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

野生の世界において、動物たちは配偶者を選ぶ際に困難な選択に直面することがよくあります。彼らは、健康で強く、子育てができるパートナーを選ばなければなりませんが、他の鳥の精神の中を直接覗き見て、その知能を測定することはできません。学習能力や問題解決能力、すなわち認知能力は、食料をより容易に見つけたり、新たな危険に適応したりといった大きな利点をもたらし得る「隠れた形質」です。この知能は目に見えないものであるため、科学者たちは、動物が他の目に見える信号をショートカット（近道）として利用しているのではないかと長年考えてきました。信頼できる信号とは、「正直」なものでなければなりません。つまり、弱った個体や病気の個体が偽装するにはコストがかかりすぎるものである必要があります。もし、鮮やかな羽や複雑な歌が、多くのエネルギーや特定の栄養素を必要とするものであれば、それは潜在的な配偶者に対して、その鳥が極めて優れた身体状態にあることを伝える指標となり得ます。フェオメラニンとして知られる特定の種類の色素は、羽に赤茶色の色合いを作り出します。この色素は、システインと呼ばれるアミノ酸から作られますが、システインは脳を構築し、脳を損傷から守るためにも不可欠なものです。この共有された生物学的資源は、潜在的なトレードオフを生み出します。つまり、鳥は、輝くような赤い頭部のパッチを作るためにシステインを使うのか、それともより鋭い知能を発達させるために使うのか、という選択を迫られる可能性があるのです。

研究者たちは、この考えを検証するために、北米の湿地に生息する小さな鳴禽類であるスワンプスパロー（沼沢地スズメ）を用いてテストを行いました。オスのスワンプスパローは、赤茶色の羽と黒い羽が混ざり合った特徴的な頭部のキャップを被っています。このパッチの大きさや赤さの度合いは、個体によって異なります。これらの視覚的な形質が鳥の脳の力について何らかの手がかりを与えるかどうかを確認するため、科学者チームはペンシルベニア州でオスのスパローを捕獲し、デューク大学の研究室へと連れてきました。そこで彼らは、各個体のキャップの赤色の正確な色合いを測定し、赤い羽が覆っている総面積を算出しました。その後、彼らは鳥たちに、異なる種類の思考をテストするために設計された一連の精神的課題を課しました。これらのテストには、新しい種類の容器を開ける方法を学ぶこと、特定のケージの隅に食料が隠されている場所を覚えること、報酬に関連付けられた色を学習すること、そして色が切り替わった際にそのルールを「脱学習」することなどが含まれていました。また、透明な管の中にある目に見える報酬に対して、自分自身の突っつき行動をいかに早く抑制できるかをテストし、自制心の尺度としました。

結果は、赤さやキャップの大きさが単一の総合的な知能を示すわけではないという、複雑な様相を明らかにしました。その代わりに、鳥たちのパフォーマンスは、直面している課題の具体的な種類に大きく依存していました。キャップが大きく赤い鳥は、新しい方法で食料を見つけることや空間的な位置を記憶することにおいて優れた成績を示す傾向があり、これは彼らが環境の探索やナビゲーションに長けていることを示唆しています。しかし、これと同じ鳥たちは、自制心のテストにおいては成績が悪く、透明な管の側面を突かずに食料を得る方法を学ぶのに時間を要しました。これは、鮮やかな赤いキャップに関連付けられた大胆さやリスクを取る行動が、本能的な反応を抑えることを難しくしている可能性を示唆しています。興味深いことに、赤いキャップを持つ鳥たちは、以前のルールを脱学習するという課題においても優れた成績を収めており、状況が変化した際に思考を適応させることができることを示しました。

また、この研究では、異なる精神的テスト同士が一般的に相関しているわけではないことも判明しました。食料がどこに隠されているかを覚えるのが得意な鳥が、必ずしも新しい色のルールを学ぶのが得意であるとは限りませんでした。これは、これらの鳥における知能が単一の一般的な能力ではなく、独立して機能する特定のスキルの集合体であるという考えを支持しています。唯一、強い関連性が見られたのは、色の関連付けテストと色の反転テストであり、これらはいずれも色のルールを学習し、その後変更することを必要とするものでした。研究者たちは、スワンプスパローの赤茶色の頭部パッチは、総合的な脳の力というよりも、特に探索や柔軟性に関連する特定の認知的な強さを示す信号として機能している可能性があると結論付けました。この研究は、赤い羽が知能を引き起こすことを証明したわけではありませんが、鳥の羽の化学組成と、その脳がさまざまな種類の問題にどのように対処するかとの間の、非常に興味深い結びつきを浮き彫りにしています。