Автор – Альбина Галлямова
Ещё со времён Фрэнсиса Гальтона роль генов в человеческом интеллекте или IQ вызывала значительные научные дебаты. Сейчас уже сложился консенсус, что IQ у человека является наследуемым. Но остаются споры о том, как генетические эффекты могут варьироваться под воздействием негенетических механизмов.
В отличие от представлений о человеческом IQ, до недавнего времени идеи о том, как животные учатся и проявляют когнитивные способности, в основном основывались на бихевиористской теории, которую изначально развивали Джон Уотсон и Беррес Скиннер. Эта теория утверждала, что поведение животных можно объяснить исключительно реакцией на стимулы окружающей среды. При этом внутренние психические процессы не учитывались.
Однако накопленный объём исследований показывает различные когнитивные способности у животных и ставит под сомнение традиционные бихевиористские интерпретации. Из-за этого возобновился интерес к роли социальных и биологических факторов в объяснении индивидуальных и филогенетических различий в когнитивных способностях у нечеловеческих животных. В частности, несмотря на ранние попытки проводить селекцию на улучшение обучаемости у грызунов, исследований, изучающих роль генетических факторов в индивидуальных различиях когнитивных способностей у различных животных, особенно приматов, немного.
В работе, которую я хочу сегодня осветить, использовалась «Модифицированная когнитивная батарея тестов для приматов» в сочетании с количественным генетическим анализом для изучения наследуемости когнитивных показателей у шимпанзе. Эта методика включала 13 тестов, разработанных для оценки различных когнитивных способностей. Их можно в широком смысле разделить на социальные и несоциальные когнитивные навыки (примеры заданий в конце этого текста)*.
В исследовании участвовали 99 шимпанзе, включая 29 самцов и 70 самок. Возраст испытуемыхживотных варьировался от 9 до 54 лет (средний возраст = 24.6). В выборке было 44 шимпанзе, выращенных матерью (35 самок, 9 самцов), 43, выращенные людьми (24 самки, 19 самцов), и 12, пойманных в дикой природе (11 самок, 1 самец).
По результатам статистического анализа когнитивные способности были разделены на четыре вида: социальные навыки (коммуникация и внимание), пространственное мышление, выявление причинно-следственных связей, а также реагирование на звуковые стимулы (оценивалось понимание причинно-следственных связей на основе звуковых стимулов). Вместе с этим, как и для людей, был получен общий g-фактор (общий показатель когнитивных способностей, который объединяет все результаты тестов, проведённых с животными).
Количественный генетический анализ
Наследуемость (h²) — это доля общей фенотипической изменчивости, которая связана с общей генетической изменчивостью. Значения ограничены 1, то есть всё, что не связано с генетикой, составляет 1 − h². В используемом подходе учитывались все родственные связи между животными, чтобы точнее оценить, как гены связаны с результатами тестов. Для этого была использованапрограмма SOLAR, которая как раз помогает понять, насколько гены связаны с различиями в результатах, учитывая родословную каждого животного.
Наследуемость интеллекта
Было обнаружено, что общий интеллект (g-фактор) и две группы навыков — пространственноемышление (напр., запоминание местоположений объектов) и социальные способности (напр., способность к коммуникации) — связаны с генами. Другие две группы навыков — выявление причинно-следственных связей и реагирование на звуковые стимулы — не показали такой зависимости. Возраст, пол и история воспитания не оказали значительного влияния на результаты, то есть они никак не объясняли обнаруженную разницу в когнитивных способностях.
Чтобы определить, в какой степени два разных навыка могут зависеть от одних и тех же генов, была рассчитана генетическая корреляция между показателями по пространственному мышлению и социальным навыкам. Анализ показал значительную генетическую корреляцию между этими двумя компонентами. Получается, что одни и те же гены могут быть связаны с различиями в результатах выполнения тестов для оценки этих навыков.
Заключительные мысли
Можно сделать вывод, что когнитивные способности у приматов также имеют довольно высокий уровень наследуемости. При этом пол и условия воспитания (напр., вырастили ли шимпанзе люди или мать) не оказывали большого влияния на результаты. С эволюционной точки зрения, когнитивные способности предоставляют отдельным особям значительные преимущества в улучшении навыков добычи пищи или в развитии социального взаимодействия. Это, в свою очередь, могло способствовать большему доступу к ресурсам и увеличению шансов на размножение. Такие особи обладали повышенной выживаемостью и лучшей приспособленностью к окружающей среде, поэтому эти качества под давлением естественного отбора всё больше закреплялись в процессе эволюции приматов.
* Примеры заданий:
Пространственная память (3 здания): Этот тест оценивал способность животных запоминать местоположения, где была спрятана пищевая награда.
Вращение (9 заданий): В этом тесте оценивалась способность животных отслеживать пищевую награду, когда она вращалась в пространстве на 180 или 360 градусов.
Относительное количество (13 заданий): В этом тесте проверялась способность животных различать разное количество, например, когда им предлагались две одинаковые тарелки с разным количеством одинаковых по размеру кусочков пищи (напр., изюма).
Причинно-следственная связь по звуку (6 заданий): В этом тесте оценивалось понимание животнымипричинно-следственных связей на основе звуков.
Свойства инструментов (6 заданий): Этот тест на мышление исследовал понимание обезьянами физических свойств инструментов и их связь с достижением цели.
Производство (4 заданий): В этом задании оценивалась способность обезьян подавать коммуникативные сигналы для указания на спрятанную пищу в четырёх попытках.
Следование за взглядом (3 задания): В этом тесте на социальные навыки оценивалась способность животных следовать за взглядом. Экспериментатор садился на стул примерно в метре от клетки обезьяны. Затем экспериментатор привлекал внимание животного, предлагая кусочек пищи, потомповорачивал голову, чтобы посмотреть на точку прямо над своей головой в течение 10 секунд. Чтобы успешно выполнить задание, обезьяна должна была последовать за взглядом экспериментатора, посмотрев вверх.
