Projekt Mgr. Pavla Němce, Ph.D., odhalil anatomickou podstatu inteligence ptáků, a rozluštil tak záhadu, proč jsou někteří ptáci pozoruhodně inteligentní, přestože mají malý mozek. „Inteligence některých ptáků je v některých aspektech dokonce srovnatelná s primáty,“ říká v rozhovoru Pavel Němec z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.
Proč jste si vybrali právě projekt evoluce komplexity a procesní kapacity mozku u ptáků?
K projektu jsme přišli celkem náhodou, když jsme narazili na práci jedné brazilské kolegyně, která vymyslela rychlou, levnou a efektivní metodu, jak počítat neurony a gliové buňky v celých mozcích. Ta spočívá v tom, že se celý mozek zhomogenizuje, a to tak, že se rozruší plazmatické membrány buněk nervového systému, získá se suspenze jader, které je možné specificky nabarvit a spočítat v nich všechny neurony. Tato metoda se jmenuje izotropická frakcionace a díky jsme schopni velice rychle, v řádu několika dnů, spočítat neurony v celém mozku či jeho hlavních částech a odhadnout i počty gliových buněk.
Vy jste tedy tuto metodu použili u ptáků. Na co jste přišli?
Výzkumy prováděné v posledním desetiletí ukazují, že jsou ptáci strašně chytří a že jsou v mnoha psychologických doménách srovnatelní třeba s lidoopy. Přitom jejich mozky jsou o hodně menší než třeba mozky primátů. Například největší mozek pěvce má 16 gramů a papouška zhruba 25 gramů, zatímco u některých inteligenčně srovnatelných savců se jedná o stovky gramů. Tudíž jsme pojali podezření, že to musí být miniaturizací, tedy že malé mozky ptáků skrývají velké množství výpočetních jednotek – neuronů. Zvolili jsme reprezentanty těch skupin ptáků, o kterých se obecně míní, že jsou nejchytřejší, tedy papoušků a pěvců. Tento vzorek jsme doplnili o vybrané druhy hrabavých ptáků, sov, běžců atd. U všech studovaných druhů jsme provedli odhady počtu neuronů a gliových buněk a pak skutečně potvrdili svou hypotézu: krkavcovití ptáci a papoušci mají ve svých mozcích velikosti oříšku počty neuronů srovnatelné s počtem neuronů primátů, a v některých případech dokonce i docela velkých opic, jejichž mozky jsou několikanásobně větší. To znamená, že výpočetní kapacita malých ptačích mozků je daleko vyšší než kapacita mozků mnohých savců.
Co z toho plyne?
V principu dvě věci. Zaprvé, paradox toho, že ptáci jsou tak chytří, a přitom mají malé mozky, je nyní snadno vysvětlitelný. Zadruhé, a to je důležitější, náš výzkum přesvědčivě ukázal, že ani relativní, ani absolutní velikost mozku není dobrým měřítkem kognitivních schopností. Škálovací pravidla pro různé skupiny, například pro řády savců či ptáků, jsou tak dramaticky odlišná, že je úplný nesmysl srovnávat třeba ptačí mozek s mozky savců a dělat z toho nějaké závěry o jejich kognitivních schopnostech. Tento tradiční přístup je třeba opustit.
Proč jsou vlastně papoušci a pěvci chytřejší než ostatní ptáci. Čím se jejich mozky liší?
Je to dáno hustotou neuronů. Zatímco u ptáků, jako jsou třeba hrabaví, s velikostí mozku klesá hustota neuronů, u papoušků a pěvců tomu tak není. Ti mají hustotu neuronů na velikosti mozku nezávislou. Podobnou situaci nalezneme i mezi savci, a sice u primátů. Naopak u ostatních savců, jako jsou třeba hlodavci, hustota neuronů s velikostí mozku rapidně klesá. Takže kdyby měl mít hlodavec hypoteticky 86 miliard neuronů, jako má lidský mozek, musel by jeho mozek vážit 36 kilogramů. Ty rozdíly jsou tedy obrovské.
Ptáci však mají 2–4krát vyšší hustoty neuronů než primáti. Navíc u pěvců, papoušků, ale třeba i u sov je naprostá většina neuronů uložena v koncovém mozku. Zajímavé ale je, že to neplatí u všech ptáků. U mnoha ptáků, například hrabavých, běžců nebo třeba holubů, je většina neuronů uložena v mozečku, tak jako je tomu u savců, včetně primátů. To znamená, že se v průběhu evoluce korunových skupin ptáků muselo něco dramatického stát, spekulujeme o tom, že musel existovat velký selekční tlak na zvýšení kognitivních schopností, který vyústil v enormní a selektivní rozvoj koncového mozku.
Kolik ptáků jste vlastně zkoumali?
Poměrně hodně, bylo to asi 100 druhů ptáků.
Váš výzkum tedy potvrdil, že nejchytřejšími ptáky jsou krkavcovití a papoušci. Které další druhy ptáků patří ještě k těm chytřejším?
Jsou to třeba sovy, i ty mají hodně neuronů. Ale mají velké množství neuronů ve strukturách, které primárně zabezpečují vidění. Docela velký počet neuronů mají třeba sýkory, například sýkorka koňadra má přibližně 230 milionů neuronů, to je 3krát více než myš a přibližně o 30 milionů neuronů více než podstatně větší slepice.
Dokážou ti nejchytřejší ptáci svou inteligenci nějak využít v přírodě? Tedy zjednodušeně řečeno, umí svůj mozek používat?
Určitě, existuje velké množství behaviorálních dat dokládajících, že používají nástroje, jsou schopni odhadnout, co si myslí jejich potenciální kompetitor, řešit problémy vhledem, plánovat do budoucna a dělat spoustu věcí, co jiní ptáci neumí. Ti nejchytřejší ptáci jsou zkrátka chytří jako opice.
Papoušek se dožívá poměrně vysokého věku. Může jeho dlouhověkost souviset s jeho inteligencí?
Ano, může. Mozek je vlastně strašně drahý energeticky i časově, dlouho zraje a musí se pak dlouho učit, aby se dostal do plně funkčního stavu. Velký mozek je tedy obrovská investice a vyplatí se těm zvířatům, která žijí dlouho.
Předpokládám, že váš výzkum měl velký ohlas v zahraničí?
Ano, referovalo o něm celosvětově mnoho médií a publikační výstupy jsou citované.