Проблемы этологии. Поведение животных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способность животных к обучению - образованию условных рефлексов

Планарии, черви. Осьминоги

 

 

Частные примеры поведения

 

 

Беспозвоночные

 

 

Первейшая форма психической активности — способность животных к научению, то есть к образованию условных рефлексов. Что касается беспозвоночных, то мы, к сожалению, мало что об этом знаем.

 

Если идти от изначального корня Древа Жизни к его вершине, то наиболее выраженные реакции на обучение проявляют актинии (родичи медуз и кораллов).

 

Ученые предлагали в пищу актиниям совершенно несъедобные кусочки фильтровальной бумаги, касаясь ими щупалец. Сначала актинии жадно хватали бумагу и отправляли в рот, однако скоро выбрасывали наружу. Но уже через пять дней твердо знали, что это угощение в пищу не годится, и больше не принимали его. Приобретенный навык сохранялся в их памяти от шести до десяти дней. Затем они вновь поддавались обману, но теперь отрицательное отношение к бумаге наступало гораздо раньше, чем в начале опыта.

 

Актинии обнаружили еще более сложное поведение. Многим известна, очевидно, дружба рака-отшельника с актинией, которую он таскает на своей раковине в целях самообороны (у актиний на щупальцах стрекающие, как крапива, клетки, которые отпугивают врагов рака-отшельника). Некоторые раки, подхватив клешней, пересаживают актинию, скажем, с камня на свою раковину. Но во многих случаях актинии сами активно взбираются на раковину рака (весь процесс занимает от пятнадцати до тридцати минут).

 

Но вот что странно: актинии нередко забирались и на пустые раковины, что им совершенно ни к чему. Больше того — усаживались и на осколках раковин улитки, в которых, изгнав хозяина, поселяются раки-отшельники. Очевидно, не сама раковина, не форма ее и не внешний вид побуждает актинию поселиться на ней, а какое-то химическое вещество, свойственное раковине брюхоногих моллюсков.

 

Планарии (плоские черви), кроме всего прочего, интересны тем, что способны к исключительно сложной регенерации: если отрезать у планарии голову, то вскоре эта голова восстановит все недостающее туловище, а туловище, лишенное головы, приобретет голову с новым мозгом. Точнее, нервные узлы — ганглии, заменяющие мозг.

 

Действием света и электрического тока вызвали у планарий условные рефлексы на эти раздражители. А потом разрезали червей пополам и половинки поместили в отдельные сосуды. Стали проверять реакции на условные рефлексы, образовавшиеся у планарий до операции. И что же получилось? Воссоздавшие недостающие части тела планарии сохранили выработанные у них дооперационные рефлексы. Даже те черви, которым пришлось отрастить новую голову!

 

Очевидно, во время опытов по обучению в организме планарий образуется какое-то вещество, которое распространяется по всему телу планарии. Есть гипотеза, что вещество это РНК (рибонуклеиновая кислота), которая ответственна за сохранение памяти.

 

Дождевой червь почти всю жизнь проводит в земле, выползая по ночам на ее поверхность. Норка червя — узкий длинный канал (жарким летом до 1,5 и более метра), в конце которого небольшое расширение — камера, где червь разворачивается. Удивительно, как такое мягкотелое животное умудряется рыть землю, порой очень сухую и твердую?

 

У него есть три метода выполнения этой трудной задачи. Если земля рыхлая, податливая, то червь буравит ее, как отбойным молотком. Глоточный мешок у него с твердыми и толстыми стенками, который может быстро выдвигаться вперед. При этом он «раз за разом сильно ударяет изнутри в переднюю часть тела, вбивая ее в землю, как молоток».

 

Но от этих ударов даже мягкая земля перед головой червя твердеет, утрамбовываясь. Тогда он прибегает к другому способу: отрывает губами кусочки земли и глотает их. Наглотается до предела и ползет к поверхности земли, на которую выбрасывает прошедшую через кишечник почву. Но вот попался на пути в подземелье особенно плотный и сухой грунт — червь увлажняет его каплями слюны. Намокнет кусочек почвы, червь его глотает. Затем снова увлажняет землю перед собой и глотает ее. И так постепенно и, надо сказать, с немалыми усилиями готовит себе жилище.

 

 

Днем он прячется в норке головой ко входу, который прикрыт листьями, хвойными иглами и прочим мусором. В сумерки оживает. Выползает на поверхность почти всем телом, лишь задний конец держится за край норки. А большая передняя часть тела «совершает круговые движения, несколько приподнимаясь над землей, и ощупывает все вокруг». Нащупает губами опавший лист дерева — хватает его и тащит в норку. Зачем?

 

«Дарвин в работе, касающейся жизни дождевых червей и их влияния на свойства почвы, впервые обратил внимание на наличие у червей своего рода умственной деятельности… Несомненно, интерпретация Дарвина является фантастической, ибо доводы, на основании которых он приписал дождевому червю способность к разумным действиям, являются совершенно недостаточными. Тем не менее Дарвин затронул очень интересный вопрос и указал путь к его решению» (Ян Дембовский).

 

Дарвина поразили следующие наблюдения: черви тянут в норку листья, ухватив их за вершину (не за черешок), поэтому лист оказывает наименьшее сопротивление при затаскивании в норку (ведь вершина листа уже его основания). А вот сосновые иглы всегда тянут за черешок, то есть общее для сдвоенных игл основание. И в этом случае предмет оказывает наименьшее сопротивление. Схваченная за конец одной из двух иголок хвоя застряла бы у входа в жилище червя, так как вторая игла легла бы поперек отверстия норки, и задача затащить ее стала бы неразрешимой.

 

Ч. Дарвин в своих опытах предоставлял червям вырезанные из бумаги треугольники, и те втягивали их наиболее целесообразным способом: за один из острых углов. Значит, соображают черви!

 

Однако дальнейшие исследования показали, что не ум тут руководит червем.

Когда из листа липы вырезали новый лист, но с обратным соотношением ширины листа (верхушку его сделали тупой, а основание острым), то черви стали втягивать листья опять-таки за верхушку. На этот раз втягивание было затруднено широкой верхушкой, за которую червь цеплялся губами. Далее связали ниткой острые концы сосновых игл. Получалось так, что, за какой бы конец ни хватал червь, сопротивление втягиванию было одинаковым. Но черви по-прежнему тащили в норки иглы основанием вперед, а связанной верхушкой назад. Опыты эти убеждают, что не форма предмета привлекает червя, а какие-то, видимо, химические вещества, которые содержатся в верхушке листа и в основании спаренных сосновых игл.

 

Делали и так: у листьев вишни срезали верхушки и черешки. Давали им высохнуть, а затем растирали в порошок в разных ступах: в одной сухие верхушки листа, в другой их черешки. И тот и другой порошок смешивали с желатином. Полученной смесью смазывали тонкие прутики: один конец — желатином с порошком верхушки листьев, а другой — черешков. Форма испытуемых палочек с обоих концов была одинаковой, а следовательно, одинаково и сопротивление при втягивании палочек в норки. Что же получилось? Почти все черви хватали губами те концы палочек, которые были смазаны желатином с веществом, содержавшимся в верхушках листьев.

 

Один конец соломинок такой же величины, как иглы, смазали экстрактами из оснований игл, а второй из вершинок. Черви отдавали явное предпочтение тем концам соломинок, которые «пахли» как основания игл.

 

Но есть и другая гипотеза: втягивание листа червем происходит методом «проб и ошибок». Червь не выбирает, руководствуясь тем или иным образом, за какой конец листа схватиться. Он присасывается к любому попавшемуся краю листа. Если тащить его трудно или вообще невозможно, он хватает за другой конец. Если сопротивление опять велико, то берется за другой край листа, и так до тех пор, пока не найдет удобную для втягивания сторону листа.

 

В большинстве случаев, решили исследователи, два фактора влияют на выбор того или иного конца листа и сосновых игл: запах и сила сопротивления перемещению листа. В разных случаях предпочтение отдается тому или иному фактору. Первоначально червь берет предмет за тот конец, который содержит привлекающие вещества. Но если в этом случае лист оказывает сильное сопротивление движению, червь действует по методу «проб и ошибок»: хватается за любые части предмета и останавливается на той, которая оказывает наименьшее сопротивление.

 

Теперь вернемся к вопросу, поставленному в начале рассказа о червях: зачем они затягивают в норки листья, иглы и другие предметы?

 

Дарвин полагал, что червь затыкает норки листьями, чтобы сохранить в них тепло. Но это не вяжется с образом жизни животного. В самом деле, из норок он выползает по ночам, когда гораздо прохладнее, чем днем. А в самое знойное время суток норки прикрыты листьями.

 

Может быть, от врагов он затыкает днем вход в свой дом?

 

Тоже едва ли. Напротив: скворцы и другие птицы по кучкам листьев, прикрывающих норки, находят обиталища червей. А самый опасный враг — крот — подбирается к ним не с поверхности земли.

 

«Скорее следует предполагать, — говорит Ян Дембовский, — что черви собирают в норках запасы пищи. В сырых норках листья и иглы постепенно гниют и становятся подходящей пищей для червей».

 

Дождевые черви способны к научению. Их помещали в Т-образный лабиринт: в наиболее длинный коридор, образующий основание буквы «Т». Когда они доползали до его конца, им предоставлялся выбор повернуть направо или налево. «Направо» их ожидало затемнение и пища, «налево» — удар электрическим током. После серии таких уроков черви приучались безошибочно направляться в нужную сторону, к пище.

Из морских беспозвоночных животных наиболее одаренные — головоногие моллюски: кальмары, каракатицы, осьминоги. Особенно последние. Проведено немало опытов, подтверждающих это.

 

В аквариум с осьминогом помещали стеклянный полый цилиндр, открытый сверху. В цилиндре — краб, любимая пища осьминога. Моллюск скоро увидел краба, цилиндр стоял в полутора метрах от него. Последовала атака, но предательское стекло задержало осьминога у самой цели.

 

Осьминог извивался в тщетных попытках схватить столь желанную и близкую добычу. В ярости вспыхивал то одним, то другим оттенком багрянца. Достаточно было подняться по стеклу всего на тридцать сантиметров, и осьминог свободно проник бы через открытый верх цилиндра в убежище краба. Но осьминог не мог оторвать алчного взора от добычи, потерять ее хоть на секунду из поля зрения и упорно атаковал по наикратчайшему направлению.

 

Как долго продолжал бы он свои бесплодные попытки, неизвестно. Случилось вот что: одно щупальце ненароком перескочило через верхний край цилиндра и кончик его проник в сосуд с крабом. Моментально осьминог изменил тактику: видно, кончик щупальца почувствовал запах краба, и слепой повел зрячего.

 

Щупальце, перегибаясь через край цилиндра, тянулось все дальше, неумолимо приближаясь к крабу, а осьминог полз за ним, поднимаясь вверх по стеклу. Наконец, щупальце коснулось краба и тут же отдернулось. Но лишь на мгновение. В следующую секунду осьминог ракетой перескочил через стеклянную стенку и сцепился с крабом.

Теперь уже осьминог твердо знал, как достать краба из-за стекла. Достаточно было одной удачной попытки, чтобы выработался условный рефлекс, который заставлял осьминога действовать согласно программе, запечатленной после результативного опыта в клеточках его мозга.

 

Но он не шел к крабу наиболее разумным путем: сразу через верх банки, а сначала бросался на краба, как прежде пытаясь схватить через стекло, лишь затем полз кверху за щупальцами, которые, похоже, лучше знали дорогу. Иначе говоря, он в точности повторял, хотя в этом и не было необходимости, свою первую попытку, увенчавшуюся неожиданным успехом.

 

В опыте с крабом осьминог вел себя более толково, чем каракатица, с которой экспериментировал де Хаан, в такой же ситуации. Он посадил креветку в стеклянный кувшин и предложил каракатице самой решить несложную задачу: извлечь креветку из кувшина без крышки. Тридцать часов подряд (по другим данным, взрослые каракатицы уже через час прекращают свои бесплодные попытки достать креветку из кувшина) каракатица билась о стекло, атакуя в лоб, и не догадалась совершить небольшой обходной маневр: чуть подняться вверх, как это сделал осьминог, и достать добычу из горла кувшина.

 

Спустя несколько дней после того, как осьминог совершил то, чего никак не могла постичь его десятирукая кузина, усложнили опыт. Цилиндр с крабом накрыли стеклом. Но щупальца, хорошо изучившие дорогу, без особого труда обошли это препятствие. После нескольких неудачных попыток они нащупали микроскопическую щель между плоской крышей и стенкой банки. Приподняли крышку и провели за собой осьминога.

Сделали перерыв в семь дней, а затем вновь повторили опыт. Осьминог по-прежнему находил правильное решение выученной неделю назад задачи. Открывал банку с крабом. Условный рефлекс, не подкрепленный дополнительным уроком, продолжал действовать безотказно. (Каракатица, выученная доставать из-за стекла пищу, уже через восемнадцать часов забыла, как извлечь из кувшина лакомый кусочек, не разбивая стенки лбом.)

Очевидно, способности между членами клана головоногих моллюсков распределены неравномерно. Осьминоги — самые одаренные из них. Причина, на мой взгляд, коренится в… щупальцах. У каракатиц и кальмаров щупальца более специализированные: приспособлены исключительно для плавания (выполняют роль стабилизаторов и рулей) и схватывания добычи.

 

У осьминогов деятельность их более разнообразна.

 

Осьминоги «ходят» на щупальцах по дну, переносят в них тяжести, строят гнезда из камней, открывают раковины моллюсков, прикрепляют яйца к камням, а когда осьминог спит, некоторые щупальца несут сторожевую службу. В соответствиии с разносторонним назначением распределены и роли между разными щупальцами.

 

Щупальца второй сверху пары, которые обычно длиннее всех, осьминоги употребляют в качестве атакующего оружия. Нападая на добычу и защищаясь от врага, осьминоги стараются схватить противника именно этими щупальцами. В мирное время «боевые» руки превращаются в ноги: служат ходулями при передвижении по дну.

 

Для обследования и ощупывания окружающих предметов предназначена самая верхняя пара рук, а караульную вахту во время сна несут два нижних щупальца.

В глубоком сне все щупальца осьминога, кроме двух нижних, прижаты к телу, а сторожевые руки вытянуты в стороны. Время от времени они вытягиваются вверх и медленно кружат над спящим осьминогом, словно антенна радара. Осьминог погружен в глубокий сон. Он ничего не видит и не слышит. Но стоит слегка сотрясти воду или чуть прикоснуться к сторожевым щупальцам (именно к ним, а не к другим!), животное сейчас же вскакивает.

 

Развитие у животных органов, способных использовать простейшие орудия, приводит к образованию более сложного мозга, к расширению сферы его деятельности, к формированию разнообразных приспособительных рефлексов.

 

Но вернемся к осьминогам, проходящим испытание на сообразительность.

 

Экспериментатор Джозеф Синел предложил голодным осьминогам огромных устриц. Несколько часов осьминоги безуспешно пытались открыть их раковины. Через неделю Синел снова положил тех же устриц в аквариум, но умудренные опытом осьминоги и не притронулись к ним. Даже не ощупали, как обычно поступают со всяким новым предметом.

 

Другой ученый выработал у осьминогов условный рефлекс на свет. Осьминога легонько кололи куском проволоки и одновременно включали лампочку. Осьминог «мрачнел»: расширял черные хроматофоры, кожа становилась темной. Обучение продолжалось шестнадцать дней. На семнадцатый день включили свет, но проволокой осьминога не коснулись. Однако он потемнел, как прежде. Восемьдесят один день мозг осьминога сохранял память об уколе, который должен был последовать за вспышкой света. Не скоро, лишь к концу третьего месяца, исчез условный рефлекс на свет, ни разу не подкрепленный за это время раздражителем — уколом.

 

Эксперименты над поведением осьминогов и физиологией их мозга провели на морской станции в Неаполе английские ученые Бойкот и Юнг. В результате они пришли к выводу, что осьминоги наиболее одаренные из всех беспозвоночных животных и некоторых позвоночных, например рыб.

 

Бойкот и Юнг установили также, что осьминоги поддаются дрессировке. Не хуже слонов и собак они отличают разные геометрические фигуры: маленький квадрат от более крупного, прямоугольник, показанный вертикально и горизонтально, белый круг от черного, крест и квадрат, ромб и треугольник. За правильно сделанный выбор животных награждали пищей, за ошибку они получали слабый удар электрическим током.

 

Исследователи кормили осьминогов крабами, привязанными за нитку. Когда подопытные животные привыкли к такому угощению, в бассейн рядом с крабом опускали металлическую пластинку.

 

Вот осьминог, ничего не подозревая, появляется из своего убежища. Как всегда, смело атакует краба и вдруг отскакивает. Бледнеет, выбрасывает струю воды в предательского краба и спешит назад, в свое логово.

 

Через краба с пластинкой экспериментаторы пропустили электрический ток. Его удар испугал осьминога.

 

Через два часа краб с пластинкой снова в аквариуме. Осьминог не бросается на него, как обычно, из своего логова, словно ракета. Он ведет себя теперь совсем иначе. Осторожно появляется из расщелины. Идет по дну с вытянутыми вперед щупальцами, каждую секунду готовый повернуть обратно. Борются два чувства — желание схватить краба и страх.

 

Разрешая мучительное противоречие, осьминог то приближается к крабу, то боязливо удаляется в свой угол, чтобы через минуту опять вернуться. Наконец чувство голода побеждает. Осьминог хватает краба. Удар! Осьминог бледнеет и удирает в нору.

Условный рефлекс теперь прочно закреплен в его мозгу. Осьминог берет обычных крабов. Но краб с пластинкой не вызывает у него никакого интереса. Осьминог высовывает голову из своего убежища, чтобы понаблюдать за трюками странных людей. Когда опасный краб приближается к нему, осьминог багровеет и пускает в мнимого врага серию залпов из водяного пистолета, которым наделила его природа, то есть, попросту говоря, из воронки своего реактивного двигателя.

 

Осьминоги с удаленными кусочками мозга, в которых замыкаются условные рефлексы, действовали так, словно никогда в жизни не получали электрических ударов. Увидев краба с пластинкой, оперированный осьминог торопливо выбирался из своего логовища, хватал краба, получал удар, уплывал прочь и тут же снова возвращался. Память о боли, полученной только что, отсутствовала, условный рефлекс на краба с пластинкой не образовывался. Один осьминог тридцать пять дней, пока длился эксперимент, с неистощимой яростью бросался на краба. Даже в конце дня, который принес ему пятнадцать ударов током, осьминог с готовностью появлялся из убежища, чтобы напасть на краба, который причинял ему только боль.

 

Человек, оказывается, может загипнотизировать даже спрута. Это доказал голландский исследователь Тан-Кот.

 

Он испытал несколько методов. Наилучшим оказался такой: держать осьминога на ладони ртом кверху, чтобы щупальца свешивались вниз. Самое трудное — удержать осьминога в этом неудобном для него положении, пока не подействуют чары гипноза. Одновременно следует избегать прикосновений к руке осьминожьих щупалец, а то они тотчас обовьются вокруг пальцев, осьминог возбудится, и усыпить его будет нелегко.

 

Если удается удержать его достаточно длительное время в указанном выше положении, осьминог легко поддается внушению. Когда он хорошо загипнотизирован, можно делать с ним что угодно, он не просыпается. Можно поднять любое щупальце, а затем бросить его; оно падает безжизненно, как кусок веревки.

 

Тан-Кот перебрасывал осьминога с руки на руку, тот реагировал на это не больше, чем футбольный мяч. Чтобы разбудить загипнотизированного осьминога, нужно сильно ущипнуть его хирургическим пинцетом или даже применить еще более сильное воздействие.

 

Тот факт, что осьминог легко поддается гипнозу, говорит о достаточно высокой организации его мозга.

 

 

К содержанию книги: Акимушкин: Проблемы этологии

 

 Смотрите также:

 

Этология как наука. принципы этологии.  поведение у животных, индивидуальное и групповое...