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Intelligenza dei cetacei (Cetacean intelligence)
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Intelligenza dei cetacei (Cetacean intelligence)

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Cetacean intelligence

Intelligenza dei cetacei (Cetacean intelligence)

L'intelligenza dei cetacei è l'intelligenza complessiva e l'abilità cognitiva derivata dei mammiferi acquatici appartenenti all'infraordine dei Cetacei (cetacei), compresi...

L'intelligenza dei cetacei si riferisce alle capacità cognitive e intellettuali dei mammiferi acquatici dell'infraordine dei Cetacei, che comprende misticeti, focene e delfini. Un'indagine del 2014 ha rivelato che il globicefalo possiede un numero maggiore di neuroni neocorticali rispetto a qualsiasi altro mammifero studiato fino ad oggi, compresi gli esseri umani.

Cervello

Dimensione

Le dimensioni del cervello sono state storicamente considerate un fattore determinante primario dell'intelligenza di un animale. Tuttavia, numerose altre variabili influenzano anche la capacità cognitiva e le scoperte contemporanee sull’intelligenza aviaria hanno messo in discussione il solo affidamento sulle dimensioni del cervello come parametro dell’intelligenza. Dato che una parte sostanziale del cervello è dedicata al mantenimento fisiologico, rapporti di massa cervello-corpo più elevati potrebbero essere correlati a una maggiore percentuale di tessuto cerebrale destinato a complessi processi cognitivi. Le analisi allometriche suggeriscono generalmente che le dimensioni del cervello dei mammiferi scalano con la massa corporea a un esponente approssimativo di 2⁄3 o §78§⁄§910§. Il quoziente di encefalizzazione (EQ), derivato dal confronto tra le dimensioni effettive del cervello di un animale e le dimensioni previste dall'allometria, offre una misura dell'intelligenza più raffinata.

Le cellule fusate, caratterizzate da neuroni privi di estese ramificazioni dendritiche, sono state identificate nella corteccia cerebrale di megattere, balenottere comuni, capodogli, orche, delfini tursiopi, delfini di Risso e balene beluga. Sebbene inizialmente queste cellule abbiano attirato notevole attenzione a causa della convinzione che la loro presenza fosse limitata a specie altamente encefalizzate o socialmente complesse come gli esseri umani, le grandi scimmie e gli elefanti, la ricerca successiva ha ampliato questa comprensione. Studi successivi hanno rivelato cellule fusiformi in una gamma più diversificata di specie e taxa di mammiferi, tra cui pecore domestiche, mucche, ippopotami pigmei e cervi dalla coda bianca, suggerendo così un ruolo biologico più fondamentale. Inoltre, alcuni ricercatori hanno sollevato dubbi riguardo al fatto se le cellule fusate identificate in specie non ominidi, come i delfini, siano analoghe alle cellule specializzate "a cavatappi" delineate da von Economo, distinguendole dai tipi di cellule fusate più onnipresenti.

Struttura

Il cervello degli elefanti mostra una complessità paragonabile a quella dei delfini, mostrando una maggiore convoluzione rispetto al cervello umano e possedendo una corteccia più spessa rispetto ai cetacei. L’espansione della neocorteccia, sia in termini assoluti che relativi alle dimensioni complessive del cervello, è ampiamente considerata un motore primario dell’intelligenza umana durante lo sviluppo evolutivo, indipendentemente dalla sua definizione specifica. Sebbene una neocorteccia sofisticata sia tipicamente correlata a un'intelligenza elevata, esistono delle eccezioni. Ad esempio, nonostante possieda un cervello altamente sviluppato, l'echidna non è generalmente percepita come eccezionalmente intelligente; tuttavia, gli studi iniziali sulle loro capacità cognitive indicano una capacità di svolgere compiti più avanzati di quanto precedentemente ipotizzato.

Uno studio innovativo del 2014 ha rivelato che il globicefalo, una specie di delfino, possiede un numero maggiore di neuroni neocorticali rispetto a qualsiasi altro mammifero esaminato fino a quel momento, compresi gli esseri umani. Il cervello dei delfini presenta un lobo paralimbico, una struttura assente nei mammiferi terrestri, che potrebbe contribuire all’elaborazione sensoriale. Inoltre, è stato ipotizzato che, analogamente agli esseri umani, la regione paralimbica nei delfini governa l’autocontrollo, la motivazione e le risposte emotive. I delfini respirano volontariamente, mantenendo il controllo cosciente sulla respirazione anche durante il sonno, il che implica che l'anestesia veterinaria porterebbe all'asfissia. La ricerca di Ridgway indica che gli elettroencefalogrammi (EEG) rivelano un'asimmetria emisferica alternata nell'attività a onde lente durante il sonno, con schemi sporadici simili al sonno osservati in entrambi gli emisferi. Questa scoperta è stata interpretata come prova che i delfini si impegnano nel sonno uniemisferico, potenzialmente per gestire il loro sistema respiratorio volontario o per mantenere la vigilanza contro le minacce.

La maggiore dipendenza dei delfini dall'elaborazione uditiva è evidente nella sua struttura cerebrale: l'area neurale dedicata all'imaging visivo costituisce circa un decimo di quella del cervello umano, mentre la regione assegnata all'imaging acustico è circa dieci volte più grande. Gli esperimenti sensoriali suggeriscono un grado significativo di integrazione intermodale nell'elaborazione delle forme tra le aree ecolocalizzate e visive del cervello.

Evoluzione del cervello

L'evoluzione dell'encefalizzazione nei cetacei è parallela a quella osservata nei primati. Mentre la traiettoria evolutiva generale dei cetacei prevedeva aumenti della massa cerebrale, della massa corporea e del quoziente di encefalizzazione, alcuni lignaggi hanno sperimentato la decefalizzazione, le cui pressioni selettive rimangono oggetto di dibattito in corso. All'interno dell'ordine dei cetacei, gli Odontoceti mostrano generalmente quozienti di encefalizzazione più elevati rispetto ai Mysticeti, una disparità in parte attribuibile alle masse corporee significativamente più grandi dei Mysticeti senza un aumento proporzionale della massa cerebrale. Per quanto riguarda le pressioni selettive che hanno influenzato l'encefalizzazione o la decefalizzazione del cervello dei cetacei, la ricerca contemporanea propone diverse teorie principali. L’ipotesi più convincente postula che l’espansione e la complessità del cervello dei cetacei si siano evolute per facilitare interazioni sociali complesse. I fattori alternativi includono cambiamenti nella dieta, lo sviluppo dell'ecolocalizzazione o un'espansione della portata territoriale.

Abilità di risoluzione dei problemi

Alcune ricerche indicano che i delfini, tra le altre specie animali, comprendono concetti come la continuità numerica, anche se non necessariamente il conteggio. I delfini possono possedere la capacità di discriminare tra i numeri.

Diversi ricercatori che studiano la capacità degli animali di apprendere la formazione di insiemi tendono a classificare i delfini a un livello cognitivo paragonabile a quello degli elefanti, suggerendo che i delfini non superano altri animali altamente intelligenti nei compiti di risoluzione dei problemi. Una revisione di vari studi del 1982 ha dimostrato che, sebbene i delfini abbiano un punteggio elevato nell'apprendimento della "formazione di set", non ottengono i punteggi più alti tra tutti gli animali esaminati.

Comportamento

Caratteristiche del pod

Le dimensioni dei gruppi di delfini mostrano variazioni sostanziali. I delfini di fiume formano tipicamente aggregazioni più piccole, che vanno da 6 a 12 individui, o occasionalmente appaiono singolarmente o in coppia, con i membri di questi gruppi più piccoli che dimostrano il reciproco riconoscimento. Al contrario, le specie oceaniche come il delfino maculato pantropicale, il delfino comune e la stenella spesso navigano in estesi baccelli comprendenti centinaia di individui. Anche se rimane incerto se ogni membro di questi gruppi più grandi abbia familiarità con gli altri, queste aggregazioni sostanziali possono funzionare come un’entità unificata e coesa. Le osservazioni indicano che quando una minaccia imprevista, come uno squalo, si avvicina lateralmente o dal basso, l'intero gruppo risponde quasi in modo sincrono per eludere il pericolo. Questa azione collettiva implica che i delfini debbano mantenere la consapevolezza non solo dei loro vicini immediati ma anche di altri individui nelle vicinanze, simili alle "onde del pubblico" umane. Questo coordinamento è facilitato da segnali visivi e potenzialmente dall'ecolocalizzazione. Un'ipotesi avanzata da Jerison (1986) suggerisce che i delfini all'interno di un branco possono condividere dati di ecolocalizzazione, migliorando così la loro comprensione collettiva dell'ambiente.

Le orche residenti nel sud, che si trovano nella Columbia Britannica, in Canada, e a Washington, negli Stati Uniti, si organizzano in unità familiari estese. L'elemento fondamentale della loro struttura sociale è la linea matriarcale, che comprende una matriarca e tutte le sue generazioni successive. Molteplici matrilinee formano collettivamente un baccello di orca residente nel sud, caratterizzato dalla sua appartenenza duratura e altamente stabile e dal possesso di un dialetto distinto che persiste nel tempo. Un vitello residente nel sud nasce nel branco di sua madre e mantiene l'affiliazione con quel gruppo per tutta la vita.

Un dialetto dei cetacei rappresenta una tradizione vocale modellata dall'apprendimento sociale. Gli intricati sistemi di comunicazione vocale osservati nelle orche sono coerenti con le loro notevoli dimensioni del cervello e la complessa organizzazione sociale. I tre baccelli di orche residenti nel sud mostrano vocalizzazioni condivise e distintive. Per quanto riguarda lo scopo dei dialetti delle orche residenti, i ricercatori John Ford, Graeme Ellis e Ken Balcomb hanno ipotizzato: "Può darsi che i dialetti siano usati dalle balene come indicatori acustici dell'identità e dell'appartenenza al gruppo, il che potrebbe servire a preservare l'integrità e la coesione dell'unità sociale." Le orche residenti stabiliscono società insulari, caratterizzate dall'assenza di emigrazione o dispersione individuale e dalla mancanza di flusso genetico con altre popolazioni di orche. Inoltre, le prove suggeriscono che anche altre specie di delfini potrebbero possedere dialetti.

La ricerca sui delfini tursiopi condotta da Wells a Sarasota, in Florida, e da Smolker a Shark Bay, in Australia, rivela che le femmine all'interno di una comunità sono interconnesse, direttamente o tramite mutua associazione, all'interno di un quadro sociale più ampio chiamato fissione-fusione. I gruppi più affiatati, detti "band", possono mantenere una composizione stabile per diversi anni. Sebbene le prove genetiche suggeriscano una potenziale parentela tra i membri del gruppo, questi gruppi non sono esclusivamente limitati a un singolo lignaggio matrilineare. Non vi è alcuna indicazione di concorrenza tra bande. In queste stesse regioni di studio, insieme a Moray Firth, in Scozia, i maschi stabiliscono robuste associazioni di due o tre individui, mostrando un coefficiente di associazione compreso tra 70 e 100. Questi gruppi maschili sono designati "alleanze" e i loro membri spesso si impegnano in comportamenti sincronizzati come la respirazione, il salto e lo sfondamento. Le strutture delle alleanze dimostrano stabilità per decenni e possono conferire vantaggi nell'assicurare le femmine per la riproduzione. Le complesse strategie sociali impiegate dai mammiferi marini come i delfini tursiopi offrono "paralleli interessanti" con i comportamenti sociali osservati negli elefanti e negli scimpanzé.

Gioco complesso.

I delfini mostrano comportamenti di gioco complessi, inclusa la creazione di stabili anelli vorticosi toroidali subacquei con nucleo d'aria, comunemente chiamati "anelli di bolle". Due metodologie principali caratterizzano la generazione degli anelli di bolle: la rapida espulsione di un getto d'aria nell'acqua, che successivamente risale in superficie, formando un anello; in alternativa, ripetuti nuoto circolari seguiti dall'iniezione di aria nelle correnti vorticose elicoidali risultanti. I delfini ispezionano spesso queste creazioni visivamente e acusticamente tramite sonar. Inoltre, sembrano trarre piacere dal distruggere questi anelli di vortice, facendoli frammentare in numerose bolle individuali che salgono rapidamente. Allo stesso modo, alcune specie di balene producono anelli di bolle o reti di bolle, principalmente per scopi di foraggiamento. Numerose specie di delfini praticano anche il wave-riding, utilizzando le onde naturali della costa, analoghe al "body-surfing" umano, o le onde di prua generate da imbarcazioni in movimento, una pratica chiamata bow riding.

Cooperazione interspecie

Esistono casi documentati di assistenza e interazione interspecie tra delfini e focene in cattività, in particolare compresi gli aiuti forniti alle balene spiaggiate. Sono stati osservati anche delfini che prestavano assistenza a nuotatori umani in difficoltà e almeno un caso documentato riguarda un delfino in difficoltà che cercava attivamente aiuto da subacquei umani.

Comportamento creativo

Oltre alla loro capacità di apprendere comportamenti complessi, i delfini hanno anche mostrato la capacità di generare risposte nuove e creative. Karen Pryor condusse ricerche su questo fenomeno a metà degli anni '60 al Sea Life Park, Hawaii, pubblicando successivamente le sue scoperte nel 1969 con il titolo The Creative Porpoise: Training for Novel Behavior. Lo studio ha utilizzato come soggetti due delfini dai denti ruvidi (Steno bredanensis): Malia, un'artista abituale del Sea Life Park, e Hou, un soggetto di ricerca dell'adiacente Oceanic Institute. L'esperimento mirava a determinare se e quando i delfini avrebbero capito che venivano ricompensati (con i pesci) specificamente per l'originalità comportamentale, ottenendo risultati di grande successo. Tuttavia, la dimensione limitata del campione di due delfini limita la generalizzabilità delle conclusioni dello studio.

La metodologia sperimentale, iniziata con Malia, prevedeva la selezione di un comportamento specifico che mostrava quotidianamente e il rafforzamento di ogni esempio di quel comportamento durante la sessione. Ogni giorno successivo, Malia presentava inizialmente il comportamento precedentemente premiato; tuttavia, il rinforzo veniva fornito esclusivamente per l'esibizione di un comportamento nuovo. Inizialmente, tutti i comportamenti mostrati rientravano nel repertorio conosciuto delle azioni dei delfini. Dopo circa due settimane, Malia apparentemente esaurì il suo repertorio di comportamenti "normali" e iniziò a ripetere le azioni precedentemente esibite. Queste ripetizioni non hanno ricevuto rinforzo.

Pryor ha riferito che il delfino sembrava scoraggiato. Tuttavia, durante la sedicesima sessione, dopo un periodo privo di comportamenti nuovi, i ricercatori hanno osservato un capovolgimento senza precedenti. Questa nuova azione è stata successivamente rafforzata. Pryor ha raccontato che in seguito a questa nuova esibizione: "invece di offrirlo di nuovo, ha offerto un colpo di coda che non avevamo mai visto; l'abbiamo rafforzato. Ha iniziato a offrirci tutti i tipi di comportamento che non avevamo mai visto in una raffica così folle che alla fine difficilmente potevamo scegliere a cosa lanciare il pesce".

Il secondo soggetto, Hou, ha richiesto trentatré sessioni per raggiungere uno stadio comparabile di novità comportamentale. In entrambi i casi, l'esperimento si è concluso quando la crescente variabilità del comportamento dei delfini ha reso impraticabile un ulteriore rinforzo positivo.

Una replica di questo esperimento con volontari umani ha rivelato una durata simile affinché i partecipanti comprendessero l'obiettivo dell'esperimento. Dopo una fase iniziale caratterizzata da frustrazione o rabbia, i soggetti umani hanno riconosciuto che venivano rinforzati nuovi comportamenti. Sebbene questa realizzazione abbia suscitato entusiasmo e un aumento di nuovi comportamenti tra i delfini, ha generato principalmente un senso di sollievo nei partecipanti umani.

Le orche in cattività hanno mostrato modelli comportamentali indicativi di noia con attività ripetitive. Ad esempio, durante la ricerca di Paul Spong sull'acuità visiva dell'orca Skana, dopo aver ottenuto risultati costantemente positivi in ​​72 prove giornaliere, Skana ha iniziato improvvisamente a fornire risposte errate per ogni prova. Spong ha dedotto che la fornitura di un numero limitato di pesce non fosse sufficiente come incentivo motivazionale. Successivamente, ha introdotto la musica, che sembrava aumentare significativamente la motivazione di Skana.

Le osservazioni presso l'Institute for Marine Mammal Studies nel Mississippi suggeriscono che i delfini residenti mostrano una consapevolezza degli eventi futuri. Questi delfini sono addestrati a mantenere pulita la loro vasca raccogliendo i detriti e presentandoli al custode in cambio di un pesce come ricompensa. In particolare, secondo quanto riferito, un delfino, di nome Kelly, ha sviluppato una strategia per massimizzare il consumo di pesce accumulando rifiuti sotto una roccia alla base della piscina e poi recuperandoli in piccoli incrementi.

Utilizzo degli strumenti

Dal 1984, i ricercatori hanno documentato i delfini tursiopi selvatici a Shark Bay, nell'Australia occidentale, utilizzando strumenti rudimentali. Durante le attività di foraggiamento sul fondo del mare, sono stati osservati numerosi delfini staccare frammenti di spugna e circondare con essi i loro rostri, apparentemente per mitigare le abrasioni e aiutare negli scavi.

I delfini tursiopi rappresentano una delle sole tre specie, insieme agli esseri umani e alle lontre marine, per le quali è stata documentata la specializzazione individuale nell'uso degli strumenti. Le analisi genomiche rivelano che il gene RELN, responsabile della codifica della proteina reelin e dell'influenza sulla plasticità sinaptica e sul potenziamento a lungo termine, ha subito una selezione positiva sia nei delfini tursiopi che nelle lontre marine, ma non nelle lontre di fiume. I ricercatori propongono che le variazioni trasmesse dalla madre e dalla società nei comportamenti di foraggiamento e nell'uso degli strumenti osservate nelle lontre marine e nei delfini tursiopi possano essere correlate con adattamenti genetici che migliorano la memoria e le capacità di apprendimento.

Strategie di comunicazione

I cetacei utilizzano diverse vocalizzazioni sia per la comunicazione che per la percezione sensoriale. Le vocalizzazioni degli odontoceti (balene dentate) sono classificate in tre tipi principali: clic, fischi e richiami pulsati.

Prove sostanziali indicano che i delfini utilizzano vocalizzazioni specifiche, chiamate fischietti, per l'identificazione e/o il richiamo reciproco. Le osservazioni hanno registrato delfini che emettevano sia i propri fischi caratteristici che quelli di altri individui. Un fischio caratteristico emerge presto nella vita di un delfino, apparentemente formato attraverso l'imitazione del fischietto caratteristico della madre. Questo comportamento imitativo sembra essere limitato alle interazioni tra una madre e la sua prole e tra maschi adulti affini.

Xitco ha documentato la capacità dei delfini di intercettare passivamente l'ispezione ecolocativa attiva di un oggetto da parte di un altro delfino. Herman si riferisce a questo fenomeno come all'ipotesi della "torcia acustica", suggerendo un potenziale collegamento con le scoperte sia di Herman che di Xitco riguardanti la comprensione di diversi gesti di puntamento, come il puntamento umano, il puntamento posturale dei delfini e lo sguardo umano. Questa comprensione implica il reindirizzamento dell'attenzione di un altro individuo, un'abilità cognitiva che può richiedere una teoria della mente.

Le caratteristiche intrinseche degli habitat dei delfini rendono la ricerca sperimentale notevolmente più costosa e complessa rispetto agli studi che coinvolgono molte altre specie. Inoltre, la capacità dei cetacei di produrre e percepire suoni (presumibilmente la loro modalità di comunicazione primaria) attraverso uno spettro di frequenze significativamente più ampio dell'udito umano richiede strumentazione avanzata, storicamente scarsa, per registrazioni e analisi accurate. Ad esempio, i clic possono possedere un'energia notevole a frequenze superiori a 110 kHz (al contrario, l'udito umano raramente si estende oltre i 20 kHz), rendendo quindi necessarie apparecchiature con frequenze di campionamento di almeno 220 kHz; di conseguenza, viene spesso utilizzato hardware con capacità MHz.

Oltre alla comunicazione acustica, la modalità visiva gioca un ruolo cruciale. Ad esempio, alcune specie utilizzano una pigmentazione corporea contrastante, come "lampi" dalle loro regioni ventrali ipopigmentate, insieme alla generazione di flussi di bolle durante il fischio caratteristico. Inoltre, una parte sostanziale dei comportamenti sincroni e cooperativi, descritti in dettaglio nella sezione Comportamento, e delle strategie di foraggiamento cooperative sono probabilmente mediate, almeno parzialmente, attraverso segnali visivi.

Indagini sperimentali hanno dimostrato la capacità dei delfini di acquisire il linguaggio dei segni umano e di utilizzare fischi per la comunicazione bidirezionale uomo-animale. Nello specifico, i delfini tursiopi di nome Phoenix e Akeakamai hanno mostrato di comprendere singole parole e frasi fondamentali, come "tocca il frisbee con la coda e poi saltaci sopra". Phoenix padroneggiava i fischi, mentre Akeakamai acquisiva il linguaggio dei segni, ed entrambi i delfini comprendevano l'importanza della sequenza dei compiti all'interno di una frase.

Una ricerca condotta da Jason Bruck presso l'Università di Chicago ha rivelato che i delfini tursiopi possiedono la capacità di ricordare i fischi distintivi dei conspecifici con cui avevano precedentemente convissuto, anche dopo due decenni di separazione. Il fischio unico di ogni delfino svolge una funzione analoga a un nome, facilitando il mantenimento di forti legami sociali tra questi mammiferi marini. Questa recente indagine indica che i delfini mostrano la capacità di memoria documentata più lunga tra le specie non umane.

Consapevolezza di sé

Sebbene non delineata con precisione all'interno del discorso scientifico, l'autoconsapevolezza è posta come elemento fondante per processi cognitivi più sofisticati, come il ragionamento metacognitivo (la capacità di pensare ai propri pensieri), che sono caratteristici degli esseri umani. Studi empirici in questo ambito indicano che i delfini tursiopi, insieme agli elefanti e alle grandi scimmie, mostrano autocoscienza.

La valutazione predominante per la consapevolezza di sé nei soggetti animali è il test dello specchio, ideato da Gordon Gallup negli anni '70. Questa procedura prevede l'applicazione di un marchio temporaneo sul corpo di un animale, seguito dalla presentazione all'animale di uno specchio.

Nel 1995, Marten e Psarakos hanno utilizzato la tecnologia televisiva per indagare sull'autoconsapevolezza nei delfini. La loro metodologia prevedeva di presentare ai delfini filmati in tempo reale di se stessi, filmati preregistrati e immagini di un altro delfino. I ricercatori hanno concluso che i loro risultati indicavano consapevolezza di sé piuttosto che semplice comportamento sociale. Sebbene questo studio specifico non sia stato replicato, i delfini hanno successivamente completato con successo il test dello specchio. Tuttavia, alcuni ricercatori sostengono che le prove definitive dell'autoconsapevolezza rimangono stabilite in modo poco convincente.

Cognizione animale

Riferimenti

Dolphin Communication and Cognition: Past, Present, and Future, a cura di Denise L. Herzing e Christine M. Johnson, pubblicato da MIT Press nel 2015.

Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî

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