Individual Differences in Animal Innovation
Studi osservazionali e sperimentali mostrano che gli individui, come le specie, differiscono nella loro propensione ad innovare. L’innovazione è influenzata da variabili come il rango sociale, l’età, il sesso, l’abilità competitiva e lo stato motivazionale, ed è correlata a misure comportamentali (ad esempio, il tasso di apprendimento, l’uso di strumenti) e ormonali (ad esempio, il testosterone). Ci sono persino prove di “personalità” innovative in alcune specie (ad esempio, i guppy), anche se non sono state trovate differenze individuali consistenti nella propensione all’innovazione in altre specie (ad esempio, le scimmie cappuccine).
Alcuni di questi studi si basano su osservazioni naturali di innovazione, e sono stati sviluppati criteri di riconoscimento per identificare le “vere” innovazioni. Per esempio, negli oranghi selvatici, i modelli di comportamento sono stati classificati come innovazioni se non erano universalmente espressi in tutte le popolazioni e se la loro assenza non aveva una causa chiara (per esempio, un artefatto osservativo, come il tempo di osservazione insufficiente, o una causa ecologica, come la mancanza di una particolare risorsa). Questo processo ha identificato 43 innovazioni, come la fabbricazione di cuscini di rami o i suoni di “raschiamento della gola” fatti dalle madri con i piccoli prima di spostarsi. Sebbene tali criteri di riconoscimento non possano fornire prove incontrovertibili che un particolare atto sia o non sia un’innovazione, possono identificare potenziali innovazioni per ulteriori indagini. Tale indagine può avere risultati sorprendenti. Per esempio, i grackles inzuppano il cibo duro nell’acqua, un comportamento relativamente raro originariamente descritto come innovativo, persino perspicace. Tuttavia, la stragrande maggioranza della popolazione inzupperà il cibo se posta in circostanze ideali, suggerendo che l’inzuppamento è raramente espresso perché i costi (ad esempio, il cleptoparassitismo) di solito superano i benefici (cibo ammorbidito). Questo implica che la rarità di per sé non può essere usata per identificare l’innovazione.
Come alternativa o aggiunta agli studi osservazionali, l’innovazione può essere studiata sperimentalmente, sia in cattività che in natura, presentando agli animali nuove sfide, come scatole puzzle che devono aprire per accedere al cibo, ed esplorando i fattori che influenzano l’innovazione. Uno degli esempi più evidenti di fabbricazione di strumenti innovativi è stato osservato quando una femmina di corvo della Nuova Caledonia di nome Betty ha piegato un filo per fabbricare uno strumento ad uncino e ottenere una ricompensa in cibo. Ulteriori esperimenti hanno studiato la comprensione tecnica di questo individuo nel risolvere tali compiti. L’uso di strumenti innovativi è stato registrato anche nei corvi della Nuova Caledonia che vivono in natura, come gli individui che migliorano i loro soliti strumenti a foglia piegandoli.
Gli esperimenti hanno documentato una serie di correlati comportamentali dell’innovazione. Per esempio, studi su diverse specie di uccelli e di scimmie callitrichidi (uistitì e tamarini) hanno stabilito che gli individui meno riluttanti ad avvicinarsi a nuovi oggetti (cioè, mostrando bassi livelli di neofobia degli oggetti) sono più veloci a risolvere nuovi compiti di foraggiamento. Quindi, le differenze nella tendenza innovativa non devono essere attribuite a differenze nella capacità cognitiva, ma possono essere almeno parzialmente spiegate dalla volontà di impegnarsi con nuovi stimoli. La capacità di inibire le risposte precedentemente apprese può essere un altro importante correlato dell’innovazione. Nei piccioni selvatici Columba livia, nei fringuelli tagliagole Amadina fasciata, e nei fringuelli zebra Taeniopygia guttata, gli animali che si sono comportati bene nei compiti di innovazione erano anche superiori nei compiti di apprendimento sociale. Così, almeno in queste specie, gli innovatori tendono anche ad essere gli individui più capaci di fare uso di informazioni sociali.
Un certo numero di studi si sono concentrati sull’età e l’innovazione. Forse influenzato da un piccolo numero di casi di alto profilo, l’ipotesi prevalente tra molti primatologi è che i primati giovani o giovanili siano più innovativi degli individui adulti. Questa tendenza innovativa tra i giovani è spesso ritenuta una conseguenza o un effetto collaterale dei loro maggiori tassi di esplorazione e gioco. Tuttavia, una recente meta-analisi della letteratura sull’innovazione dei primati sfida questa visione. Una maggiore incidenza di innovazione è stata trovata negli adulti rispetto ai non adulti, che i ricercatori hanno interpretato, in parte, come un riflesso della maggiore esperienza e competenza degli individui più anziani.
Questi risultati sono supportati da una dettagliata analisi sperimentale dell’innovazione nelle scimmie callitrichidi. I ricercatori hanno presentato nuovi compiti di foraggiamento estrattivo a gruppi familiari di scimmie in 26 popolazioni di zoo, al fine di esaminare se la giovinezza o l’esperienza facilitano maggiormente l’innovazione. L’esplorazione e l’innovazione sono risultate correlate positivamente con l’età, forse riflettendo la maggiore esperienza degli adulti, la competenza manipolativa o l’abilità cognitiva. Le scimmie più giovani, in particolare i subadulti e i giovani adulti, erano sproporzionatamente propensi a contattare per primi i compiti, ma gli adulti erano sproporzionatamente primi a risolvere i compiti. Così, gli individui più anziani erano significativamente più propensi degli individui più giovani a trasformare le manipolazioni dei compiti in soluzioni. Successive analisi statistiche hanno fornito la prova che almeno alcuni dei metodi di apertura della scatola si sono successivamente diffusi nel gruppo attraverso l’apprendimento sociale. Un altro studio, questa volta sui tamarini dalla testa marrone, ha anche trovato che gli adulti acquisiscono informazioni in modo più efficiente e che possono riconoscere e classificare gli oggetti più rapidamente, rispetto ai non adulti. Questi esperimenti suggeriscono che l’esperienza e la competenza permettono agli individui più anziani di risolvere problemi nuovi in modo più efficace rispetto agli individui più giovani. Tuttavia, anche altri fattori di sviluppo, come i miglioramenti nelle abilità manipolative, l’aumento della forza e la maturità con l’età, possono giocare un ruolo. Ulteriori indagini sulle differenze di specie nell’innovatività tra le scimmie suggeriscono che alcune caratteristiche del ciclo vitale, in particolare una dieta basata sul foraggiamento estrattivo, possono favorire una maggiore innovazione.
Se gli individui dominanti monopolizzano le risorse, o se gli individui di basso livello sono spinti dalla mancanza di successo in altri ambiti a ideare nuove soluzioni, allora gli ordini di rango sociale potrebbero predire chi innova. Un certo numero di studi sugli uccelli, così come le osservazioni sui macachi e altri primati, hanno dimostrato che i subordinati hanno maggiori probabilità di innovare, ma sono spesso usurpati dai dominanti. Nei gruppi di primati, le scimmie di basso rango possono acquisire un nuovo comportamento ma non esprimerlo per evitare l’attenzione dei dominanti. I conspecifici possono accelerare o rallentare l’approccio agli oggetti nuovi (per esempio, i corvi si avvicinano agli oggetti nuovi più rapidamente quando sono soli che in gruppo, ma passano più tempo a studiare gli oggetti quando sono in gruppo). Così, ci possono essere vincoli e influenze sociali sull’invenzione e l’espressione di nuovi modelli di comportamento.
Studi sui guppy dimostrano che lo stato motivazionale può essere un determinante critico dell’innovazione. Piccoli gruppi di pesci sono stati presentati con nuovi compiti labirinto contenente cibo, e il primo individuo a risolvere il compito è stato caratterizzato come un innovatore. Le femmine sono risultate più propense a innovare rispetto ai maschi, i pesci privati del cibo erano più propensi a innovare rispetto ai pesci non privati del cibo, e i pesci più piccoli avevano più probabilità di innovare rispetto ai pesci più grandi. Gli innovatori non erano né i pesci più attivi (maschi) né quelli con la maggiore velocità di nuoto (pesci grandi). Qui, la spiegazione più plausibile per le differenze individuali osservate nel problem solving è che gli innovatori non hanno bisogno di essere particolarmente intelligenti o creativi, ma sono spinti a trovare nuove soluzioni ai problemi di foraggiamento dalla fame o dai costi metabolici della crescita o della gravidanza.
Per indagare ulteriormente su come lo stato motivazionale influenza l’innovazione, i ricercatori hanno monitorato la relazione tra il successo di foraggiamento passato e l’innovazione di foraggiamento, sempre utilizzando i guppy. Gruppi di pesci sono stati alimentati con cibo uno alla volta, e quindi hanno dovuto competere per il cibo. I cattivi concorrenti – i pesci che avevano guadagnato meno peso e ottenuto meno cibo durante la competizione di scramble – sono stati previsti per essere più propensi a innovare quando sono stati presentati i nuovi compiti di foraggiamento. Nei guppy maschi ma non nelle femmine, questa previsione è stata confermata. Le femmine sono apparse più motivate a risolvere i compiti di foraggiamento rispetto ai maschi, indipendentemente da come si erano comportati durante la gara di scramble. In molte specie di vertebrati, l’investimento parentale femminile supera quello dei maschi, quindi il successo riproduttivo maschile è massimizzato in modo più efficace dando priorità all’accoppiamento, mentre il successo riproduttivo femminile è limitato dall’accesso alle risorse alimentari. Questo è particolarmente vero nei guppy, poiché le femmine possono immagazzinare lo sperma, sono vivipare e, a differenza dei maschi, hanno una crescita indeterminata, con una correlazione tra l’assunzione di energia e la fecondità femminile. Di conseguenza, trovare cibo di alta qualità ha un valore di fitness marginale maggiore per le femmine che per i maschi, il che può spiegare perché le femmine dovrebbero essere più investigative dei maschi e sono costantemente alla ricerca di nuove fonti di cibo, mentre i maschi iniziano a cercare cibo solo quando diventano privi di cibo.
Uno studio sulla diffusione delle innovazioni in piccoli gruppi in cattività di storni (Sturnus vulgaris) ha studiato se il modello di diffusione potesse essere previsto dalla conoscenza delle variabili rilevanti. I ricercatori hanno presentato piccoli gruppi di storni con una serie di nuovi compiti di foraggiamento estrattivo. La neofobia degli oggetti e le misure di social-rank hanno caratterizzato al meglio quale animale è stato il primo del gruppo a contattare i nuovi compiti di foraggiamento. Tuttavia, la performance di apprendimento asociale, misurata in modo isolato, era il miglior predittore di chi risolveva per primo i nuovi compiti di foraggiamento nel gruppo. In altre parole, si può prevedere quanto innovativo sarà uno storno sulla base delle sue prestazioni di apprendimento misurate in precedenza in isolamento. Le soluzioni a questi compiti sembravano diffondersi attraverso l’apprendimento sociale, dal momento che gli individui che acquisiscono il comportamento più tardi nella diffusione mostravano tempi di apprendimento più brevi. Questo modello sarebbe atteso se i soggetti imparano socialmente, dal momento che i risolutori più tardi hanno più dimostratori rispetto agli individui che acquisiscono il comportamento presto. Tuttavia, forse sorprendentemente, i modelli di associazione non hanno predetto la diffusione della risoluzione: gli uccelli non erano più propensi ad apprendere da stretti associati rispetto agli uccelli con cui hanno trascorso poco tempo. Risultati simili sono stati trovati in studi sul nuovo comportamento di foraggiamento nei guppy. Questo può riflettere la dimensione relativamente piccola dei gruppi e dei recinti in entrambi gli studi, e le innovazioni possono avere più probabilità di diffondersi lungo le reti di associazione in gruppi più grandi che vivono in ambienti più naturalistici.