«Мы называем их Макиавелли в шерсти»: новосибирские этологи о нравах животных и людей
Зачем шимпанзе бьют своего соплеменника, усыновившего шимпанзенка-сироту, сложно ли питаться муравьями и воровать у них еду, какой странный выбор делают хомяки и почему это важно для понимания человека. Наталья Гредина поговорила с сибирскими биологами о поступках зверей, насекомых и не только.
Новосибирская лаборатория поведенческой экологии сообществ в Институте систематики и экологии животных СО РАН — одно из немногих мест в России, где внимание ученых сосредоточено именно на поступках животных. Лабораторией заведует доктор биологических наук профессор Жанна Резникова, кроме нее здесь работают семь научных сотрудников и несколько аспирантов, магистрантов и студентов, и все они пытаются решить главные загадки человеческого существования, обращаясь, правда, с вопросами к муравьям, грызунам и синицам.
Лаборатория начала свою работу в 2009 году, до этого времени этологи изучали лишь насекомых, но сегодня они работают и с позвоночными, ставят эксперименты и пользуются передовой техникой. Во время интервью с кандидатом биологических наук и старшим научным сотрудником лаборатории Софьей Пантелеевой к беседе подключились и ее коллеги: младший научный сотрудник Ян Левенец и аспирант Алексей Маслов. В результате получился своеобразный круглый стол о тенденциях современной этологии, а также о том, как жить.
Вопрос, который мы задаем природе
Тайга.инфо: Расскажите, чем занимается ваша лаборатория?
Софья Пантелеева: У нас есть разные направления исследований. Конечно, муравьи остались основным объектом исследования, но вот, например, Алексей Маслов изучает взаимодействие муравьев и птиц, их когнитивные взаимодействия, Ян Левенец изучает охотничью деятельность грызунов, еще наши аспирантки Анастасия Роговая и Анна Новиковская изучают когнитивные способности грызунов, ну, например, их способность оценивать количество объектов.
Тайга.инфо: Тяжело в Сибири заниматься животными? Здесь ведь их, в общем, не так уж много по мировым меркам.
Софья Пантелеева: Вы правы, чем ближе к экватору, тем разнообразие больше и у растений, и у животных. Но я не думаю, что в Сибири работать тяжелее, у нас есть очень интересные виды.
Тайга.инфо: А человек, который всю жизнь изучал насекомых или птиц, может с легкостью взять и начать изучать, скажем, обезьян?
Софья Пантелеева: Ну, конечно, может. Когда мы говорим о каких-то аспектах поведения животных, мы должны иметь в виду, что здесь действуют единые закономерности. То есть мы не отделяем грызунов от птиц, мы понимаем, что поведенческие закономерности характерны для всех. Можно подходить по-разному, специализироваться на чем-то, так делают, например, систематики. Вот моя коллега Галина Азаркина специализируется на пауках-скакунчиках. И человек может всю жизнь заниматься какой-то группой. А есть другой подход, когда на разных группах животных изучается проблема, объект здесь вторичен. Главное — вопрос, который мы задаем природе.
Алексей Маслов: Ну, да, буквально вчера мы работали, и у меня синицы как-то странно делали выбор при обучении, а у Ани также странно — хомяки. Потому что механизм один, хоть животные разные. Вполне возможно, что этот механизм вообще сформировался еще до появления общего предка у рептилий.
Муравьиный компьютер
Тайга.инфо: Почему вы так много внимания уделяете муравьям?
Софья Пантелеева: Это чрезвычайно интересный объект исследований на разных уровнях организации — от индивидуального до над-семейного. Они образуют большие семьи, иногда просто огромные. К примеру, если перейти Университетский проспект, то там начнется колония рыжих лесных муравьев, которая продолжается даже за Домом ученых. В этой колонии муравейники связаны друг с другом обменами, то есть у огромного количества животных на одной территории есть организация, разные специальности внутри семьи. У них есть охранники, няньки, фуражиры, которые приносят пищу, разведчики, которые находят ее новые источники. И нам нужно понять, как устроена эта организация, как различаются между собой муравьи, которые выполняют ту или иную задачу.
Тайга.инфо: Какая в этом знании польза для человека?
Софья Пантелеева: Есть такое направление — изучение самоорганизующихся биологических систем. В этом есть практическое значение, мы можем использовать эти знания при решении организационных задач у людей. Ну, например, какой размер группы будет самым эффективным? У муравьев это 5–7.
Алексей Маслов: Самая классика — это когда мы используем алгоритм действия муравьев, к примеру, для проектировки дорожных сетей. Не знаю, применяют сейчас это или нет, но в 90-х это было очень популярно. То есть ученые смотрели, какие кратчайшие расстояния используют муравьи, ставили препятствия и факторы рельефа, которые были на реальной местности.
Классика — это когда мы используем алгоритм действия муравьев, к примеру, для проектировки дорожных сетей
И, если им подходило, как муравьи решали задачу, они могли подсмотреть у них готовое решение, не привлекая сложных счетных алгоритмов. Это своеобразный муравьиный компьютер, который все решит за нас, остается лишь правильно спросить.
Тайга.инфо: Значит ли это, что их решение — всегда самое эффективное? Или они могут ошибаться все-таки?
Алексей Маслов: Для них это решение самое эффективное — если посмотреть на муравьиную колонию, мы там увидим те же развязки. Но и пробки тоже.
Софья Пантелеева: Все, кто ошибался, уже элиминировались. Я должна еще добавить, что муравьи преобразуют среду, например, те самые рыжие лесные муравьи с Университетского проспекта. Если вы зайдете вглубь этого леса, они тут же полезут на вас, будут падать с деревьев, вы весь будете в муравьях. Однажды я привела туда собаку, так вот, пока я брала пробу из муравейника, она ждала меня на дороге, потому что в лесу они ее мучили.
Алексей Маслов: При этом наши муравьи просто задали какие-то свои законы, и все с ними живут в относительном мире. Но есть и другой крайний случай — инвазивные, то есть завезенные человеком, муравьи. Они просто приходят в какой-нибудь хороший штат Северной Америки и делают из него пустыню. На отдельном участке беспозвоночные оказывают влияние на растительный покров, и после этого птицам там вообще нечего есть. В разы увеличивается дальность, с которой самец и самка летают за едой, у них сразу становится меньше птенцов, сами птенцы мельчают, это уже не мир, а война, причем муравьи выигрывают.
Тайга.инфо: Вы сказали, что муравьи для ученых — традиционные подопытные. Много ли еще муравьиных загадок придется открыть, или они уже изучены почти полностью?
Софья Пантелеева: Сейчас существует, кажется, около 15 тысяч видов муравьев, и все они очень разные. Есть примитивные виды, которые живут небольшими семьями. Есть очень высокоорганизованные, например, наши рыжие лесные муравьи — приматы среди муравьев, самые крутые. Еще есть крутые муравьи в Южной Америке, они выращивают грибы. Так вот, если мы проникнем глубоко в один вид, то у другого все, даже социальная организация, может существенно отличаться. Так что тут большой простор для работы.
Тайга.инфо: И к каким же выводам вы приходите в своих исследованиях? Насколько сложна жизнь муравья?
Софья Пантелеева: Действительно, не только людям тяжело живется, муравьям тоже надо решать многие когнитивные задачи. К примеру, у муравьев есть «язык», по сложности превосходящий язык танцев медоносных пчел. Этот язык открыт Жанной Резниковой и ее соавтором — известным специалистом по теории информации Борисом Яковлевичем Рябко. Например, если поставить муравьям установку из веточек, они могут передавать номер веточки, на которой находится пища. Более того, они могут сжимать информацию, например, сказать: «Ну, ты там пять пройдешь, потом на одну вернись». Я перевожу это на человеческий язык, но, на самом деле, я не знаю, как это у них происходит. Они даже могут складывать и вычитать.
Тайга.инфо: Каким образом они общаются?
Софья Пантелеева: Они взаимодействуют усиками, на которых есть чувствительные рецепторы, и еще передают химические сигналы. Людям очень сложно это представить, то есть посмотреть на мир глазами муравья.
Птицы против муравьев
Тайга.инфо: Алексей, вы изучаете взаимодействие птиц с муравьями. Как, вообще может прийти в голову такая неочевидная идея для исследования?
Алексей Маслов: Я с детства увлекаюсь птицами, но, когда пришел в лабораторию, у меня был месяц слабости перед бобрами, и я поехал изучать их. В итоге понял, что соскучился по птицам, и родилась такая тема. Мы занялись этим, потому что в лаборатории к этому времени была получена совершенно новая для науки картина взаимодействия рыжих лесных муравьев с грызунами, а про взаимодействие их с птицами почти ничего не было известно.
Тайга.инфо: Каких птиц вы изучаете?
Алексей Маслов: Я занимаюсь семейством воробьиных. Это очень большая категория птиц, почти все мелкое, что мы видим вокруг. Проще сказать, кто не воробьиные: вороны, хищники, совы, дятлы и все водоплавающие — не воробьи. А вся остальная мелкая серенькая пузатая мелочь, скорее всего, будет относиться к моему объекту исследований. Сейчас мы работаем в основном с синицами, потому что с ними исследователю проще взаимодействовать.
Тайга.инфо: К каким выводам вы приходите в изучении их взаимоотношений с муравьями?
Алексей Маслов: Пока что вопросов больше, чем ответов. Если у человека какая-то модель поведения проявляется с рождения, значит, когда-то нам было это очень важно. Младенцы распознают на предъявляемых им картинках даже «поломанных» пауков, потому что когда-то давно было важно распознать паука даже без одной ноги и убежать от него. Многие птицы муравьев знают. Синиц уже изучали в почти таких же, как наших, финских лесах, и там они пытались избежать муравьев и не кормиться на ветках, где их много. Это значит, что у них в голове неприятие муравья зашито на генетическом уровне.
Тайга.инфо: Как понять, что птица муравья «узнала»?
Алексей Маслов: С людьми в этом плане, конечно, проще. Если взгляд маленького ребенка фиксируется на картинке или предмете, значит, он узнал, ему интересно. Здесь же довольно сложно поставить эксперимент и вырастить животное в отрыве от всего, показать ему муравья и посмотреть, как он реагирует — точно так же, как и взрослый или нет? Если так же, то есть проявится так называемая наивная реакция, значит, информация зашита в генотипе, и это для них вопрос жизни или смерти. У многих животных есть стереотипные реакции реагирования. Например, стереотип, как правильно съесть муравья: сначала убить, обездвижить, потом как-то удалить муравьиную кислоту, потом съесть. И если наивное, выращенное в лаборатории животное реагирует так же, как взрослое, значит, его никто этому не учил, и это врожденное свойство.
Тайга.инфо: И вы пытаетесь понять, так ли это?
Алексей Маслов: Да, может быть, в этом году спросим у некоторых наших птичек, знают ли они муравьев с рождения или нет. Очень у дроздов хочу спросить. Но, главное, мы пытаемся понять, что это им дает. На нашей большой муравьиной колонии, которую мы используем как модельный полигон для исследований, в общем-то, не так-то просто найти место, где можно спокойно постоять, чтобы к нам никто не залез и не накусал. На дереве такое место найти тоже сложно.
Может быть, в этом году спросим у некоторых наших птичек, знают ли они муравьев с рождения или нет. Очень у дроздов хочу спросить
Но птицы почему-то там живут, хотя могли бы убежать, у них же есть ноги и крылья. Тем не менее, они довольно успешно гнездятся там каждый год. Может быть, они постигают какие-то закономерности муравьиных дорог, а это, в общем-то, сложно. Запомнить всю эту страшную сеть — это как запомнить карту дорог России с проселками.
Тайга.инфо: Либо же птицам есть какая-то польза от соседства с муравьями?
Алексей Маслов: Да. Вообще, в мире у птиц с муравьями все складывается очень по-разному. Есть, к примеру, специальные тропические птицы, которые воруют еду у специальных тропических муравьев. У этих муравьев нет постоянного гнезда, но есть временное — так называемый бивуак. Это переносное гнездо с самкой, которая откладывает яйца. Они этот бивуак ворочают по лесу со скоростью до 100 метров в сутки, просто куда-то идут. И от них постоянно идут набеги фуражиров в кроны деревьев, которые несут оттуда много беспозвоночных. Некоторые птицы приспособились воровать добычу этих муравьев и не летать в кроны, а просто стоять на дороге и обирать их. Приспособились настолько, что, если кочевые муравьи уходят из этого участка леса, ни одной птицы этого семейства там просто нельзя найти, то есть они ничего другого есть не могут — они идут за муравьями.
Тайга.инфо: И что, никто из птиц не ест самих муравьев?
Алексей Маслов: Дятлы любят муравьев, и, вообще, есть много птиц, которые любят их употреблять в пищу, при этом всегда от них получая неприятности. Муравьи кусают в глаза, брызгают кислотой во весь аналог лица, который могут найти, это больно.
Полевая мышь считает быстрее, чем ты
Тайга.инфо: Вы упомянули, что в вашей лаборатории изучаете способность грызунов оценивать количество объектов. Расскажите подробнее об исследовании.
Софья Пантелеева: Мы исследуем, какие пределы есть в способности грызунов различать множества и оценивать количество объектов. Мы начали эту работу с диких полевых мышей, и нам очень повезло, потому что оказалось, что они способны различать множества с точностью до единицы.
Тайга.инфо: Как вы это определяете?
Софья Пантелеева: Есть такое свойство психики: если что-то подкреплять, то животное будет это выбирать. Холодильник, например, нас подкрепляет, потому что мы оттуда достаем еду. И поэтому мы иногда себя обнаруживаем стоящими перед холодильником и изучающими его внутренности, даже если он пустой и ты проверял его минуту назад. И наоборот, если что-то будет отрицательно подкрепляться, то животное не будет это выбирать, а будет избегать этого
Холодильник, например, нас подкрепляет, потому что мы оттуда достаем еду, поэтому мы иногда себя обнаруживаем стоящими перед холодильником, даже если он пустой
И если мы предлагаем два объекта, один подкрепляем, а другой не подкрепляем, то мы ожидаем, что животное будет выбирать подкрепляемый. Но если они для животного неразличимы, то животное не сможет разобраться, куда бежать. Если, например, мы предложим синюю карточку и красную карточку, и за красной всегда будет «конфетка», чему мы научим животное?
Тайга.инфо: Выбирать красную карточку.
Софья Пантелеева: Абсолютно верно, но только в том случае, если животное различает цвета. Так проверяют способности различать цвета у животных и птиц, это поведенческие тесты. С определением количества точно так же. Мы берем две бумажки, на одну наносим пять элементов, на другую десять, за одну бумажку прячем лакомство. И животное связывает: ага, там, где пять элементов, будет лакомство, значит, выбираем пять.
Тайга.инфо: То есть полевая мышь, правда, умеет считать?
Софья Пантелеева: Они, оказывается, не могли решить даже самую простую задачку! Не могли отличить 5 от 10. Все тридцать хомячков, кроме двух. И когда мы посмотрели на этих двух, оказалось, как раз, что это те самые смелые хомячки.
Тайга.инфо: Могли ли они просто угадать?
Софья Пантелеева: Нет, не могли. Потому что мы этот опыт повторяем очень много раз. При помощи математических способов мы определяем, случайный ли был выбор или неслучайный. Если животное в 85% случаев делает правильный выбор, мы считаем, что это неслучайно. Если меньше — тогда случайно.
Тайга.инфо: Ян, вы изучаете хищническое поведение у грызунов. Чем именно вас привлекла эта тема?
Ян Левенец: Мыши мало того, что способны различать количество муравьев, они еще, в принципе, не против ими полакомиться. В работах нашей лаборатории было обнаружено, что муравьи достаточно сильно влияют на расселение грызунов, особенно летом, при этом они способны выступать в качестве массовой добычи. А сама эта охота очень интересна, потому что в ней много закономерностей, она очень упорядоченная, для описания этого, как правило, используется слово «стереотипная». Мы выбрали грызунов с разным типом питания и подумали, что, если у них есть один хищнический стереотип, возможно, он есть у всех грызунов.
Ян Левенец: У нас уже были некоторые данные по зерноядной полевой мыши, той самой, которая отличает множества. Это, вообще, очень интересный объект, потому что проявляет очень широкий спектр своих когнитивных способностей. Еще мы взяли серую крысу, охотничье поведение которой, что уже доказано, является четко стереотипным, зеленоядный вид, то есть узкочерепную полевку, и два вида хомячков, у которых в рационе присутствует все, в том числе, и насекомые. Но ведь истинными хищниками все эти виды не являются, поэтому для сравнения нужен какой-то эталон мелкого хищника. Им для нас послужила обыкновенная бурозубка.
Тайга.инфо: К каким выводам вы пришли?
Ян Левенец: Оказалось, что у всех испытуемых, кроме серой крысы, хищнические стереотипы по сложности и упорядоченности оказались такими же, как у бурозубки. А вот у крысы поведение оказалось более гибким, чем у всех остальных видов, и вот это мы сейчас исследуем. Почему это так важно? Тут надо ответить на вопрос, рождаемся ли мы некой Tabula rasa, чистым листом, или же мы имеем некоторый поведенческий багаж, который должен быть записан в генах. Возможно, наше обучение облегчается, потому что у нас изначально есть какой-то шаблон действий, который мы можем достраивать. Это как раз та глобальная проблема, на которую мое исследование направлено.
Рождаемся ли мы некой Tabula rasa, чистым листом, или же мы имеем некоторый поведенческий багаж, который должен быть записан в генах?
Любовь во время войны
Софья Пантелеева: У человека тоже есть врожденные стереотипы, их изучают с помощью кросс-культурных исследований. Если мы в разных точках земного шара обнаружим одни и те же поведенческие элементы, то мы сможем сказать, что они универсальны. То есть это не элементы культуры, которые передаются из поколения в поколение — они, наоборот, врожденные. Например, есть такой элемент eyebrow flash: при встрече знакомого человека, мы делаем взмах бровей. Это делают люди в разных частях земного шара одинаково, и мы считаем, что это врожденный компонент.
Тайга.инфо: Как определить, что в нашем поведении обусловлено именно врожденными стереотипами, а что — культурными?
Софья Пантелеева: Дискуссия по поводу этого соотношения была очень громкой в 80-е годы, а потом исследователи успокоились. Нет четкого разделения на врожденное и приобретенное, есть взаимодействие. То есть поведение часто обусловлено врожденными реакциями, но в процессе становления онтогенеза, благодаря взаимодействиям с сородичами и средой, происходит достройка. Но в чем же мы приматы — это очень интересный вопрос.
Есть такой исследователь Франс де Вааль, одна из его книг называется «Политика шимпанзе: власть и секс у человекообразных обезьян». Он, кстати, по версии журнала Time в 2007 году входил в топ-100 самых влиятельных людей. Представляете? Приматолог! Эту книжку он рекомендует к прочтению американским конгрессменам и неспроста, потому что она очень поучительная.
У обыкновенного шимпанзе есть иерархия. Там такие интриги! Политические сюжеты! Кто пришел к власти? У кого есть поддержка? Кого поддерживают самки?
Тайга.инфо: Почему?
Софья Пантелеева: Их поведение, вообще, кажется очень человечным. В этой книжке есть фотография, как один шимпанзе протягивает другому лапу как раз после конфликта. Там есть сюжет, как молодой шимпанзе утешает старого, который проиграл в битве. Это человеческое поведение, оказывается, есть у животных, которые не являются нашими предками. Общий предок у нас с шимпанзе был 10 млн. лет назад: тогда жили животные, от которых произошли мы и от которых произошли шимпанзе, которые обладали такими качествами. Но вот у бонобо все еще интереснее: они мирятся с помощью спаривания и вместо конфликтов тоже спариваются, в общем, они миролюбивее, чем обыкновенные шимпанзе.
Тайга.инфо: Значит ли это, что миролюбивая стратегия поведения выгоднее для существования? Будешь злым — останешься один?
Софья Пантелеева: Не знаю, все зависит от ситуации. Скандалы, интриги, расследования у шимпанзе тоже есть. Идет борьба за власть: чем больше власти, тем больше самок и больше потомства, к чему все стремятся. И они очень хорошо манипулируют, мы их называем «Макиавелли в шерсти». В этологии есть даже такой термин «макиавеллизм», относящийся к приматам и означающий способность использовать своих сородичей как живые орудия. Но если в группе будут много конфликтов, это тоже плохо. Еще Дарвин задавался вопросом, откуда взялся альтруизм? Откуда у человека берется поведение, как у Александра Матросова, который закрыл собой амбразуру? Вроде бы, мы должны знать, что вместе с Александром Матросовым должны исчезнуть его гены, но мы видим: как ни война — обязательно какой-нибудь герой. Из двух племен с альтруистами и единоличниками, какое победит?
Софья Пантелеева: Верно, в итоге оно захватит территорию и самок, гены распространятся. Дарвин ничего про гены еще не знал, кстати, но говорил, что это так. А сейчас математические модели и исследования подтверждают эту его гипотезу. К примеру, в одной популяции шимпанзе обнаружили усыновление. Обычно, если шимпанзенок остался сиротой, то есть его мама погибла, он не выживает. Он не может прокормиться и путешествовать, а это важно, так как они переходят из одного участка леса в другой в поисках пищи. А в одной популяции было обнаружено 36 сирот, и из них половина была усыновлена. Это случай как раз истинного альтруизма. Усыновитель, во-первых, кормил, во-вторых, учил, да еще и таскал детеныша. При этом усыновители еще и страдают, потому что другие шимпанзе могут кидаться в него камнями и палками.
Тайга.инфо: У этих усыновителей были свои дети?
Софья Пантелеева: Это были самцы и самки без детей, иногда это были друзья матери. Когда посмотрели, чем эта популяция отличается от других, выяснилось, что она живет в условиях жесткого пресса хищников, леопард для них — хищник номер один. Раз есть опасность, то группа выживет только в том случае, если они будут предупреждать об опасности друг друга, если будет сплоченность и альтруизм. Видимо, так сформировался и человеческий альтруизм.
Раз есть опасность, то группа выживет, только если будет сплоченность и альтруизм. Видимо, так сформировался и человеческий альтруизм
Тайга.инфо: Откуда же тогда берутся злые люди?
Софья Пантелеева: Это называется парохиальный альтруизм. Альтруизм по отношению к своим, который сопровождается ненавистью к чужим. Своим я могу подставить плечо и пожертвовать жизнью, а другие — враги. Они, может быть, выглядят не так, как мы, или говорят на незнакомом языке. Причем, самое страшное, если они говорят на языке, который похож на наш, но не такой, как наш. В общем, можно сказать, что мы одновременно и альтруисты, и ксенофобы.
Подготовила Наталья Гредина
Фото Светланы Ким