju drabinę: od bardzo prostej konstrukcji do nader ambitnej, takiej jak struktura mózgu człowieka. Coś podobnego chodziło już po głowie greckiemu filozofowi Arystotelesowi, kiedy opisywał naturę w hierarchicznym porządku. Jego „scala naturae" w przypadku kręgowców wyglądała tak, że na najniższym poziomie znajdowały się ryby i płazy, następnie były gady, po których następowały ptaki, potem ssaki, a na końcu człowiek. I dokładnie tak samo, myślano, jest z mózgiem. W trakcie milionów lat musiał się on rozwinąć od formy „niskiej" do „wysokiej" i przy tym zachować wszystko, co występowało już u poprzedników.

I tak w końcu w latach sześćdziesiątych XX wieku sformułowano ideę tak zwanego trójdzielnego (trójjedynego) mózgu: pradawny mózg gadzi, skryty głęboko w pniu mózgu, miał być odpowiedzialny za wszystkie odruchy instynktowne, które są aktywne u ludzi. Ponad tym miał się znajdować tak zwany „mózg starych ssaków", część mózgu, która rzekomo miała być odpowiedzialna za nasze emocje, i wreszcie, jako najmłodsza struktura trójdzielnego mózgu, „mózg nowych ssaków": siedziba logicznego myślenia.

Takie wyobrażenie utrzymuje się do dzisiaj, choć jest to nonsens, jak mówi Onur Güntürkün. Zgodnie z aktualnymi ustaleniami mózgi gadów i ssaków rozwijały się niezależnie od siebie. Wprawdzie około 320 milionów lat temu miały one wspólnego praprzodka, a także pramodel organu myślenia, jednak potem ich ewolucyjne drogi się rozeszły. Przodkowie gadów i antenaci ssaków wybrali różne drogi rozwoju i tym samym inaczej zmieniały się ich mózgi. Podstawowa struktura jest jednak, jak udowodniono, taka sama, tak że obszary określone mianem „mózgu nowych ssaków" można odnaleźć także u pradawnych gadów, tylko że mają one inną postać. Nie jest zatem tak, że ssaki zachowały stary mózg gadzi, do którego doszły nowe elementy konstrukcyjne.

– Jednak do dzisiaj – mówi Güntürkün – takie zasadniczo fałszywe obrazy można znaleźć w przerażająco wielu podręcznikach.

Drabina się przewróciła

Ten błąd w założeniu dotyczył także kory mózgowej. Przyjęto, że kora mózgowa jest najmłodszym elementem ze wszystkich części składowych mózgu i tym samym także najbardziej złożonym – co również nie jest prawdą, jak dzisiaj wiemy. Struktury przypominające korę mózgową można bowiem znaleźć także u niektórych gatunków gadów, które prawie nie zmieniły się od zamierzchłych czasów. Na pierwszy rzut oka to wyobrażenie wydawało się jednak przekonujące: u ptaków, które na wyimaginowanej drabinie rozwojowej znajdowały się na szczeblu bezpośrednio pod gromadą ssaków, brakuje przecież w mózgu tej struktury, podczas gdy występuje ona u znajdujących się wyżej ssaków.

Wtedy jednak dokonano odkrycia, które sprawiło, że model drabiny zaczął się poważnie chwiać. Okazało się bowiem, że ptaki wyewoluowały długo po ssakach, a zatem w żadnym razie nie są od nich starsze. Gałąź ptaków oddzieliła się od ewolucyjnego drzewa około 50 do 80 milionów lat później. Dzisiaj wiadomo, że ptaki są wręcz najmłodszą ze wszystkich gromad kręgowców. To już w ogóle nie pasowało do progresywnego ewolucyjnego rozwoju od prostego mózgu do inteligentnego. I kiedy w końcu okazało się, że także w ptasim mózgu istnieje coś, co da się porównać z korą mózgową ssaków, drabina całkiem się przewróciła.

Eksperci, którzy w 2002 roku spotkali się w Karolinie Północnej na „Avian Brain Nomenclature Forum", przebrnęli przez góry danych z trwających dziesięciolecia badań. I stwierdzili, że gładki płaszcz, który znajduje się pod pokrywą czaszki ptaków, odróżnia od kory mózgowej ssaków tylko jedna cecha, w dodatku banalna: wygląd. Brak mu typowych warstw kory mózgowej. Można powiedzieć, że dawniej badacze ulegli optycznemu złudzeniu. Ów płaszcz ptaków jest bowiem z dużym prawdopodobieństwem korą mózgową, i to nawet dość obszerną, pomimo braku struktury warstwowej. Pomijając wygląd zewnętrzny, płaszcz mózgu ptaków i kora mózgowa ssaków są do siebie zdumiewająco podobne.

– Niemal identyczne – mówi Onur Güntürkün.

Oznacza to, że funkcje, połączenia neuronalne, procesy chemiczne przebiegają u ptaków wcale nie tak bardzo inaczej niż u ssaków.

– Podobieństwa sięgają aż budowy systemów przetwarzania bodźców zmysłowych, a więc ich podziału, sposobu pracy i współdziałania – stwierdził ekspert, który swoje zdumienie wywołane tym odkryciem ujął w dobitne słowa w 2011 roku, w wywiadzie dla czasopisma „GEO Kompakt". Powiedział wówczas: „Przez cały czas obok nas żyła grupa zwierząt, która rozwinęła zdolności umysłowe ważne także dla ludzi. I nikt tego nie zauważył".

Wreszcie dało się wyjaśnić zdolności umysłowe zwierząt. Stwierdzono też, że umiejętności poznawcze papug i kruków są porównywalne z umiejętnościami małp człekokształtnych, dlatego też nazwano je „upierzonymi małpami". I nie są to słowa rzucone na wiatr. Wprawdzie mózg ptaka waży co najwyżej 20 gramów, a mózg naczelnych (oprócz człowieka) do 500 gramów, nie chodzi jednak o formę, istotniejsza jest zawartość: komórki nerwowe, zwane neuronami. Pozwalają nam one myśleć, dzięki nim przetwarzamy wrażenia zmysłowe i w nich objawia się także umysłowy potencjał człowieka. W jego korze mózgowej znajduje się 12–15 miliardów neuronów, tak wiele jak u żadnego innego gatunku. A liczba ta nie obejmuje innych obszarów mózgu.

Ale sama ilość to jeszcze nie wszystko, w końcu walenie z ich olbrzymimi mózgami, mającymi około 11 miliardów komórek nerwowych w korze mózgowej, są tylko nieznacznie w tyle. Decydująca jest przede wszystkim jakość sieci: gęstość upakowania neuronów i prędkość przewodzenia w systemie przetwarzania informacji. O waleniach wiadomo, że ich komórki nerwowe ze względu na wielkość ich organów myślenia są od siebie bardziej oddalone, mają zatem dosłownie dłuższą drogę przewodzenia – pomimo dużej liczby neuronów. U ptaków jest odwrotnie. W ich małych mózgach gęstość upakowania jest niezwykle wysoka i procesy przetwarzania przebiegają z zawrotną prędkością. Jeszcze do niedawna liczbę neuronów w mózgu ptaka szacowano na mniej więcej 200 milionów, mniej więcej tyle, ile mają szczury. Jednak badania przeprowadzone w Pradze latem 2016 roku pozwoliły ustalić nowe liczby i te rzeczywiście wydają się niemal niewiarygodne: u kruków badacze znaleźli mniej więcej 2 miliardy komórek nerwowych, a u papug prawie 3 miliardy. Ile to jest, pokazuje rzut oka na liczbę neuronów u goryli: mają one ich około 4,3 miliarda, a więc około półtora do dwóch razy więcej. Ale już inne naczelne, na przykład rezusy, mogą się wykazać wyraźnie mniejszą liczbą. W ich korze mózgowej znajduje się zaledwie około 480 milionów komórek nerwowych. Przy czym zwierzęta te są dość mądre, mają wyobrażenie o przeszłości i także w niewielkim stopniu zdają sobie sprawę z tego, co wiedzą, a czego nie. Jest to zdolność, którą nazywa się metapoznaniem (ang. metacognition).

Dlatego cztery lub sześć razy więcej komórek nerwowych niż u rezusów pozwala domyślać się wszystkiego, tylko nie ptasiego móżdżku. To wyrażenie powinniśmy skreślić, podobnie jak błędne specjalistyczne terminy z dawnych czasów.

Pteranodon pod sufitem

Wszystko to rzuca zupełnie nowe światło na ewolucję mózgów. Hierarchia w formie drabiny okazała się błędna, na jej miejscu pojawiło się coś takiego jak niezależność. Najwyraźniej na ewolucyjnej drodze wiodącej ku inteligencji było wiele rozwiązań, jak jeszcze się okaże w przypadku pszczół i ośmiornic. Te bezkręgowce nie mają kory mózgowej, a mimo to mają głowy nie od parady. A zatem wydaje się, że prostoliniowość z upływem milionów lat nie odgrywała żadnej roli, wręcz przeciwnie. Można odnieść wrażenie, jakby matka natura, podczas gdy świat się rozwijał, bez przerwy odwiedzała swoje stworzenia i rozdzielała na prawo i lewo szare komórki, absolutnie nie zaprzątając sobie głowy hierarchicznym porządkiem. W przypadku ptaków i ssaków, które już od ponad 300 milionów lat rozwijają się osobno, doszło przy tym do tak zwanej ewolucji równoległej. Oznacza to, że co prawda wywodzą się one od jednego praprzodka, jednak od momentu rozdzielenia się obu linii nie było już między nimi żadnych punktów stycznych.

Kiedy wchodzi się do dużego, uporządkowanego biura Onura Güntürküna na Uniwersytecie Zagłębia Ruhry w Bochum, przede wszystkim zwraca się uwagę na prehistoryczne zwierzę. Pod sufitem wisi, jako ozdoba lampy, plastikowy szkielet pterozaura. To pteranodon. Nie jest to ptak, lecz stary przedstawiciel gromady gadów, który znalazł sobie tu w Bochum miejsce, gdzie jest wyjątkowo jasno. Niestety nie da się już stwierdzić, na ile bystrym stworzeniem czynił go jego mózg.

Autorka, dziennikarka naukowa, pisze dla czasopism „Dogs" i „PM History". Publikowała też m.in. w „Die Zeit" i „Natur". Zajmuje się głównie inteligencją zwierząt i relacjami między ludźmi i zwierzętami

Książka Kathariny Jakob, „Ukryty geniusz zwierząt", przeł. Bartosz Nowacki, ukazała się właśnie nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka, Warszawa 2019