Onderzoek naar cognitieve gedragsecologie

De evolutie van ons primatenbrein

Cognitieve functies zijn de mechanismen in onze hersenen die helpen informatie te verzamelen, op te slaan en erop te reageren. Cognitie stelt ons bijvoorbeeld in staat om te plannen, maar het zorgt er soms ook voor dat we ons irrationeel gedragen. Om te onderzoeken wat de functie is van onze cognitieve vermogens en hoe deze zijn geëvolueerd, wordt in onderzoek vergeleken hoe verschillende diersoorten beslissingen maken en hoe ze reageren op de wereld om hen heen. De mens is een primaat en daarom helpen vooral de vergelijkingen met andere primatensoorten ons te begrijpen hoe diepgeworteld onze vermogens en beperkingen zijn en hoe nauw verbonden we zijn met andere dieren.

De ontwikkeling van ons primatenbrein

Wat kunnen wij en andere dieren met ons kostbare brein?  En waarin zijn ARTIS-dieren, die in een andere omgeving zijn opgegroeid, slimmer dan hun soortgenoten in het wild of andersom? Onderzoek naar deze vragen leert ons wat de rol is van verschillende leefomgevingen op de ontwikkeling en variatie van onze vermogens.  

Hoe verkrijgen wij en andere dieren ons voedsel?

Geen dier kan overleven zonder voedsel. Vooral primaten, waaronder de mens, hebben veel energie nodig omdat ze relatief grote hersenen hebben.We zijn met continue bezig met het zoeken en vinden van voedsel; we foerageren. Het onderzoek binnen de leerstoel focust op alle componenten van foerageercognitie, om zo meer inzicht te krijgen over waarom wij als mens zijn wie we zijn en hoe nauw verbonden wij zijn met andere dieren. Om energierijk voedsel te vinden heeft een dier nodig:

• sensorische kennis (hoe ruikt en klinkt voedsel?)
• ruimtelijke kennis (waar is het voedsel?) 
• temporele kennis (wanneer ga je er naar toe en wanneer kom je terug?)
• ecologische kennis (hoe snel produceren andere organismen voedsel en hoe snel is het op?)
• sociale kennis (waar willen anderen heen en wat weten ze?)

Observeren is leren

Binnen de leerstoel doet Karline Janmaat onderzoek met postdoctoraal onderzoekers en studenten van de Universiteit van Leiden en Universiteit van Amsterdam. In samenwerking met de ARTIS-dierverzorgers krijgen de dieren foerageertaken- en puzzels die ze een sterke mate van zelfstandigheid en controle geeft. Deze taken leren ons hoe intelligent ze zijn en wat er in het hoofd van de dieren omgaat, maar ze helpen ook bij de optimalisering van hun welzijn. Dieren als de westelijke laaglandgorilla’s en rode vari’s, kunnen zelf kiezen of ze deze willen oplossen. Het onderzoeksteam noteert zorgvuldig hoe de dieren op de aangeboden uitdagingen reageren en hoe ze zich over lange perioden van weken, maanden en jaren gedragen. 

Samen met de afdeling Dier & Plant van ARTIS worden ook korte dierobservatieonderzoeken gedaan, waarbij jaarlijks 40 studenten ideeën ontwikkelen voor vernieuwend gedragsonderzoek. 

Vijf grote onderzoeksvragen 

De leerstoel onderzoekt foerageercognitie bij mensen, mensapen, kleinere apen en andere diersoorten in verschillende leefgebieden, zoals in ARTIS-Park of het regenwoud. De leerstoel omvat  momenteel vijf grote onderzoeksvragen:   

1. Temporele kennis: Weten alle primaten wanneer de tijd rijp is?  

Vruchten bevatten vooral veel energie als ze rijp zijn. Primaten in het wild moeten daarom bedenken op welk moment, ze naar welke fruitboom reizen. Met vergelijkend onderzoek naar het vermogen tot herkennen van deze tijdsintervallen krijg je inzicht in hoeveel miljoen jaar geleden dit tijdsbesef geëvolueerd is en wat de drijfveren waren van deze evolutie. Janmaat en haar studenten doen onderzoek naar tijdsbesef bij de rode vari’s, mandrils, chimpansees en westelijke laaglandgorilla’s in ARTIS-Park. We weten nu al dat mandrils en chimpansees, primatensoorten met relatief grote hersenen, in staat te zijn om tijdsintervallen van twee dagen te leren.

2. Koekeloeren: Hoe leren primaten nieuw voedsel te eten en verwerken?

Mensen leren vaak door te kijken hoe anderen iets doen, we ‘koekeloeren’. Ook chimpansees leren op deze manier van een soortgenoot. Soms kijken ze op nog geen 30 centimeter een ander op de vingers! Toch is de precieze functie van dit gedrag nooit onderzocht. Daarom hebben Janmaat en MSc student Lotte Koot in onderzocht hoe de ARTIS-chimpansees nieuw voedsel leren te eten. Ze gaven de dieren onbekende voedselproducten, zoals granaatappels, schorseneren maar ook de medicinale bladeren van de aardpeer. Ze koekeloerden meer naar individuen die nieuw voedsel aten, en probeerden dan zelf ook vaker nieuw voedsel uit. Binnenkort onderzoekt Janmaat ook hoe de andere ARTIS primaten nieuw voedsel uit de eetbare tuin leren eten.

3. Helpt een natte neus bij het vinden van voedsel?

Dieren met een natte neus, zoals honden, zouden beter kunnen ruiken dan dieren met een droge neus, zoals wij mensen. Hoe zit dat bij apen? Om dat te onderzoeken, kregen verschillende apensoorten puzzelbuizen met of zonder geur van rijp fruit aangeboden. De eerste studie laat zien dat mandrils, met droge neuzen, wel degelijk geur gebruikten om de juiste puzzelbuizen te vinden. Binnenkort wordt hun vind-snelheid vergeleken met dat van de apen met natte neuzen, de rode vari’s en ringstaart maki’s.

4. Waar komt ons irrationeel gedrag vandaan?

Welke informatie besluiten mensen en chimpansees te gebruiken of negeren als zij naar voedsel zoeken en hoe rationeel zijn die beslissingen? Samen met dr. Evy van Berlo onderzoekt en vergelijkt Janmaat irrationele beslissingen van beide soorten. De onderzoeken vinden plaats in ARTIS-Park en het ARTIS-Groote Museum, waar zowel bezoekers als chimpansees vrijwillig op zoek gaan naar fruit in een virtuele omgeving op een touchscreen. De virtuele omgeving is ontwikkeld in samenwerking met de TU Delft  en het internationale team Primates in Virtual Space. 

5 . Zijn onze kinderen de enigste zoetekauwen in het dierenrijk?

In Congo observeerden Janmaat en MSc student Jorin Veen, dat BaYaka kinderen 30% van hun tijd naar voedsel zoeken waarvan 50% zonder volwassenen. Ze verzamelden dan vooral veel zoet fruit. Kinderen over heel de wereld hebben een uitzonderlijke voorkeur voor zoet voedsel. Hoe uniek is de mens daarin en heeft deze jeugdige voorkeur voor zoet de evolutie van onze grote hersenen mogelijk gemaakt? Om deze vraag te beantwoorden vergelijken Jamaat’s studenten de voorkeur voor zoet voedsel van mensenkinderen met die van andere primatenjongen in ARTIS-Park. Tot nu toonden jonge gorilla’s en mandrils geen sterkere voorkeur voor zoet voedsel dan de ouderen, wat suggereert dat onze kinderen echt uitzonderlijke zoetekauwen zijn. Binnenkort wordt ook de voorkeur van jonge Dianameerkatten en witgezichtsaki’s onderzocht.