Zdolności kognitywne a wielkość mózgu u gąsiorka Lanius collurio
Type
Project
Date Issued
2018
Author
Joanna Białas
Discipline
biological sciences
Abstract (PL)
Głównym celem niniejszego projektu jest sprawdzenie czy zdolności kognitywne zależą od wielkości mózgu oraz czy ich zróżnicowanie na poziomie międzyosobniczym jest związane z ważnymi procesami wpływającymi na kondycję osobników, takimi jak wybór siedliska, wybór ofiary, czy innowacyjność w zmieniającym się środowisku. Badania pokazują, że zdolności kognitywne są ściśle związane z wielkością mózgu u ptaków i w innych taksonach, również u ludzi. Jednak różnice międzyosobnicze w wielkości mózgu, zdolnościach kognitywnych oraz ich konsekwencje są niemal niezbadane. Niniejszy projekt jest pierwszym, który skupia się na tak ważnych zachowaniach jak unikanie drapieżnictwa poprzez wybieranie bezpieczniejszych siedlisk, żerowanie na nowym, ale obfitym i łatwym do zdobycia pokarmie oraz użycie nowego materiału do wzmocnienia konstrukcji gniazda. Chcielibyśmy odpowiedzieć na kilka pytań związanych z tymi aspektami zdolności kognitywnych i ich związku z rozmiarem mózgu. Stawiamy trzy hipotezy:
H1: Ptaki o większych mózgach wybierają bezpieczniejsze siedliska niż ptaki o małych mózgach.
H2: Ptaki o większych mózgach szybciej zmieniają ofiarę na liczniejszą i łatwiejszą do złapania niż
ptaki o małych mózgach.
H3: Ptaki o większych mózgach wykazują się większą innowacyjnością niż ptaki o małych mózgach.
Postawione hipotezy testowane będą na gąsiorku Lanius collurio jako gatunku modelowym, przez trzy kolejne lata. Aby przetestować pierwszą hipotezę skupimy się przede wszystkim na częstości drapieżnictwa i kilku cechach miejsca gniazdowania (strukturze krzewów, ekspozycji gniazda, gatunku krzewu) wybranych przez badane osobniki. Gniazda będą kontrolowane w celu określenia sukcesu lęgu i przyczyny straty. Ptaki wybierające bezpieczniejsze siedliska to ptaki o lepszych zdolnościach kognitywnych, a zatem powinny posiadać większe mózgi. Druga hipoteza zostanie przetestowana przy użyciu prostej metody wprowadzenia nowego gatunku ofiary. Po wystawieniu w terytorium nieznanego pokarmu – larw mącznika młynarka, będziemy sprawdzać, czy osobniki o znanych wymiarach głowy różnią się czasem przystąpienia do żerowania na łatwej do złapania, licznej, ale nieznanej ofierze. Dwugodzinny eksperyment zostanie nagrany w celu uzyskania danych o jak najlepszej jakości. Trzecia hipoteza będzie testowana poprzez wprowadzenie do środowiska nowego materiału gniazdowego – bawełnianych sznurków, które w łatwy sposób mogą zostać wbudowane w konstrukcję gniazda. Następnie będziemy analizować czy ptaki, które wbudowały do gniazda nowy materiał to ptaki o większych mózgach. Wyniki w dużym stopniu poprawią rozumienie tematów, w zakresie których nasza wiedza wciąż jest niewielka: a zatem związku różnic międzyosobniczych w wielkości mózgu, procesach kognitywnych i ich wpływie na kondycję osobników.
H1: Ptaki o większych mózgach wybierają bezpieczniejsze siedliska niż ptaki o małych mózgach.
H2: Ptaki o większych mózgach szybciej zmieniają ofiarę na liczniejszą i łatwiejszą do złapania niż
ptaki o małych mózgach.
H3: Ptaki o większych mózgach wykazują się większą innowacyjnością niż ptaki o małych mózgach.
Postawione hipotezy testowane będą na gąsiorku Lanius collurio jako gatunku modelowym, przez trzy kolejne lata. Aby przetestować pierwszą hipotezę skupimy się przede wszystkim na częstości drapieżnictwa i kilku cechach miejsca gniazdowania (strukturze krzewów, ekspozycji gniazda, gatunku krzewu) wybranych przez badane osobniki. Gniazda będą kontrolowane w celu określenia sukcesu lęgu i przyczyny straty. Ptaki wybierające bezpieczniejsze siedliska to ptaki o lepszych zdolnościach kognitywnych, a zatem powinny posiadać większe mózgi. Druga hipoteza zostanie przetestowana przy użyciu prostej metody wprowadzenia nowego gatunku ofiary. Po wystawieniu w terytorium nieznanego pokarmu – larw mącznika młynarka, będziemy sprawdzać, czy osobniki o znanych wymiarach głowy różnią się czasem przystąpienia do żerowania na łatwej do złapania, licznej, ale nieznanej ofierze. Dwugodzinny eksperyment zostanie nagrany w celu uzyskania danych o jak najlepszej jakości. Trzecia hipoteza będzie testowana poprzez wprowadzenie do środowiska nowego materiału gniazdowego – bawełnianych sznurków, które w łatwy sposób mogą zostać wbudowane w konstrukcję gniazda. Następnie będziemy analizować czy ptaki, które wbudowały do gniazda nowy materiał to ptaki o większych mózgach. Wyniki w dużym stopniu poprawią rozumienie tematów, w zakresie których nasza wiedza wciąż jest niewielka: a zatem związku różnic międzyosobniczych w wielkości mózgu, procesach kognitywnych i ich wpływie na kondycję osobników.
Abstract (EN)
The main goal of this project is to find out if cognition depends on brain size and if their variation at the intraspecific level is related to important processes that influence individuals’ fitness, such as habitat selection, prey selection, or being innovative in changing environment. It was showed before, that cognition is closely related to brain size in many different species of birds and other taxa including humans. But studies of individual differences in brain size, cognition and fitness consequences of these
differences are extremely rare. This is the first time that studies focuses on such crucial behaviours as avoiding predation by choosing safer habitat, foraging on newly introduced but abundant and easy to get prey species, and using material newly introduced in the environment to strengthen nest construction. We would like to answer several questions concerning relation of these cognition aspects and brain size. We put forward three hypotheses:
1. H1: Birds with bigger brains select safer habitats for nesting than small-brained birds and therefore
achieve higher breeding effect and breeding success.
2. H2: Birds with bigger brains switch faster to more abundant, easy to catch prey than birds with
smaller brains.
3. H3: Birds with bigger brains are more innovative than small-brained birds.
Hypotheses which we put forward are planned to be tested in three consecutive years with Red-backed shrike Lanius collurio as a model species. To test the first hypothesis we will focus on predation rate and few characteristics of nesting sit chosen by birds (structure of shrubs,
nest exposition, nesting shrub species). Nests will be regularly controlled to determine breeding success, and the cause of failure. Birds choosing safer habitats are the birds with better cognitive abilities, thus they should have bigger brains. Second hypothesis will be tested using a simple method of introducing new species of prey. After introducing mealworm larvae in birds’ territories, we will test if individuals of known head measurements differ in time they need to start foraging on easy to catch, abundant, but unknown prey. Two-hours experiments will be recorded to obtain the best quality data. Third hypothesis will be tested by introducing new material – cotton strings, that can be easily incorporated in nest construction. Next we will analyze if birds that used new material are the birds with bigger brains. Results, to a large degree, will complete understanding of topics on which our knowledge is still poor: the relation between individual differences in brain size, cognition, and their effect on individuals’ fitness.
differences are extremely rare. This is the first time that studies focuses on such crucial behaviours as avoiding predation by choosing safer habitat, foraging on newly introduced but abundant and easy to get prey species, and using material newly introduced in the environment to strengthen nest construction. We would like to answer several questions concerning relation of these cognition aspects and brain size. We put forward three hypotheses:
1. H1: Birds with bigger brains select safer habitats for nesting than small-brained birds and therefore
achieve higher breeding effect and breeding success.
2. H2: Birds with bigger brains switch faster to more abundant, easy to catch prey than birds with
smaller brains.
3. H3: Birds with bigger brains are more innovative than small-brained birds.
Hypotheses which we put forward are planned to be tested in three consecutive years with Red-backed shrike Lanius collurio as a model species. To test the first hypothesis we will focus on predation rate and few characteristics of nesting sit chosen by birds (structure of shrubs,
nest exposition, nesting shrub species). Nests will be regularly controlled to determine breeding success, and the cause of failure. Birds choosing safer habitats are the birds with better cognitive abilities, thus they should have bigger brains. Second hypothesis will be tested using a simple method of introducing new species of prey. After introducing mealworm larvae in birds’ territories, we will test if individuals of known head measurements differ in time they need to start foraging on easy to catch, abundant, but unknown prey. Two-hours experiments will be recorded to obtain the best quality data. Third hypothesis will be tested by introducing new material – cotton strings, that can be easily incorporated in nest construction. Next we will analyze if birds that used new material are the birds with bigger brains. Results, to a large degree, will complete understanding of topics on which our knowledge is still poor: the relation between individual differences in brain size, cognition, and their effect on individuals’ fitness.