歌う鳥の発声学習能力が問題解決スキルや脳の大きさと関連

「複雑な発声学習を持つのは高度な知性を持つ動物だけだという長い間の仮説があります」と、The Rockefeller Universityのエーリッヒ・ジャーヴィス博士（Erich Jarvis）の研究室に所属するジャン＝ニコラ・オーデ博士（Jean-Nicolas Audet）は語ります。「それが真実であるならば、複雑な発声学習を持つ動物は他の認知タスクにおいても優れているはずですが、それが証明されたことはこれまでありませんでした。」

複雑な発声学習を持つ動物はわずかで、多くの音を学び保持する能力を指します。人間、象、鯨、アザラシ、コウモリが哺乳動物の代表であり、鳥類では鳴き鳥、オウム、ハチドリが該当します。ジャーヴィス博士の研究室は長らく鳴き鳥に焦点を当て、発声学習の複雑さを次の三つの指標で評価してきました：鳥の持つ歌や鳴き声の数、生涯を通じて新しい歌や鳴き声を学べるかどうか、他の種を模倣できるかどうか。

発声学習が鳴き鳥の異なる認知能力と関連しているかを確認するため、オーデ博士と同僚たちは3年間、The Rockefeller University Field Research Centerの霧の中で21種類の野生の鳥を何百匹も捕獲しました。このフィールドリサーチセンターは、ニューヨーク州ハドソンバレーに広がるさまざまなエコシステムを持つ、保護された1,200エーカーの土地です。

「これは保護地域であり、動物が人間との接触を制限されている」と、この研究に関与した研究アシスタントのメラニー・クチュール氏（Mélanie Couture）は述べます。「野生の鳥の行動を研究するのに理想的です。彼らが何ができるか、認知タスクにどのように反応するかを理解するのに最適です。」

被験鳥の発声学習能力を評価した結果、ムクドリ、アオガラス、グレーキャットバード（モックバードの親戚）がトップ3に位置しました。これら3種は他の種を模倣することができる唯一の鳥でもあり、「発声学習の極致」とオーデ博士は述べています。

次に、研究チームは23種類の鳥（野生で捕獲した鳥に2種類の実験室で飼育された鳥を加えたもの）の214羽に一連の認知テストを実施しました。問題解決能力をテストするため、鳥に蓋を取り外し、アルミホイルを貫通し、または棒を引っ張って餌を取り出す課題を与えました。自己制御能力は、鳥と餌の間に透明な障壁を設置し、鳥が障壁に当たるのをやめて障壁の周りを回って餌を取るまでの時間を測定することで評価されました。他のテストでは、鳥が特定の色を食べ物の報酬と関連付けて学ぶことができるか、関連する色が変わったときにどれくらい早く適応できるかを分析しました。

統計的な分析の結果、問題解決能力と発声学習能力の間に強い相関が見られました。ムクドリ、アオガラス、キャットバードは、最も進化している発声学習者でありながら、パズルを解くのも最も得意でした。そして、障壁を乗り越えて餌を手に入れるのが得意な鳥ほど、発声学習能力も複雑でした。他の認知テストと発声学習の複雑さとの間に関連性は見られませんでした。

また、研究者たちは、進化している発声学習者と問題解決者は、体の大きさに対して脳が大きいことも発見しました。これは観察された現象の潜在的な生物学的根拠として考えられます。「次のステップは、最も複雑な種の脳を調査し、なぜ彼らが問題解決や発声学習に優れているのかを理解することです」と、オーデ博士は言います。「発声学習が脳のどこで行われるかについてはかなりの理解がありますが、問題解決がどこで行われるかはまだ明確ではありません。」

全体的に、発声学習、問題解決、脳の大きさは、生物学的適応性を向上させる方法として、同時に進化してきた可能性が示唆されています。発声学習者がリズミカルなビートに合わせて踊る能力に関する以前の研究も考慮に入れると、ジャーヴィス博士は、これらの特性の集まりを「発声学習認知コンプレックス」と呼ぶよう提案しています。

「私たちの発見は、これまで証明されていなかった考えを支持しています。発声学習に依存するような複雑な行動である話し言葉の進化は、他の複雑な行動の共進化と関連している」とジャーヴィス博士は述べています。

[News release] [Science article]