Cognition physique chez l’oiseau : général ou adapté ?

Physical cognition in birds : general or adapted?

• Auteur / Autrice : Samara Danel
• Direction : François Osiurak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie cognitive aviaire
• Date : Soutenance le 29/01/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Lumière (Lyon ; 1969-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Mécanismes Cognitifs
• Jury : Président / Présidente : François Pellegrino
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Francesco Bonadonna, Angela Bartolo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tisserins

Calaos

Toucans

Pélicans

Moeurs et comportement

Oiseaux

Apprentissage -- Chez les animaux

Comportement social des animaux

Cognition animale

Mots clés libres

Cognition aviaire

Pélican

Toucan

Calao

Tisserin

Utilisation d’outils

Cognition physique

Apprentissage social

Cognition sociale

Intelligence sociale

Test de la ficelle

Évolution de la cognition

Intelligence générale

Modularité

Avian cognition

Pelican

Toucan

Hornbill

Weaver

Tool use

Physical cognition

Social learning

Social cognition

Social intelligence

String-pulling test

Evolution of cognition

General intelligence

Modularity

Résumé

La cognition physique correspond à l’ensemble des connaissances que nous possédons sur les objets inanimés qui nous entourent, et à leurs relations avec l’environnement. Selon l’hypothèse de l’intelligence sociale générale, la cognition physique se serait développée tel un continuum (à l’instar de tous les autres domaines cognitifs), chez les espèces vivant au sein de groupes sociaux complexes. A l’inverse, l’hypothèse de l’intelligence sociale adaptée suppose que le fait d’interagir avec des congénères a permis de développer des capacités cognitives supérieures, mais spécifiques, du domaine social. Bien que les recherches relatives à l’évolution de la cognition physique se soient d’abord focalisées sur les primates, nous savons aujourd’hui que certains oiseaux sont capables d’interagir de manière complexe avec leur monde physique, en utilisant et en fabriquant des outils (p. ex., voir Article 1). Néanmoins, de nombreuses familles aviaires restent à ce jour non étudiées, laissant ce débat en suspens. L’objectif général de ce travail de recherche est de contribuer à une meilleure compréhension des facteurs responsables de l’évolution de la cognition, grâce à l’apport théorique de l’hypothèse de l’intelligence sociale suivant son aspect général et adapté. Quatre espèces, jusqu’alors inconnues sur le plan cognitif, ont été sélectionnées suivant leur degré de socialité mais également la spécificité de leur écologie. Ce dernier facteur, trop souvent ignoré en biologie du comportement, est crucial pour apprécier le comportement dans son ensemble. Nous avons ainsi estimé la faculté des sujets, à savoir des pélicans blancs Pelecanus onocrotalus (sociaux) et des euplectes vorabés Euplectes afer afer (grégaires), à reproduire le comportement d’un congénère (domaine social) grâce à un test d’apprentissage social (Articles 2 part I & 3). Nous avons ensuite évalué leur capacité à se servir d’un objet pour obtenir une récompense alimentaire hors de portée (domaine physique), grâce à un test d’utilisation d’outils (Articles 2 part II & 4). Bien que les pélicans fussent capables de résoudre rapidement la tâche d’apprentissage social, ils ne réussirent pas à utiliser spontanément des outils (cf. discussion Article 2 part II). A l’instar du pélican, l’euplecte imita le comportement d’un congénère. Néanmoins, il échoua à utiliser des outils dans le contexte du fourragement, malgré le fait que cet oiseau utilise et fabrique des outils de manière complexe pour construire son nid.A défaut d’avoir pu étudier l’apprentissage social et l’utilisation d’outils chez deux autres espèces sociales, les calaos terrestres Bucorvus et les toucans Ramphastidae, cette recherche consistait également à administrer un paradigme permettant d’apprécier le domaine physique : le test de la ficelle (Articles 5 & 6, respectivement). La tâche impliquait de tirer sur une ficelle afin d’obtenir une récompense alimentaire accrochée à son extrémité. Les calaos terrestres échouèrent à tirer sur la ficelle dans la configuration verticale, mais réussirent rapidement la tâche dans diverses conditions de la configuration horizontale. Chez les toucans, cependant, un seul sujet réussit le test dans sa configuration verticale. Les résultats obtenus nous permettent de réfuter l’hypothèse de l’intelligence sociale dans son aspect général. En effet, aucun lien ne semble se dessiner entre le domaine social et physique chez les quatre espèces aviaires étudiées. Bien que l’hypothèse de l’intelligence sociale soit soutenue depuis plus de quatre décennies, une théorie unitaire est requise. Dans ce cadre, un nouveau modèle d’évolution cognitive, permettant d’évaluer l’importance de l’intelligence générale chez une espèce donnée, pourrait s’avérer particulièrement prometteur.

Physical cognition is defined as the knowledge that we possess about the inanimate objects surrounding us, and their relation with the environment. According to the general social intelligence hypothesis, physical cognition would have developed as a continuum (like all the other cognitive domains), in species living in complex social groups. By contrast, the adapted social intelligence hypothesis assumes that interacting with conspecifics has allowed development of superior, but specific, cognitive capacities related to the social realm. Although research on the evolution of cognition first focused on primates, we now know that some avian species are capable of interacting with their physical world in a complex way by using and manufacturing tools (e.g., Article 1). However, to date, various bird families are still unstudied, leaving open this debate. The general goal of this work is to contribute to a better understanding of the factors acting on the evolution of cognition, thanks to the theoretical input of the social intelligence hypothesis according to its general and adapted aspect. Four species that had never been studied in cognitive studies before were selected according to their degree of sociality but also according to the specificity of their ecology. This latter factor has been largely ignored in behavioural biology, although it is crucial for a more holistic comprehension of the behaviour. This work aimed to assess the ability of two avian species, great white pelicans Pelecanus onocrotalus (social birds) and yellow-crowned bishops Euplectes afer afer (gregarious birds), to imitate the behaviour of a trained conspecific (social domain) with a social learning task (Articles 2 part I & 3, respectively). Subsequently, we have studied heir ability to use an object in order to get an out-of-reach food reward (physical domain) with a tool use task (Articles 2 part II & 4). Although pelicans were capable of rapidly solving the social learning task, they did not succeed in using tools spontaneously (cf. discussion Article 2 part II). The bishops were able to imitate the behaviour of a conspecific, however they were not capable of using tools in the foraging context, although these birds are well known to use and manufacture tools in quite a complex way in order to build their nests. We have also administrated to two other avian social species, ground-hornbills Bucorvus and toucans Ramphastidae, an experimental paradigm to assess cognition in the physical domain: the string-pulling test (Articles 5 & 6, respectively). The task involved pulling on a string in order to obtain a food reward attached to its extremity. Ground-hornbills failed to pull on the string in the vertical configuration, but rapidly solved the task in various conditions within the horizontal configuration. In toucans, however, only one subject succeeded in the vertical configuration. These results allow us to refute the social intelligence hypothesis in its general aspect. Indeed, no link seems to be drawn between the social and the physical domains in the four species studied. Although the social intelligence hypothesis is supported since decades, a unitary theory is required. A new model of cognitive evolution, that allows assessing the importance of general intelligence in species, may be particularly promising.