Ученые поставили уникальный эксперимент, позволяющий оценить математические способности охристых колибри в условиях дикой природы, а не лаборатории.
Животные и математика: до скольки умеют считать колибри

Люди — единственные представители царства животных, умеющие производить сложные математические операции в уме. Ученые полагают, что навык считать развился у нас во многом благодаря лингвистическим способностям. Однако исследования математических склонностей в культурах, не имеющих в языке названий цифр, показали, что существуют довербальные числовые когнитивные механизмы. Глубоко внутри люди имеют представление о количествах и операциях над предметами, даже не зная цифр.

Другие животные также показали склонности к счету и секвенированию — установлению определенных последовательностей в рядах схожих объектов. Первым животным, показавшим в лаборатории способности к арифметике, стал жако — африканский серый попугай. За ним «математический талант» обнаружили у крыс, обезьян, рыбок гуппи и пчел. Рыбки и пчелы при этом проявляли счетное мастерство как в лаборатории, где проходили обучение с поощрением, так и в условиях дикой природы.

«Существуют ли другие виды животных, умеющих выстраивать нужные последовательности в мозгу?» — спросили себя ученые из Университета Сент-Эндрюс в Великобритании и Университета Летбридж и провели уникальный эксперимент в горах Канады, куда весной слетаются изящные охристые колибри (Selasphorus rufus). В ходе исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the Royal Society B, выяснилось, до скольки умеют «считать» крошечные птички.

Охристый колибри был выбран неслучайно. Представители этого вида селятся на ограниченных территориях, где их легко наблюдать, и не отказываются от поддельного «нектара», на поисках которого можно построить исследование. Искусственные цветы из окрашенного пенопластового диска, снабженные пробиркой для раствора сахарозы, расставили на деревянных колышках по полю, где питались колибри. Когда птицы привыкли к новой «столовой», 9 из них поймали, пометили нетоксичными чернилами и выпустили на волю. Эксперимент начался.

(а) Фотография кормушек, (b) Колибри и искусственный цветок, (c) Схемы возможных позиций кормушек (а) Фотография кормушек, (b) Колибри и искусственный цветок, © Схемы возможных позиций кормушек

Исследователи расставили 10 одинаковых кормушек в линию, а сладкий раствор налили лишь в одну из них — первую. Птицы практически сразу нашли угощение и в следующие разы подлетали к первой кормушке в линии, крайне редко «присаживаясь за соседний столик».

Чтобы исключить возможность колибри ориентироваться на местности и пользоваться визуальными подсказками, ученые несколько раз меняли расположение всего массива кормушек: отодвигали на другое место и разворачивали линию из кормушек под углом к первоначальному расположению. «Нектар» при этом оставался в первой кормушке. Колибри вновь справились с задачей.

Но что если птицы просто выбирают крайнюю кормушку? Ученые переместили пробирку с сахарным раствором во вторую, третью, а затем четвертую от края кормушку. Чтобы исключить зависимость положения «обеда» от расстояния от края, которое могли фиксировать птицы, исследователи увеличивали и уменьшали расстояние между кормушками между регулярными визитами колибри. Манипуляции с расположением и номером кормушки с поощрением производили после того, как птица 4 раза прилетала к нужному цветку.

Быстрее всего колибри справлялись с задачей, когда угощение было в первом от края цветке. Не вызвал затруднений и поиск еды, спрятанной во второй и третьей кормушках. С четвертой было сложнее. Птицы часто ошибались, отдавая предпочтение третьему цветку. Перекладывания пробирки с «нектаром» в пятую и последующие кормушки не принесли значимых результатов.

Ученые полагают, что если птицы использовали один край массива в качестве контрольной точки и мысленно «считали», чтобы найти правильную порядковую позицию, то должны были больше ошибаться на ближней к краю стороне массива. Так и происходило в эксперименте. Вероятность того, что колибри умеет «считать», как минимум до четырех, весьма высока. Результаты работы являются первой демонстрацией понимания числового порядка у диких позвоночных и предполагают, что такая способность могла бы объяснить хорошую память колибри и их отточенный навык методически находить пищу.