Studie: Lov v prostředí připomínajícím savanu podpořil vývoj mozku

24. 6. 2020

Prostředí plné překážek a skrýší potenciálně napomáhá plánovacím aktivitám mozku, ukázala nová studie.

V porovnání s rozsáhlou prázdnotou otevřených vodních ploch je pevnina bohatá na překážky a prohlubeniny. Poskytuje kořisti úkryty a predátorům krytí plíživých útoků. Tyto habitaty na pevnině mohly napomoci vzniku plánovacích strategií - místo těch, které jsou založeny na zvyku - u mnohých zde žijících zvířat.

Divili jste se někdy, jak to že se suchozemská zvířata vyvinula v tvory chytřejší než jejich vodní předkové? Můžete poděkovat zemi, po které chodíte.

Výzkumníci Northwestern University nedávno zjistili, že komplexní krajina, v níž se vyskytují stromy, keře a pahorky - mohla napomoci suchozemským zvířatům k získání vyšší inteligence.

Avšak výzkumníci přišli na to, že takové plánování nedalo našim předkům výhodu ve všech prostředích. Jejich simulace ukazují, že existuje optimální množství bariér - ne málo a ne příliš mnoho - vůči percepci predátora, v nichž výhoda plánování má své optimum. V příliš jednoduchém nebo nepřehledném prostředí taková výhoda neexistuje.

"Všechna zvířata - na zemi nebo ve vodě - měla stejné množství času na vývoj, takže proč většinu inteligence nacházíme u suchozemských živočichů?," ptá se Malcolm MacIver, který vedl zmiňovanou studii. "Naše práce ukazuje, že nejde jen o to, co se děje v hlavě, ale také o to, co se děje v prostředí."

Nikoliv, delfíni a velryby nespadají do kategorie méně inteligentních mořských živočichů. Jde o pozemní savce, kteří se (z evolučního hlediska) nedávno vrátili do vody.

Článek o studii vyšel 16. června v časopise Nature Communications.

Jde o poslední v řadě studií provedených MacIverem, které rozvíjejí teorii o tom, jak pozemní živočichové vyvinuli schopnost plánování. V následné studii, kterou nyní provádí spolu s profesorem neurobiologie Danem Dombeckem MacIver testuje predikce vzniklé z této výpočetní studie prostřednictvím experimentů s malými živočichy v roboticky rekonfigurovaném prostředí.

Ve své předchozí práci MacIver ukázal, že když zvířata začala před 385 miliony let osidlovat souš, získala schopnost rozhlížet se kolem stokrát rychleji, než by to dokázala ve vodě. MacIver přišel s hypotézou, že být predátorem nebo kořistí v kontextu, v němž lze vidět tak daleko, může vyžadovat výkonnější mozek než lov v prázdné, otevřené vodě. Nicméně počítačové simulace pro novou studii (35 let výpočtů na jediném PC) odhalily, že ačkoliv možnost vidět dál je pro získání výhody plánování nezbytné, sama o sobě nestačí. Pouze kombinace dalekého vidění a krajiny se směsí otevřených ploch a hustěji zarostlých zón způsobuje, že plánování přináší jasnou výhodu.

"Spekulovali jsme, že příchod na souš zapálil přídavné spalování evoluce mozku, protože výhodou se mohla stát nejtěžší kognitivní operace, jaká existuje: Předvídání budoucnosti," říká MacIver. "Může to vysvětlit, proč dovedeme lovit mořské organismy ve vodě, ale ony nás na souši lovit nedokážou."

K testování této hypotézy MacIver a jeho tým vyvinul výpočetní simulace testující podíl přežití kořisti aktivně lovené predátorem za dvou různých rozhodovacích strategií: Jedné založené na zvyku (automatické, jako napsání hesla, které jste se naučili nazpaměť) a založené na plánování (představující si několik scénářů a vybírající ten nejlepší). Tým vytvořil jednoduchý otevřený svět bez vizuálních bariér k simulování vodního světa. Pak přidal objekty různé hustoty, aby simuloval souš.

"Když jsme definovali komplexní poznávací procesy, rozlišili jsme mezi akcí založenou na zvyku a na plánování," vysvětluje MacIver. "Důležitou věci ohledně zvyku je, že je nepružný a nezávislý na výsledku. Proto se chvíli snažíte vkládat staré heslo poté, co ho změníte. Při plánování si musíte představit různé budoucnosti a vybrat si nejlepší potenciální výsledek."

V jednoduchém vodním nebo suchozemském prostředí zkoumaném studií podíl přeživší byl nízký jak pro kořist, která používala akce založené na zvyku, tak pro tu, která měla schopnost plánování. Totéž platilo pro vysoce zahuštěná prostředí, jako korálové útesy a husté deštné pralesy.

"V těchto jednoduchých nebo vysoce zahuštěných prostředích nepřináší plánování žádné výhody," říká MacIver. "V otevřených vodních prostředích prostě potřebujete prchal opačným směrem a doufat v nejlepší možný výsledek. Zatímco ve vysoce zahuštěném prostředí existuje jen několik stezek, jimiž se můžete vydat, a nedokážete strategicky uvažovat, protože moc daleko nevidíte. V těchto prostředích jsme zjistili, že plánování nezlepšuje šance na přežití."

Když jsou nicméně ostrůvky vegetace a topografie střídány širokou volnou krajinou podobnou savaně, simulace ukázala, že výsledkem plánování je velké navýšení naděje na přežití ve srovnání s prostředím, kde dominuje zvyk. Protože plánování zvyšuje šanci přežít, evoluce by zvolila mozkové proudy, které umožňují zvířatům představit si budoucí scénáře, vyhodnotit je a pak některý z nich realizovat.

"V členité krajině existuje vzájemná hra transparentních a neprůhledných oblastí prostoru a vidění na dálku, což znamená, že váš pohyb může skrýt nebo odhalit vaši přítomnost protivníkovi," říká MacIver. "Z terra firma se stává šachovnice. S každým pohybem máte šanci rozvinout strategii."

"Je zajímavé," dodává, "že když jsme se takřka před sedmi miliony let rozešli s životem na stromech ve společenství šimpanzů a rychle zčtyřnásobili velikost mozku, paleoekologie poukazuje na to, že jsme obsadili členité krajiny podobné těm, na něž upozorňuje naše studie, že poskytují nejvyšší výnos ze strategického myšlení."

Studii "Spatial planning with long visual range benefits escape from visual predators in complex naturalistic environments" podpořila nadace National Science Foundation Brain Initiative.

Zdroj v angličtině: ZDE

0
Vytisknout
1296

Diskuse

Obsah vydání | 30. 6. 2020