Los carboneros con mejores habilidades de aprendizaje y memoria, necesarios para encontrar numerosos alijos de comida, tienen más probabilidades de sobrevivir a su primer invierno, según encontró un estudio a largo plazo de carboneros de montaña.
La cognición espacial mejorada y el poder cerebral evolucionan a través de la selección natural, según ha descubierto un estudio elaborado de cientos de carboneros de montaña en Sierra Nevada. Utilizando etiquetas de transpondedor integrador pasivo PIT en combinación con alimentadores equipados con identificación por radiofrecuencia, científicos de la Universidadde Nevada, Reno han rastreado los comportamientos alimentarios y han medido el aprendizaje y la memoria de estas aves no migratorias que viven todo el año en el bosque de gran altitud al noroeste de Truckee, California.
"Este es un programa único, ambientado en la naturaleza, por lo que obtenemos resultados únicos", dijo Vladimir Pravosudov, investigador principal y profesor de biología en la Facultad de Ciencias de la Universidad. "A lo largo de los años, hemos anillado y etiquetado a milesde carboneros y observaron su cognición espacial utilizando alimentadores diseñados y construidos a medida que nos permiten rastrear cómo las personas aprenden y recuerdan. Y ahora hemos probado si las personas con un mejor rendimiento en el aprendizaje y la memoria tienen más probabilidades de sobrevivir al invierno ".
Ben Sonnenberg, estudiante de doctorado en el laboratorio de Pravosudov como parte del programa de posgrado en Ecología, Evolución y Biología de la Conservación es el autor principal, y Pravosudov es el autor correspondiente, en un artículo científico, basado en la investigación,publicado el 7 de febrero en la revista Biología actual .
'Estamos viendo cómo la selección natural puede generar diferencias en las aves que viven en diferentes entornos, y ahora tenemos evidencia directa de que la selección está actuando sobre la cognición espacial de los carboneros, que es necesaria para encontrar decenas de miles de alimentos previamente elaborados"escondites necesarios para sobrevivir al invierno", dijo Pravosudov. "Nuestra nueva evidencia respalda completamente nuestros estudios comparativos anteriores que muestran que los carboneros que viven en las duras condiciones invernales a grandes alturas tienen mejor memoria y un hipocampo más grande, una estructura cerebral asociada con la memoria. Nuestros nuevos datos muestranque un mejor aprendizaje y memoria en estas aves en grandes alturas se debe a una fuerte selección natural ".
Pravosudov y su equipo de tres estudiantes graduados visitan sus sitios de campo cerca de la Universidad de California, Berkeley Sagehen Creek Field Station al norte de Truckee, California, varias veces a la semana, durante todo el año, incluso en algunos de los climas invernales más severos de Sierra Nevada.Los sitios de campo están a unas 40 millas del campus, por lo que viajar durante las tormentas de nieve es lento, y luego deben usar vehículos sobre nieve para recorrer las últimas 10 millas hasta el sitio de gran elevación cerca de la cresta de Carpenter, a unos 8,300 pies de altura, a menudo en llamas.un sendero a través de cuatro pies de nieve nueva.
"Resultados como estos sobre la selección natural hacen que los largos días de excavar motos de nieve, palear nieve y programar nuestros alimentadores de carboneros desde debajo de una lona en un clima lluvioso valgan el esfuerzo dos veces", dijo el estudiante graduado Sonnenberg.
Se utilizan cuatro vehículos sobre nieve para transportar a los investigadores y el equipo a sus sitios, y algunas veces tienen que esquiar para llegar allí porque sus vehículos no pueden atravesar la nieve profunda.
Su destino a gran altura es la pieza central de este estudio, con dos estructuras metálicas idénticas, matrices, que contienen ocho alimentadores cada una. El acceso a los alimentadores está regulado por puertas activadas por RFID y las matrices de alimentadores se pueden subir y bajar segúnen la profundidad de la nieve. Los armazones cuelgan de cables entre árboles en el bosque que alcanza los 8,300 pies sobre el nivel del mar. Dos arreglos similares están colocados en su área de estudio de elevación más baja a unas cuatro millas de distancia y unos miles de pies más bajos en elevación.
Cada ave tiene su propia ID de etiqueta PIT y las puertas del comedero se pueden programar para dejar entrar a las aves que Pravosudov y su equipo decidan. Los datos, como el número de visitas de un ave individual a cada comedero, la hora del día en que se alimentany con qué otros carboneros comparten el alimentador, se registran automáticamente mediante placas RFID y se almacenan en tarjetas de memoria que deben recuperarse regularmente para descargar los datos.
Al asignar a cada ave solo un comedero gratificante, los investigadores pueden medir el aprendizaje y la memoria al registrar cuántos comederos no gratificantes o `` incorrectos '' visitan las aves antes de encontrar su alimentador gratificante. A medida que las aves aprenden, se espera quedeje de visitar todos menos el alimentador gratificante.
"Es un sistema simple, lo construimos todo internamente, con muchas versiones de diseño y construcción a medida que las adaptamos al entorno", dijo Pravosudov. "Colaboramos con el Dr. Eli Bridge de la Universidad de Oklahoma en diseños RFID.Nuestros comederos se prueban en el campo y necesitan sobrevivir a los elementos y a otros animales ardillas cuando la nieve es profunda y osos todo el tiempo que buscan robar las semillas para pájaros de los comederos experimentales. Los osos han destruido muchos comederos antes que nosotros.descubrí cómo evitarlos ".
"Seguimos a los carboneros toda su vida; obtenemos el panorama completo", dijo. "Los carboneros de montaña tienen una esperanza de vida promedio de un año y medio, pero el mayor tiene siete años. La mortalidad más alta ocurre en aves juvenilesdurante su primer invierno. La supervivencia es mayor en los adultos una vez que sobrevivieron a su primer invierno porque son los que tienen mejores habilidades de aprendizaje y memoria, lo que les permite encontrar dónde se almacenan sus alimentos. Hasta el 50 por ciento de la población muere cadaaño en el entorno de la montaña; si no pueden recordar bien dónde se almacena su comida, es probable que no sobrevivan ".
Al comparar los juveniles que sobrevivieron el primer año con los que no, el rendimiento en el aprendizaje y la memoria fue mejor en los que sobrevivieron. El equipo de investigación también encontró que las capacidades cognitivas se mantuvieron estables a medida que las aves envejecían.
Los carboneros de montaña que almacenan alimentos silvestres no migran, permanecen principalmente en los mismos sitios en los que se asentaron después de que se dispersaron de donde nacieron. En el bosque de Sagehen, no hay aves que se muevan permanentemente entre las zonas bajas y bajas de los investigadores.sitios de gran altitud, que están separados por seis millas.
"Hemos anillado a varios miles de carboneros a lo largo de los años y nunca hemos visto aves moviéndose permanentemente entre elevaciones", dijo Pravosudov, quien enseña comportamiento animal y ecología del comportamiento. "Estas aves son más fáciles de estudiar porque están en un solo lugartoda su vida, dependiendo de los alijos de comida para sobrevivir a los duros inviernos ".
"La capacidad de rastrear carboneros de montaña individuales a lo largo de su vida en las montañas de Sierra Nevada ha sido extremadamente emocionante y gratificante", dijo Sonnenberg. "Me atrajeron la UNR y el laboratorio de Vladimir porque no hay otro sistema como este".
Vladimir ha sospechado durante años que la memoria espacial está siendo moldeada por selección natural y poder participar en un paso tan importante para confirmar estas ideas es extremadamente especial, dijo.
"Nuestros resultados proporcionan la primera evidencia directa de la selección natural en la cognición espacial en los carboneros de montaña que almacenan alimentos silvestres", dijo.y bajas elevaciones en las montañas, podrían estar generando diferencias intraespecíficas en las habilidades cognitivas. Nuestra evidencia sugiere que la selección natural, en lugar de algunas otras variables potenciales que los críticos han dicho que podrían ser responsables de los resultados de estudios comparativos anteriores no concluyentes, es el principal impulsor detales diferencias. "
La evidencia de apoyo más sólida proviene del aprendizaje espacial y el rendimiento de la memoria, ya que los resultados de las tres comparaciones en el estudio son consistentes con la selección natural :
Pravosudov recibió una subvención de la National Science Foundation en 2014 para realizar este estudio. Otras dos subvenciones de la NSF, una otorgada al colaborador Eli Bridge y otra otorgada a Carrie Branch, fueron parte de la financiación de este proyecto.
Los coautores del artículo científico en Current Biology son Benjamin Sonnenberg, Universidad de Nevada, Reno; Carrie Branch, ex estudiante de doctorado en la Universidad de Nevada, Reno y ahora postdoctorado en el Laboratorio de Ornitología de Cornell; Angela Pitera, Universidad deNevada, Reno; y Eli Bridge, University of Oklahoma, Oklahoma Biological Survey.
El de Pravosudov es actualmente el único laboratorio en el mundo que lleva a cabo un estudio sistemático del aprendizaje espacial y la memoria en aves silvestres que almacenan alimentos en condiciones ambientales extremas.
Ha estado estudiando carboneros de montaña en la Sierra desde 1999, comenzando como un postdoctorado en la Universidad de California, Davis. Antes de eso, estudió a los carboneros de almacenamiento de alimentos europeos relacionados con los carboneros norteamericanos sobre el Círculo Polar Ártico en el norte de Rusia.y luego en el noreste de Siberia. El laboratorio de Pravosudov ha publicado 21 artículos sobre carboneros desde 2015, y hay más en camino. Su curiosidad y deseo de aprender más continúan en la actualidad.
"Ahora tenemos el ADN de todas las aves que hemos anillado, así que a continuación colaboramos en proyectos de genómica para investigar las bases genómicas de la variación en el aprendizaje y la memoria; tal vez este verano tengamos un artículo sobre nuestros hallazgos utilizando genomas completosde numerosos carboneros con un rendimiento conocido en el aprendizaje y la memoria ", dijo.
Es miembro de la American Ornithological Society, que reconoce sus "contribuciones excepcionales y sostenidas a la ornitología" y miembro electo de la Animal Behavior Society.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Nevada, Reno . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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