The relationship between a feather ornament and cognitive abilities in swamp sparrows

Dans la nature, les animaux sont souvent confrontés à un choix difficile lorsqu'ils sélectionnent un partenaire. Ils doivent choisir un compagnon qui soit en bonne santé, fort et capable d'élever une progéniture, mais ils ne peuvent pas voir directement à l'intérieur de l'esprit d'un autre oiseau pour mesurer son intelligence. La capacité cognitive, ou la manière dont un animal apprend et résout des problèmes, est un trait caché qui pourrait offrir de grands avantages, comme trouver de la nourriture plus facilement ou s'adapter à de nouveaux dangers. Parce que cette intelligence est invisible, les scientifiques se demandent depuis longtemps si les animaux utilisent d'autres signaux visibles comme un raccourci. Un signal fiable doit être honnête, ce qui signifie qu'il est trop coûteux pour un animal faible ou malade de le simuler. Si une plume brillante ou un chant complexe nécessite beaucoup d'énergie ou des nutriments spécifiques pour être produits, cela peut indiquer à un partenaire potentiel que l'oiseau est en excellente forme physique. Un type spécifique de pigment, connu sous le nom de phéomélanine, crée des couleurs brun-rougeâtre dans les plumes. Ce pigment est construit à partir d'un acide aminé appelé cystéine, qui est également essentiel pour construire le cerveau et le protéger des dommages. Cette ressource biologique partagée crée un compromis potentiel : un oiseau pourrait devoir choisir entre utiliser sa cystéine pour construire une brillante tache rouge sur la tête ou pour développer un esprit plus vif.

Les chercheurs ont entrepris de tester cette idée en utilisant le bruant de marais, un petit passereau trouvé dans les zones humides d'Amérique du Nord. Les mâles bruants de marais portent une calotte distinctive sur leur tête faite de plumes brun-rouge mélangées à des plumes noires. La taille de cette tache et l'intensité de sa couleur rouge varient d'un oiseau à l'autre. Pour voir si ces traits visuels nous disent quelque chose sur la puissance cérébrale de l'oiseau, une équipe de scientifiques a capturé des bruants mâles en Pennsylvanie et les a amenés dans un laboratoire de l'Université Duke. Là, ils ont mesuré la nuance exacte de rouge dans la calotte de chaque oiseau et ont calculé la surface totale couverte par les plumes rouges. Ils ont ensuite soumis les oiseaux à une série de défis mentaux conçus pour tester différents types de pensée. Ces tests comprenaient l'apprentissage de l'ouverture d'un nouveau type de contenant de nourriture, le fait de se souvenir de l'endroit où la nourriture était cachée dans un coin spécifique d'une cage, l'apprentissage d'une association entre une couleur et une récompense, puis le fait de "désapprendre" cette règle lorsque les couleurs étaient inversées. Ils ont également testé la rapidité avec laquelle un oiseau pouvait s'empêcher de piquer à l'intérieur d'un tube transparent contenant une friandise visible, une mesure de l'autocontrôle.

Les résultats ont révélé un tableau complexe où la rougeur et la taille de la calotte n'indiquaient pas une intelligence unique et globale. Au lieu de cela, la performance des oiseaux dépendait fortement du type spécifique de tâche à laquelle ils étaient confrontés. Les oiseaux dotés de calottes plus grandes et plus rouges avaient tendance à mieux réussir dans la recherche de nourriture de nouvelles manières et dans la mémorisation de lieux spatiaux, ce qui suggère qu'ils sont bons pour explorer et naviguer dans leur environnement. Cependant, ces mêmes oiseaux étaient moins performants lors du test de contrôle de soi, prenant plus de temps pour apprendre à obtenir de la nourriture d'un tube transparent sans piquer contre les parois. Cela suggère que le comportement d'audace ou de prise de risque lié à une calotte rouge vif pourrait rendre plus difficile la suppression d'une réaction instinctive. Curieusement, les oiseaux aux calottes plus rouges étaient également meilleurs à la tâche exigeant de désapprendre une règle précédente, montrant qu'ils pouvaient adapter leur pensée lorsque la situation changeait.

L'étude a également révélé que les différents tests mentaux n'étaient pas généralement corrélés entre eux. Un oiseau capable de se souvenir de l'endroit où la nourriture était cachée n'était pas nécessairement bon pour apprendre une nouvelle règle de couleur. Cela soutient l'idée que l'intelligence chez ces oiseaux n'est pas une capacité générale unique, mais plutôt une collection de compétences spécifiques qui fonctionnent indépendamment. Les deux seules tâches qui étaient fortement liées étaient le test d'association de couleurs et le test d'inversion de couleur, qui exigeaient tous deux d'apprendre puis de changer une règle basée sur la couleur. Les chercheurs ont conclu que la tache de tête brun-rouge du bruant de marais peut servir de signal pour des forces cognitives spécifiques, particulièrement celles liées à l'exploration et à la flexibilité, plutôt que d'être une mesure de la puissance cérébrale globale. Bien que l'étude ne prouve pas que les plumes rouges causent l'intelligence, elle met en lumière un lien fascinant entre la chimie des plumes d'un oiseau et la manière dont son cerveau traite différents types de problèmes.