Статьи

Поведение, характерное для животных, передается по наследству, но кроме него существуют особенности, приобретаемые в ходе обучения – поведенческие традиции. Они свойственны животным с непростой социальной организацией, в том числе обезьянам, воронам, крысам, дельфинам.

Члены группы перенимают у одной «смекалистой» особи навык мыть грязные овощи или разбивать орехи, укладывая их на один камень и ударяя другим, а следующие поколения воспроизводят эту технологию, – на старших глядя.

Однако такое усвоение «культурных» навыков происходит не везде. Бывает, что есть и камни, и орехи, а технология умирает вместе с ее изобретателем.

По мнению специалистов Института систематики и экологии животных СО РАН и Новосибирского государственного университета, благоприятные условия для укоренения инноваций складываются в том случае, когда у животных есть врожденная предрасположенность к совершению ряда действий и при этом возникает феномен т.н. распределенного социального обучения.

Свою гипотезу, экспериментально подтвержденную на муравьях, учёные изложили в последнем выпуске «Журнала общей биологии» (Резникова Ж.И., Пантелеева С.Н. «Возможные эволюционные механизмы “культуры” у животных: гипотеза распределенного социального обучения», Журнал общей биологии, 2015, том 76, № 4, с. 295–309).

Суть гипотезы распределенного социального обучения заключается в следующем. Несколько животных в популяции имеют врожденные генетические программы некоего поведения, а остальные особи – фрагменты этих программ.

Когда обладатель «фрагмента» видит, как действует «полнопрограммная» особь, он легко и быстро восстанавливает собственное поведение по этому образцу, поскольку генетически предрасположен к нему. Это гораздо проще, чем осваивать некие действия с нуля, просто подражая тому, кто умеет.

В результате новация быстро распространяется в группе. Учёные назвали такое социальное обучение распределенным, поскольку целые программы и их фрагменты распределены между разными членами популяции.

Авторы гипотезы распределенного социального обучения, Жанна Резникова и Софья Пантелеева проверили её на охотничьем поведении муравьев Myrmica rubra по отношению к ногохвосткам Tomocerus sibiricus. Ногохвостки – нелегкая добыча. Их нужно найти, наскочить сверху, правильно ухватить и ударить жалом.

Эксперименты показали, что муравьи из мест, где много ногохвосток, охотятся активнее и результативнее, чем насекомые из мест с низкой численностью этой добычи. Овладеть техникой охоты они могли тремя способами: либо это врожденное умение, либо муравьи обучаются, подражая опытным охотникам, либо имеет место распределенное социальное обучение.

Учёные сравнили поведение муравьев, выросших в естественных условиях и выращенных в лаборатории из куколок. Эти «наивные» муравьи никогда не видели ногохвосток, хотя их куколок кормили гемолимфой T. sibiricus. Наивные муравьи, помещенные в контейнер к ногохвосткам, не реагируют на них как на добычу, в то время как контрольные насекомые ногохвосток атакуют и ловят.

Если бы у муравьев была наследственная программа охоты, она включилась бы у всех особей при первой же встрече с ногохвосткой, подобно тому как при виде тлей у них пробуждается стереотип выпрашивания пади. Следовательно, шаблон восприятия ногохвосток как добычи у муравьев отсутствует.

Это неудивительно: охота для муравьев не обязательна, они охотятся только там, где ногохвосток много, и в таких семьях могли возникнуть местные поведенческие традиции, которые муравьи осваивают, наблюдая за опытными охотниками. Однако это предположение пришлось отвергнуть, когда в одной «наивной» семье 7 муравьев из 123 продемонстрировали врожденное умение охотиться на ногохвосток.

Во второй серии экспериментов ученые нашли муравьев из естественных семей с полными и неполными охотничьими стереотипами. Эти стереотипы у «наивных» и «естественных» муравьев очень похожи, но у «наивных» они более целенаправленны, то есть эти муравьи – действительно «прирожденные», а не обученные охотники. Они обладают врожденной программой охотничьего поведения и без подготовки узнают в ногохвостке добычу.

Впервые увидев ногохвостку, такие муравьи в состоянии ее поймать. Остальные особи, чтобы пробудить свое охотничье поведение, должны наблюдать за охотниками. Если встречи с ними редки, формирование охотничьих навыков может затянуться надолго или не произойти вовсе.

Гипотеза распределенного социального обучения позволяет объяснить распространение поведенческих моделей в сообществах животных более простым путем, чем с помощью культурной преемственности. Если же соответствующей генетической предрасположенности нет, техническое новшество, скорее всего, останется достоянием изобретшего его гения и вместе с ним умрет. По мнению исследователей, генетическая предрасположенность – лучший «учитель» для животных, по крайней мере для многих из них.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.