Viszlát és kösz a halakat! - Mítoszok és valóság a delfinek intelligenciájáról

Az általános vélekedés szerint a delfinek intelligenciája messze meghaladja a legtöbb állatét. De vajon milyen képességeiket tudták a kutatók bizonyítani, és e képességek milyen környezeti hajtóerők hatására fejlődtek ki?

Az állatok azon viselkedésformáit, melyek a környezetből érkező információk feldolgozásával kapcsolatosak, összefoglaló néven kognitív (elmebéli) képességeknek nevezzük. Ilyen például a társas kapcsolatok értelmezése, a problémamegoldó képesség, az öntudat, a kommunikáció. A delfineknél, vízi életmódjuk miatt, a hangokkal történő, vokális kommunikáció a legkifejezettebb. A vízben a fény kevéssé, a hang viszont igen jól terjed, így a távolsági kommunikációnak ez az egyetlen lehetséges formája. A delfinek hangjait két típusba szokás osztani: kattogások és füttyök. A kattogások inkább navigációs célt szolgálnak, a tárgyakról, élőlényekről visszaverődő hangok segítségével a delfinek képet alkothatnak környezetükről. A füttyök ezzel szemben a fajon belüli, intraspecifikus kommunikáció fontos eszközei.

A füttyök igen magas frekvenciájú, rövid, egy másodperc hosszú hangok, amelyek egyedileg jellemzőek minden delfinre. Mivel minden egyed füttyjelei különböznek, alkalmasak lehetnek arra, hogy a csoporttársak felismerjék általuk egymást. Az egyedi jelleg kétféleképp alakulhat ki: vagy már a hang képzésekor más "dallamot" fütyül minden állat, vagy hasonló hangot képeznek, de a fütty hangtani mintázata módosul, miközben kijut a delfin testéből. Utóbbi esetben a fütty különbözősége csupán az egyedek testfelépítésének különbségéből fakad, míg ha már kezdetben is más a dallam, akkor ez feltételezhetően egy tanult, azonosító hang, amely magas szintű kommunikációs képességeket feltételez.

A füttyökben kódolt információ vizsgálatára Laela Sayigh, az Észak-Karolinai Egyetem kutatója rögzített azonosító füttyök alapján számítógép segítségével mesterséges füttyöket hozott létre. Ezeknek dallama megegyezett a valós hangokéval, viszont nem tartalmaztak olyan összetevőket, melyek a delfinek testfelépítése miatt különböznek a természetes füttyökben. Ezután 14 delfinnek lejátszották ezeket a mesterséges hangokat, és azt találták, hogy ha a delfinek olyan füttyöket hallottak, amelyeket egy közeli rokonuk eredeti hangja alapján hoztak létre, gyakrabban fordultak a hangszóró felé, mint mikor ismeretlen delfinek hangjához hasonló füttyöket hallottak. Ez csak úgy lehetséges, ha felismerték rokonaik hangját. Elképzelhető tehát, hogy a füttyökkel a delfinek tudatosan azonosítják magukat csoporttársaik előtt.

Tükröm, tükröm

Mióta Gordon Gallup elvégezte híres kísérletét csimpánzaival - amikor azok felismerték önmagukat a kifutójukba helyezett tükörben -, az önfelismerés az állatok elmebéli képességeinek igen magas szintjét jelenti az etológusok számára. A legutóbbi időkig a teszten csak az emberszabású majmok mentek át, mígnem Diana Reiss és munkatársai a Columbia Egyetemről el nem végezték a kísérletet delfineken. Két delfint teszteltek, amelyek medencéjük belső falát tükörként tudták használni. A delfinek testét többször jelölték festékkel illetve vízzel olyan helyen, amelyeket tükör nélkül nem láthattak. A vízzel való jelölés azért fontos, mert így tudják kizárni azt, hogy az állatok a jelölési eljárás miatt viselkednek "furcsán".

A jelölés után mindkét állat sokkal gyorsabban úszott oda a tükörhöz, mint mikor nem festették be őket, és ott alaposan megvizsgálták a testüket, és olyan testhelyzetet vettek fel, hogy a jelölt testrész a lehető legjobban látszódjon a tükörben. Ez azt bizonyítja, hogy előzőleg felismerték, hogy önmagukat látják a tükörben.

A delfin tehát egyike azon kevés állatfajoknak, amelyek képesek felismerni önmagukat a tükörben. Mivel a delfin és az emberszabású majmok csak nagyon távoli rokonai egymásnak, agyfelépítésük is különbözik egymástól. Ennek ellenére sok tekintetben hasonló elmebéli, kognitív képességekkel rendelkeznek. Sok kutató ezt a két állatcsoport konvergens evolúciós fejlődésével magyarázza. Ez azt jelenti, hogy bár szerveik eredete eltérő, de a hasonló szociális környezet hasonló viselkedéstípusok fejlődését segítette elő.

Eszközhasználat

Számos más viselkedési konvergencia is megfigyelhető a delfinek és az emberszabásúak között. Ausztrália partjainál figyelték meg Michael Krützen és munkatársai az Új-Dél-Wales-i Egyetemről, amint a delfinek tengeri szivacsokat viselnek az orrukon, és így kutatják át az aljzatot, a szivacsokat mintegy kesztyűként használva, védve orrukat a sérüléstől. Mint később kiderült, a szivacshasználat nem jellemző minden delfinre a környéken. Megvizsgálták a szivacsot használó delfinek mitokondriális DNS-ét (ez a típusú DNS csak anyai ágon öröklődik), és azt találták, hogy ezek az egyedek közeli rokonai egymásnak. Felmerülhet, hogy a viselkedést öröklött faktorok határozzák meg, a magatartás azonban nem minden rokonban jelenik meg, így ezt a lehetőséget a kutatók kizárták.

Arra következtetnek, hogy a szivacsok használata kulturálisan adódik át a csoporttársak között, leginkább a lányok tanulják anyjuktól. Szinte kizárólag nőstények használnak szivacsokat. Krützen azt feltételezi, hogy ennek oka a hím és a nőstény delfinek eltérő szociális viselkedése. A hímek már fiatal koruktól kezdve inkább más hímekkel tartanak, és kevesebb időt töltenek anyjukkal, míg a nőstények hosszabb ideig anyjuk közelében maradnak, és gyakrabban kutatnak egyedül a tengerfenéken élelmet keresve. Őnekik így több lehetőségük van a viselkedés eltanulására és többet is profitálhatnak egy effajta eszköz használatából.

Hasonló kulturális viselkedés-átvételre lett figyelmes Michael Noonan, a buffalói Canisius College kutatója, amikor fogságban tartott kardszárnyú delfineket vizsgált. Egy négyéves hím addig ismeretlen madárfogási technikát fejlesztett ki: visszaöklendezett halakat köpött ki a víz felszínére, és alattuk várt, nyitott szájjal. Mikor egy-egy sirály megpróbált elcsenni egy halat, ő hirtelen összecsukta állkapcsait, és elkapta a madarat. A feljegyzések szerint napjában háromszor-négyszer járt sikerrel. Az újonnan kifejlesztett viselkedést megfigyelte a többi egyed, és az néhány hónapon belül teljesen elterjedt az összes ott tartott kardszárnyú delfin között.

A delfinagy evolúciója

Egy viselkedési jelenség vizsgálatakor az etológusok mindig négy alapvető kérdésre keresik a választ: mi a viselkedés mechanizmusa (tehát "hogyan" csinálja az állat), mi a funkciója (hogyan segíti az egyed túlélését és szaporodását), hogyan változik a magatartás az állat élete során, illetve mely evolúciós lépcsőfokokon keresztül fejlődött a múltban. Ez utóbbi kérdés a legnehezebb, hiszen itt csak fosszíliákra tudunk hagyatkozni, megkövesedett maradványokból kell következtetnünk a régvolt viselkedésre. Lori Marino és munkatársai az amerikai Emory Egyetemen erre vállalkoztak, amikor komputertomográffal (CT) megvizsgáltak 66 ősi delfinkoponyát, majd ezeket összehasonlították 144 jelenkori koponya jellemzőivel. Arra keresték a választ, hogy hogyan változott a delfinek agymérete a múltban.

Az agykoponya belső térfogatából határozták meg az agytérfogatot és -tömeget, a többi csont alapján pedig megbecsülték az állat teljes testtömegét. Ezekből az adatokból minden faj esetében kiszámolták az úgynevezett agytömeghányados-t (EQ), amely azt adja meg, hogy az állat agya hányszor nagyobb, mint az azonos testtömegű állatok átlagos agytömege. Eredményeik szerint a 35 millió évvel ezelőtt élt korai delfinfélék meglehetősen nagyok, kilenc méter hosszúak voltak, de agyuk csak fele akkora volt, mint az testsúlyuk alapján várható lett volna (EQ=0,5).

Ekkor azonban ez a korai csoport kihalt, és a helyükre lépő kisebb méretű fogascetek már nagyobb aggyal rendelkeztek, agytömeghányadosuk elérte a 2,5-et is. A kutatók szerint erre az ún. echolokációhoz, tehát az ultrahangok segítségével történő tájékozódáshoz volt szükségük, de valószínűleg komplex szociális életük is hajtóerőt jelentett a nagyobb agy kifejlesztésére. Körülbelül 15 millió évvel ezelőtt nyolc új fogascet-faj jelent meg a tengerekben (közöttük a modern kori delfinek elődei is); nekik már négyszer-ötször nagyobb agyuk van, mint az testtömegük alapján várható lenne. Mi okozhatta ezt a hatalmas változást? Mivel az agy egy igen "költséges" szerv, így valószínűtlen, hogy anélkül fejlődött ilyen naggyá, hogy fontos funkciót látott volna el. A kutatók többsége szerint a gyors és összetett információfeldolgozás volt a megnövekedett agy feladata; ez a képesség sikeresebbé tette a delfineket kisebb agyú társaikhoz képest, így az ő utódaik terjedtek el a populációban.

Valószínűleg e közmegegyezés miatt keltett nagy feltűnést 2006-ban Paul Manger, a johannesburgi Witwatersrand Egyetem professzora. Manger elmélete szerint a delfinek agytömege nem azért nőtt meg jelentősen, hogy képesek legyenek a komplex gondolkodásra, hanem azért, hogy hőt termeljen. A kutató szerint körülbelül 30 millió éve lehűlt az óceán, így védekezniük kellett a veszélyes hőveszteség ellen. Mivel az agykéregben lévő idegsejtek igen sok hőt termelnek, ez a szerv alkalmas "fűtőtestként" működhetett.

Manger és munkatársai összehasonlították a világ különböző hőmérsékletű vizeiben élő delfinfajainak testükhöz viszonyított agyméreteit, és azt találták, hogy minél hidegebb vízben élnek, agyuk annál nagyobb, ez pedig elméletüket támogatja. A már korábban idézett Lori Marino ezt az összefüggést a hidegebb víz támasztotta nehezebb követelményekkel magyarázza. A hideg vízben kevesebb hal él, így az itt élő delfinek nehezebben juthatnak táplálékhoz. Azok az egyedek, amelyek nagyobb aggyal rendelkeztek, így gyorsabban, összetettebben gondolkodtak, előnyt élvezhettek a vadászatban kisebb agyú társaikhoz képest.

Elképzelhető az is, hogy bár a delfinek agya eredetileg a hőtermelés miatt nőtt meg, később mégis az információ-feldolgozás lett a fő feladata. Gyakori jelenség az evolúcióban, hogy egy szerv funkciót vált fejlődése közben. Ennek oka az, hogy "olcsóbb", tehát kevesebb időt, energiát igényel egy meglévő szerv erőforrásait használni egy új feladatra, mint egy teljesen új szervet kifejleszteni. Manger szerint azonban itt nem ez a helyzet. Szerinte a delfinek agyának felépítése nem alkalmas az összetett gondolkodásra, kognitív képességeik pedig csak legendák, illetve rosszul tervezett kísérletek helytelenül értelmezett eredményein alapulnak.

Állításait számos kísérlet eredménye cáfolja. Ezek a delfinek magas szintű memóriáját, komplex gondolkodási képességeiket bizonyították. A delfinek képesek új viselkedéstípusokat kifejleszteni, fel tudják mérni társaik (és az ember) szándékait, motivációit, kifinomult kommunikációs rendszerrel rendelkeznek, és felismerik magukat a tükörben, amit bizonyos kutatók az öntudat egy formájaként értelmeznek. Természetesen a delfinek képességeinek is vannak korlátai, azonban bizonysággal kijelenthető, hogy számos elmebéli képességeiket figyelembe véve elérik, ha meg nem haladják az emberszabású majmok képességeit.

Felhasznált irodalom

Kruetzen, M. C. et al. 2005. Cultural transmission of tool use in bottlenose dolphins. PNAS, 102, 8939-8943
Manger, P. R. 2006. An examination of cetacean brain structure with a novel hypothesis correlating thermogenesis to the evolution of a big brain. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 81, 293-338
Marino, L. 2004. Dolphin cognition. Current Biology, 910-911
Marino, L. et al. 2004. Origin and evolution of large brains in toothed whales. The Anatomical Record A, 281, 1247-1255
Noonan, M. 2005. Gull Baiting in Captive Orcas: A Possible Instance of Cultural Transmission. Animal Behavior Society Meeting, Snowbird, Utah.
Reiss, D. & Marino, L. 2001. Mirror self-recognition in the bottlenose dolphin: A sace of cognitive convergence. PNAS, 98, 5937-5942
Sayigh, L. S. et al. 1998. Individual recognition in wild bottlenose dolphins: a field test using playback experiments. Animal Behaviour, 57, 41-50.