למין הציפורים הזעיר הזה יש זיכרון מרחבי יוצא דופן שהוא אפילו טוב יותר מבני אדם – מחקר חדש מסביר מדוע

אפרוחי הרים מפגינים זיכרון מרחבי יוצא דופן לשרידת חורפים על ידי היזכרות במספר מיקומי מטמון מזון, כאשר מחקר חדש חושף את הבסיס הגנטי של תכונה זו והשלכותיה על ההסתגלות.

איבדת את המפתחות שלך? לא זוכר איפה החנית את הרכב? אם רק היה לך זיכרון של גוזל הרים.

הציפורים הקטנטנות הללו, כל אחת שוקלת חצי אונקיה ובעלת מוח קצת יותר גדול מאפונה, אוגרת עשרות אלפי זרעים בנקודות מסתור שונות כמו קליפת עצים, מתחת לעלים מתים ובתוך אצטרובלים ברחבי ההרים. עם כניסת החורף, הם מסוגלים לזכור את המיקומים המדויקים של המאגרים הללו, יכולת יוצאת דופן המסייעת להישרדותם דרך חורפים קשים וירידת שלג כבדה.

במחקר חדש שפורסם לאחרונה בכתב העת ביולוגיה נוכחית, חוקרים מאוניברסיטת קולורדו בולדר ואוניברסיטת נבאדה, רינו מזהים כמעט מאה גנים הקשורים לזיכרון המרחבי של הציפורים, או ליכולת לזכור את מיקומם של עצמים. המאמר גם מציע שקיים פשרה פוטנציאלית בין זיכרון מוצק לטווח ארוך לבין היכולת לבטל במהירות זיכרונות ישנים כדי ליצור חדשים.

הממצאים יכולים לעזור לביולוגים להבין טוב יותר את התפתחות הזיכרון המרחבי בבעלי חיים, כולל בני אדם.

"צ'יקאדים הם ציפורים מרשימות", אמר סקוט טיילור, מנהל תחנת מחקר ההרים של CU Boulder ופרופסור חבר במחלקה לאקולוגיה וביולוגיה אבולוציונית. "הם יכולים לזכור עשרות אלפי מקומות שבהם הם תפסו מזון במטמון לאורך חורף שלם וקבוצה חדשה של אלה בחורף הבא. הזיכרון המרחבי שלהם הרבה יותר מפותח מהרבה ציפורים אחרות שלא צריכות לקבל את האסטרטגיה הזו כדי לשרוד חורפים קרים".

כדי להעריך את הזיכרון המרחבי של גוזל הרים פראי, משתפי הפעולה של טיילור באוניברסיטת נבאדה, רינו, בראשות הפרופסור הביולוג, ולדימיר פראבוסודוב, עיצבו מבחן חכם. הם תלו מערכי הזנה מרובים, בכל אחד מהם שמונה מאכילי ציפורים עם זרעים בהרי סיירה נבאדה בקליפורניה. לכל מזין יש שער עם קורא תדרי רדיו שיכול לזהות תג שחוקרים שמים על אפרוחים. לאחר מכן הצוות תכנת כל שער להיפתח רק לציפורים מסוימות, כך שהגוזלים היו צריכים לזכור את מיקומם של המזינים שיפתחו להם.

לאחר מכן ספרו פראבוסודוב והצוות שלו כמה פעמים כל צ'יקדי נחת על המזינים הלא נכונים לפני שהם זכרו את הנכון. התיאוריה היא שלציפורים עם זיכרון מרחבי טוב יותר יהיה שיעור שגיאות נמוך יותר.

באמצעות דגימות דם, הצוות ב-CU Boulder גם רצף את כל הגנום של 162 צ'יקדיים מתויגים, ויצר את מערך הנתונים הגדול ביותר שנאסף אי פעם להערכת הבסיס הגנטי של היכולת הקוגניטיבית של chickadee. על ידי השוואה של הגנום של הציפורים עם הביצועים שלהן במבחן האכלה, הצוות זיהה 97 גנים הקשורים ללמידה המרחבית ולזיכרון של הגוזליים. ציפורים עם וריאנטים גנטיים ספציפיים בגנים אלה עשו פחות ניסיונות שגויים לפני שנחתו על המזינים המיועדים להם.

חלק גדול מהגרסאות הללו קשורות להיווצרות נוירונים בהיפוקמפוס, חלק מהמוח שאחראי על למידה וזיכרון, על פי מחברת המאמר שרה פדולה, דוקטורנט. סטודנט בחוג לאקולוגיה וביולוגיה אבולוציונית.

"הבנת הבסיס הגנטי של תכונה זו תאפשר לנו להבין כיצד התכונה מתפתחת", אמר טיילור.

טיילור מציין שהאב הקדמון המשותף של כל הגוזלים בצפון אמריקה תפס מזון במטמון. אבל מבין השבעה מִין של חומוסיות שנמצאו עכשיו כאן, שניים לא.

"הם חיים בסביבה מתונה יותר שבה אוכל זמין בדרך כלל כל השנה. כעת, כאשר אנו מכירים את אזורי הגנים העומדים בבסיס הזיכרון המרחבי, אנו יכולים להסתכל כיצד נראית וריאציה במינים הללו שאיבדו את המטמון", אמר.

"מחקר זה קידם באופן משמעותי את ההבנה שלנו של הגנטיקה של הזיכרון המרחבי בציפורים וגנטיקה התנהגותית בצורה רחבה יותר", אמר ג'ורג'י סמנוב, מחבר המאמר ושותף מחקר במחלקה לאקולוגיה וביולוגיה אבולוציונית.

פשרה

Chickadees שיש להם זיכרון מרחבי יוצא דופן יכולים לחיות עד תשע שנים, וזה זמן רב עבור ציפור קטנה, אמר טיילור. אבל המחקר מצביע על כך שזיכרון ארוך טווח טוב עשוי לגבות מחיר.

לאחר הפעלת המשימה הראשונית במשך כמה ימים, הצוות של פראבוסודוב הקצה מאכילים חדשים לציפורים.

להפתעת הצוות, צ'יקאדים שהציגו ביצועים טובים יותר בבדיקה הראשונית נטו להתקשות במעבר למזון החדש. נראה היה להם קשה יותר לנטוש את הזיכרונות הראשוניים שלהם וליצור חדשים.

"בסביבה משתנה יותר, מה שמצאו משתפי הפעולה שלנו מצביע על כך שלגוזלים עם זיכרון טוב לטווח ארוך עשוי להיות חיסרון. לדוגמה, אם יש סופת שלג בלתי צפויה, הציפורים הללו עלולות להמשיך ולנסות לבקר במטמונים שנטמנו בשלג, במקום לשכוח אותם ולחפש מאגרים אחרים", אמר פדולה.

אקלים משתנה

מול אקלים המשתנה במהירות, ציפורים שיכולות ליצור במהירות זיכרונות חדשים עשויות לשרוד טוב יותר.

"בגלל שינויי האקלים, אנו עשויים לצפות שהלחצים הסלקטיביים הללו שמעצבים את הזיכרון המיוחד של צ'יקדי במשך אלפי שנים ישתנו באופן משמעותי", אמר טיילור.

החורף הזה, טיילור וצוותו הקימו את אותו סוג של מערך הזנה בתחנת מחקר ההרים של האוניברסיטה ממערב לבולדר.

במשך מיליון השנים האחרונות התפתחו גבעות ההרים בהרי הרוקי באופן עצמאי מאלה שבהרי סיירה נבאדה. הצוות מקווה לחקור אם שתי קבוצות הציפורים התפתחו זיכרון מרחבי באותו אופן באזורים גיאוגרפיים שונים.

הצוות גם מעוניין ללמוד אם חומות שחורות, המתקיימות יחד עם גוזלות הרים בהרי הרוקי, מפגינות כישורי זיכרון מרחביים שונים. הם ימשיכו את ניסוי המזון בתחנת מחקר ההרים במהלך החורפים הקרובים כדי לאסוף נתונים נוספים.

"אנחנו לא צריכים לנסוע לחלק מרוחק של העולם כמו אנטארקטיקה כדי ללמוד כיצד בעלי חיים עשויים להגיב לשינויי אקלים. אנחנו יכולים לעשות את זה עם הציפורים האלה שרוב צפון אמריקה מכירים. אני חושב שזה משהו מיוחד בגוזלנים, "אמר טיילור.