Causes of variation in problem-solving performance in wild Western Australian Magpies (Gymnorhina tibicen dorsalis)

Resumo Técnico: Causas de Variação no Desempenho de Resolução de Problemas em Magpies da Austrália Ocidental Selvagens

Problema de Pesquisa
A capacidade de resolução de problemas é amplamente considerada um indicador de inovação e um marcador crítico da capacidade de um animal de se adaptar a mudanças ecológicas, particularmente em ambientes urbanos. No entanto, a relação entre o desempenho na resolução de problemas e a capacidade cognitiva geral permanece controversa. Enquanto algumas teorias sugerem que a resolução de problemas depende de domínios cognitivos específicos, como o aprendizado associativo, pesquisas recentes indicam que estes podem ser processos independentes. Além disso, limitações metodológicas na literatura existente — especificamente a dependência de tentativas de exposição única em vez de medidas repetidas para distinguir o desempenho por acaso da habilidade aprendida — dificultam a compreensão da variação intraespecífica. Este estudo aborda essas lacunas investigando os impulsionadores da variação no desempenho de resolução de problemas entre magpies da Austrália Ocidental (Gymnorhina tibicen dorsalis) selvagens e examinando se a habilidade de resolução de problemas correlaciona-se com escores de aprendizado associativo.

Metodologia
O estudo foi conduzido com 34 magpies adultas (17 machos, 17 fêmeas) de 15 grupos sociais em parques urbanos em Perth, Austrália Ocidental. Os indivíduos foram habituados aos pesquisadores e testados em isolamento social para evitar o aprendizado social.

• Tarefas de Resolução de Problemas: As aves foram apresentadas a dois tipos distintos de quebra-cabeças em ordem aleatória:
  1. Virar a tampa (Lid-flip): Um cilindro transparente com uma tampa destacável que deve ser virada para acessar a recompensa alimentar (queijo muçarela).
  2. Perfurar a tampa (Lid-pierce): Um cilindro transparente coberto com papel de açougue que deve ser perfurado para acessar a recompensa.
• Critérios de Sucesso: Para garantir que o desempenho excedesse os níveis de acaso, um indivíduo era solicitado a resolver um quebra-cabeça seis vezes consecutivas. Este limiar corresponde a uma probabilidade binomial de $p < 0,016$. Os indivíduos tiveram até 100 tentativas para atingir este limiar.
• Coleta de Dados: As métricas incluíram tempo para a primeira abordagem (neofobia), tempo de interação com o quebra-cabeça, tempo total de resolução e o número de tentativas necessárias. Variáveis ambientais (vento, cobertura de nuvens, temperatura), tamanho do grupo, peso individual e idade foram registrados.
• Proxy Cognitivo: Escores de aprendizado associativo foram obtidos de uma tarefa separada de associação cor-recompensa (10 escolhas corretas em 12 tentativas consecutivas) para servir como uma medida de cognição geral.
• Análise Estatística: Modelos Lineares Generalizados Mistos (GLMMs) e Modelos Lineares Mistos (LMMs) foram usados para analisar os fatores que influenciam o tempo de resolução e as trajetórias de aprendizado. Os modelos levaram em conta efeitos aleatórios de indivíduo e ID do grupo.

Resultados Principais

• Preditores Divergentes para Resoluções Únicas vs. Consecutivas: Os fatores que influenciam o tempo para a primeira resolução diferiram significativamente daqueles que influenciam o tempo para atingir seis resoluções consecutivas.
  • Primeira Resolução: O número de tentativas realizadas foi o preditor mais forte do tempo de resolução.
  • Seis Resoluções Consecutivas: O tempo de resolução foi melhor explicado pelo tipo de quebra-cabeça, tamanho máximo do grupo e duração da interação com o quebra-cabeça.
• Variação do Tipo de Quebra-Cabeça: Os quebra-cabeças do tipo "virar a tampa" foram resolvidos mais rapidamente e com maior consistência do que os do tipo "perfurar a tampa". Os quebra-cabeças de "perfurar a tampa" exibiram maior variabilidade e tempos de resolução mais longos, provavelmente devido à necessidade de colocar a face contra uma barreira opaca, o que conflita com comportamentos naturais de vigilância de forrageio.
• Trajetórias de Aprendizado: As curvas de aprendizado variaram por indivíduo e tipo de quebra-cabeça. Apenas 8 de 34 indivíduos demonstraram trajetórias de aprendizado significativas para o quebra-cabeça de "virar a tampa", enquanto 22 de 34 indivíduos mostraram aprendizado para o quebra-cabeça de "perfurar a tampa".
• Efeitos do Tamanho do Grupo: Contrariando alguns achados anteriores nesta espécie, tamanhos de grupo maiores foram associados a tempos de resolução mais longos durante as tentativas repetidas, potencialmente devido ao aumento dos requisitos de vigilância e diversão da atenção em contextos sociais.
• Cognição vs. Resolução de Problemas: Não foi encontrada nenhuma relação significativa entre os escores de aprendizado associativo e o desempenho de resolução de problemas (medido tanto pelo tempo de resolução quanto pelo número de tentativas).

Significância e Alegações
Os autores afirmam que este estudo fornece a primeira demonstração de habilidade de resolução de problemas acima dos níveis de acaso em um animal selvagem utilizando um limiar estrito de sucesso consecutivo. A principal significância do trabalho reside no seu rigor metodológico, que revela que medidas de tentativa única podem falhar em capturar a complexidade dos fatores que impulsionam o desempenho de resolução de problemas.

O estudo conclui que a habilidade de resolução de problemas em magpies da Austrália Ocidental não é um reflexo direto da habilidade de aprendizado associativo, sugerindo que a resolução de problemas pode emergir de uma interação complexa de fatores sociais, intrínsecos e ambientais, em vez de um único domínio cognitivo. Adicionalmente, os achados destacam que o design da tarefa (por exemplo, efeitos de oclusão no quebra-cabeça de perfurar a tampa) pode influenciar o desempenho independentemente de traços cognitivos, enfatizando a necessidade de um design de tarefas ecologicamente relevantes na ecologia cognitiva.