Д. Елленберг
«Як не помилятися». Глава з книги
Д. Дойч
«Структура Реальності: Наука паралельних всесвітів». Глава з книги
В. Власов
У скам'янілих лісах Арізони
Н. Карпушина
скарб геометрії
Н. Семаков, А. Ковальов, А. Павлов, О. Федотова
Куди біжить магнітний полюс?
П. Образцов
«Дивовижні історії про істот самих різних». Глава з книги
Б. Дружинін
Подорож №1 по зоопарку елементів
К. Постнов
Швидкі радіовсплесков: ключ до розгадки таємниці
Н. Резник
Дорога на роботу - шлях до артриту
В. Гаврилов
Як зимують птахи використовують людей
Пуголовок американської лісової жаби Rana sylvatica. Фото з сайту www.flickr.com
Пуголовки лісової жаби від народження не знають, яких хижаків їм слід боятися, і повинні вчитися цьому протягом життя. Пуголовки, яких навчили боятися одного з хижаків (огненнобрюхого тритона), починають боятися також і інших амфібій, що можна інтерпретувати як своєрідну «здатність до узагальнення». При цьому чим сильніше страх перед тритоном, тим ширше коло потенційних хижаків викликає у пуголовків характерну реакцію переляку.
Деякі тварини володіють вродженим знанням про те, яких хижаків їм потрібно остерігатися. Інші народжуються без цього знання і повинні купувати його протягом життя. Здавалося б, перший варіант куди надійніше і безпечніше. Однак це справедливо тільки для тих видів жертв, які живуть в більш-менш постійних умовах і з покоління в покоління піддаються загрозі з боку одних і тих же хижаків. Якщо ж умови проживання даного виду жертв часто змінюються непередбачуваним чином, вироблення вродженого страху перед певними видами хижаків може виявитися менш вигідною, ніж універсальна здатність до навчання - хоча таке навчання і пов'язане з величезним ризиком.
Багато видів жаб відкладають ікру в найрізноманітніші водойми - від дрібних ефемерних калюж до великих озер. У різних водоймах пуголовки піддаються загрозі з боку різних хижаків. Пуголовки реагують на небезпеку зниженням рухової активності: вони завмирають або просто починають плавати повільніше, щоб привертати до себе поменше уваги. Якщо пуголовок буде боятися всіх хижаків без розбору - в тому числі і тих, які в даній водоймі пуголовками не харчуються - він буде весь час завмирати і у нього залишиться менше часу на пошуки корму. У такій ситуації вроджений страх перед усіма видами потенційних ворогів був би для пуголовків швидше шкідливий, ніж корисний. У поведінці пуголовків (і інших тварин-жертв) повинен дотримуватися тонкий баланс між величиною небезпеки і інтенсивністю реакції на неї. Якщо ступінь небезпеки, що виходить від одного і того ж виду хижаків, сильно варіює залежно від умов, прижиттєве навчання стає більш оптимальною стратегією, ніж вироблення вродженого страху.
Про конкретні механізми, на яких заснована навчання жертв страху перед хижаками, поки відомо небагато. З встановлених фактів найбільш цікаві два. По-перше, показано, що таке навчання відбувається дуже швидко - зазвичай хижакові досить лише один раз налякати жертву, щоб у неї виробився стійкий страх перед даним видом хижаків. У деяких випадках можна припускати існування якихось вроджених психологічних «заготовок» або матриць, тобто вродженої схильності до швидкої виробленні страху перед певними видами стимулів. По-друге, було відкрито явище генералізації (узагальнення) при розпізнаванні хижаків. Це означає, що тварини, які навчилися боятися якогось певного хижака (в експерименті в ролі хижака може виступати і лялька), часто починають відчувати страх також і перед іншими об'єктами, схожими на відомого їм хижака зовні або по запаху.
Кожного пуголовка садили в окрему півлітрову баночку і давали звикнути до нової обстановки. Потім в банку додавали 10 мл води з запахом огненнобрюхого тритона Cynops pyrrhogaster. Це була вода з дволітровою ємності, в якій протягом доби жили шість тритонів. Одночасно в банку додавали ще 5 мл води з «запахом небезпеки». Рецепт приготування цього зілля нагадує методи середньовічних відьом або алхіміків: в маленькій ступці розтирали одного пуголовка, отриману кашку розводили водою в кількості 5 або 20 мл, воду потім ретельно проціджували, щоб видалити фрагменти тканин. Запах розчавленого пуголовка є безумовним лякає стимулом, тобто пуголовки від народження знають, що цей запах сигналізує про небезпеку.
Пуголовки з першої групи отримали «запах небезпеки» у високій концентрації (1 роздавлений пуголовок на 5 мл води), друга група отримала вчетверо меншу дозу. Нарешті, пуголовки третьої (контрольної) групи отримали по 5 мл чистої води.
Ідея полягала в тому, що пуголовки з першої групи повинні були зв'язати запах тритона з поданням про дуже великій небезпеці. Друга група теж повинна була навчитися боятися тритонів, але не так сильно. Нарешті, третя група взагалі не повинна була відчувати страху перед третинами.
Як і слід було очікувати, в процесі навчання пуголовки з першої групи лякалися сильно, з другої - слабо, а контрольна група, яка отримала тільки запах тритона, що не лякалася зовсім.
Через три дні всім пуголовкам змінили воду і приступили до головного етапу експерименту. Кожну з трьох груп пуголовків поділили ще на три частини. Першій частині давали запах тритона, другий - запах тигрової саламандри, яка є досить близьким родичем тритона, третьої - запах африканської шпорцевой жаби, яка відноситься до іншого загону амфібій.
Реакція «навчених» пуголовків на запах огненнобрюхого тритона (білі стовпчики), тигровій саламандри (сірі стовпчики) і африканської шпорцевой жаби (чорні стовпчики). Water - пуголовки, яким в процесі навчання давали тільки запах тритона; Low - пуголовки, які разом з запахом тритона отримували «запах небезпеки» в низькій концентрації; High - пуголовки, яким давали запах тритона в поєднанні з концентрованим «запахом небезпеки». За вертикальної осі - зменшення рухливості (тобто сила переляку) пуголовків у відповідь на стимул. Мал. з обговорюваної статті в Behavioral Ecology and Sociobiology
З цих трьох видів потенційних хижаків лісові жаби в природі можуть зустрітися тільки з тигровій саламандрою.
Пуголовки з контрольної групи, у яких не виробився страх перед тритоном, не злякалися ні одного з трьох запахів. Пуголовки, у яких був вироблений сильний страх перед тритоном, злякалися всіх трьох запахів. Найбільше їх налякав запах тритона, який використовувався при «навчанні». Запах саламандри - близької родички тритона - налякав їх трохи менше, запах шпорцевой жаби - ще менше. Нарешті, пуголовки, у яких був вироблений лише помірний страх перед тритоном, злякалися запахів тритона і саламандри, але залишилися байдужими до запаху шпорцевой жаби.
Виявлена у пуголовків «здатність до узагальнення» не означає, що пуголовки мають якимось особливо видатним інтелектом. Умовні рефлекси, тобто вироблені протягом життя реакції на ті чи інші стимули, завжди в тій чи іншій мірі «генералізована». Іншими словами, якщо рефлекс виробився на якийсь певний стимул, то інший, але дуже схожий стимул, швидше за все, викличе таку ж реакцію. При цьому чим сильніше буде відрізнятися стимул від «вчиненого», то менше буде реакція. Цього властивості умовних рефлексів, яке визначається базовими принципами сенсорного сприйняття і роботи нервової системи, в принципі, цілком достатньо, щоб пояснити як саме явище «генералізації образу хижака», так і його залежність від величини небезпеки.