Движение — простейшая форма поведения

 

Тропизмы

 

Первое наиболее четкое различие между животными и растениями ясно каждому: растения не могут передвигаться, тогда как животные этим свойством обладают. И тем не менее именно движение растений (поворот к солнцу цветов) положило начало науке о простейших движениях животных — тропизмах.

В 1693 году англичанин Джон Рей (который, кстати говоря, первым доказал, что кит — это не рыба) попытался научно обосновать факт, известный еще первобытному человеку: растения тянутся к свету и к нему обращают свои цветы. Повернутые к солнцу стороны стеблей растения, как полагал Джон Рей, замедляют свой рост, а затененные, напротив, растут быстрее. В результате стебель изгибается в сторону солнца. С точки зрения физики факт этот верен. Но истинную причину такого разворота разгадал 150 лет спустя ботаник Декандоль.

Рей считал, что причина изгибания стебля — тепло. А Декандоль доказал, что не тепло, а свет заставляет стебель растения разворачиваться навстречу солнцу. Он дал и название этому феномену: гелиотропизм. И тем положил начало массовому исследованию тропизмов.

Их много всяких и помимо гелиотропизма, и большинство из них имеет отношение к животному царству. Тропизмы бывают положительные и отрицательные, в зависимости от того, куда стремится наделенное ими животное — к источнику раздражения (положительные) или же прочь от него (отрицательные).

Гидротропизм — корни растения изгибаются к более влажным слоям почвы.

Геотропизм — стебель растет вверх, против сил земного притяжения.

Фототропизм — многие растения и животные направляются к свету.

Стереотропизм — животные бегут так, чтобы их вибриссы и другие осязательные органы касались твердых предметов.

Реотропизм — животное старается сохранить свое положение против ветра или течения реки.

Хемотропизм — движения, на которые воздействуют какие-либо химические вещества.

Термотропизм — стремление сохранить свое положение в зоне определенной температуры… Ну и так далее.

С некоторыми тропизмами познакомимся поближе.

Поместим пресноводных гидр в аквариум. Поставим его на окно. Вскоре заметим, что все гидры стронулись с места и медленно направились к свету. Расположились на стекле аквариума, обращенном к окну.

Повернем аквариум противоположной стороной к свету — гидры тотчас совершат микромиграцию, аналогичную той, которую проделали только что: переберутся на стекло аквариума, лучше освещенное.

Это означает, что у гидр положительный фототропизм.

Отрицательный фототропизм у домашних клопов: днем они прячутся где потемнее, а ночью отправляются на поиски пищи.

У другого «кровопийцы» — малярийного комара анофелеса — не простой фототропизм. Он по-разному реагирует на экстремально противоположные факторы: темноту и свет. На последний у него сильный отрицательный фототропизм, а положительный — тоже на свет, но только слабый. Поэтому днем опасаться малярийных комаров нет нужды. Но в сумерки иная картина: малярийные комары в эту пору особенно активны. Ночью они летят на свет комнатной лампы, поэтому необходимо закрывать окна и занавешивать их марлей.

 

Яркий пример геотропизма показывает плодовая мушка дрозофила. Посадим ее в стеклянную трубку, закрытую с обеих сторон, дрозофила направится в верхний конец пробирки, поставленной вертикально. Перевернем ее другим концом вниз, и муха опять устремится вверх. Таким образом можно «перегонять» ее с места на место многие часы.

Стереотропизм (он же тигмотропизм) замечен у живущих в темноте подземелий крыс, мышей и других грызунов. Длинные и чувствительные «усы» (вибриссы) у них на морде — осязательные органы. Крысы и мыши бегают в темноте обычно вплотную к стене так, чтобы вибриссы ее касались. Ими же определяют и ширину щелей: можно пролезть или нет.

 

«Форель, живущая в ручьях с быстрым течением, никогда не знает отдыха: днем и ночью вынуждена она трудиться, чтобы не дать течению снести себя. В ветреную погоду птицы и насекомые летают чаще всего против ветра, хотя прекрасно могут летать в любом направлении» (Ян Дембовский).

 

Такое поведение животных, как мы знаем, называют реотропизмом.

Ярко выраженный термотропизм демонстрируют инфузории. Помещенные в горизонтальную трубку, нагретую у одного конца, скажем, до 40 градусов, а с другого — до 15, они тотчас же собираются в зоне средней температуры: 26–27 градусов.

Интересно поведение некоторых мокриц. Эти родственные ракам животные обитают на суше: под камнями, гниющими стволами деревьев и в других сырых местах. А если попадут туда, где сухо, быстро погибают.

Вот в такой-то микроклимат и поместим их: в сосуд с сухим воздухом. Немедленно все мокрицы придут в движение, не направленное, однако, к какой-либо определенной цели: расползутся в разные стороны. В сосуде с сырым воздухом мокрицы некоторое время тоже ползают нецеленаправленно. Затем скоро успокаиваются и замирают в неподвижности там, где внезапно и без видимой причины закончили свое путешествие.

Наполним один конец сосуда сухим воздухом, а другой — влажным. Как поведут себя мокрицы? Там, где сыро, мокрицы неподвижны, где сухо — беспокойно ползают, но не направляются прямо к сырому месту, как поступили бы животные, обладающие особыми тропизмами. Вскоре, однако, беспорядочные движения в разных направлениях приводят к тому, что большинство мокриц собираются во влажном конце трубки.

Из опыта следует, что мокрицы не обладают определенным тропизмом, а просто, ползая там и сям, случайно находят сырое место и в нем остаются, никуда больше не стремясь. Неудачники, которые после беспорядочных передвижений не находят необходимый им сырой микроклимат, вскоре погибают.

Исходя из ряда подобных опытов, некоторые ученые называют тропизмы направленным движением, а беспорядочные перемещения — ненаправленным.

Не во всех периодах жизни животные обладают постоянными тропизмами. Примером могут служить личинки морских обитателей, которые плотными колониями покрывают прибрежные скалы или песчаные отмели. Тут и некоторые черви, усоногие раки, устрицы и другие двустворчатые моллюски.

Их крохотные личинки свободно плавают в морских просторах, подвергаясь суровым испытаниям: шторм, прибой, отливы и приливы, волны и течения — все это они переносят, казалось бы, с легкостью. Но приходит время превращаться во взрослое животное. Как они находят пригодные для поселения места?

В начале жизни у личинок положительный фототропизм: он заставляет их держаться вблизи поверхности моря, где света больше, затем, перед метаморфозом, фототропизм меняет свой знак на противоположный, и личинка принуждена теперь искать затененные места. Она опускается на дно. Найдет здесь условия, отвечающие и другим ее тропизмам (особый химизм воды и структура почвы), прикрепляется к какому-либо свободному месту и превращается вскоре в усоногого рака, моллюска или червя, навсегда теряющего способность передвигаться.

 

Солнечный компас

 

Тропизмы (или таксисы) как способ ориентации в пространстве в поисках благоприятных условий существования далеко не единственны в своем роде. Есть у живых существ и другие чувства, выполняющие более сложные задания.

Известно, что многих животных природа наделила «солнечным компасом». Птицы, совершающие путешествия в дальние южные края, муравьи и пчелы в поисках богатых источников пищи и по пути в гнездо ориентируются по солнцу. О них уже много писали, и едва ли найдется человек, который об этом не слышал бы хоть краем уха. Поэтому умолчу о птицах, муравьях и пчелах, расскажу о тех созданиях, солнечный компас которых менее известен.

Улитка элизия, в изобилии населяющая подводные водоросли Средиземного моря, в аквариуме ведет себя очень странно. В полумраке она неподвижна. Однако, лишь только коснется ее луч света, улитка сейчас же возбуждается и устремляется в путь. Но ползет не куда попало, а строго под определенным углом к источнику света. Если изменить его направление, улитка тут же меняет свой маршрут: опять ползет под прежним углом, к свету. Величина этого угла варьирует от 45 до 135 градусов.

Возможно, глаза элизии устроены так, что воспринимают лучи, падающие на нее только в этих пределах.

 

Североамериканские белоногие мыши (хотя их называют мышами и они очень на мышей похожи, на самом деле это не мыши, а хомячки; из настоящих мышей в Америке живет только завезенная людьми домовая мышь) больших миграций не предпринимают. Обычно дальше пятидесяти метров от нор не убегают. Однако эти маленькие грызуны, такие домоседы в обычное время, если их уносили далеко от нор, возвращались домой с очень больших дистанций (если принять во внимание размеры самих животных). Завезенных и выпущенных на волю в миле (1,6 километра) от гнезд вскоре опять ловили у нор. Одна мышь нашла дорогу даже за две мили. Но с четырехмильной дистанции не вернулся никто.

В этом эксперименте самое интересное то, что животные, благополучно завершившие свой двух- и полуторамильный кросс по пересеченной местности, были еще совсем молодыми, двухмесячными мышатами. Они только-только стали покидать норы и, конечно, плохо знали местность даже поблизости от гнезда. И, однако, вернулись издалека!

Опыты с полевками показали, что дистанцию триста метров грызуны проходят за десять-пятнадцать минут. Значит, скорость их вынужденного похода 1200 метров в час. Это, в свою очередь, означает, что идут мыши прямой дорогой, не блуждают, не тратят времени на поиски знакомых ориентиров, а как только выпустят, сразу же быстро бегут домой. Обратите внимание на прямолинейность пути и сравнительно большие дистанции, которые полевки преодолевают по чужим лесам и полям. Полагают, что избрать верный путь им тоже помогает солнце.

Вот странное дело: морские суповые черепахи, обитающие у берегов Бразилии, размножаться почему-то плывут за две тысячи километров, в Центральную Атлантику, к острову Вознесения. Дорогу находят, по-видимому, по солнцу. У новорожденных морских черепашек такие способности обнаружены. Кроме того, добраться из гнезда на берегу до моря им помогает не запах океанской воды, не уклон берега, как полагали раньше, а скорее всего освещенность морской поверхности, которая днем и ночью значительнее освещенности суши.

Опыты с раками, крабами, пауками, саранчой и другими животными подтверждают теорию солнечной навигации. Почти каждое животное, подвергнутое испытанию рано или поздно обнаруживало незаурядное умение ориентироваться по солнцу.

 

 

Научение и инсайт

 

Релизеры

 

Релизеры — это сигналы, которые вызывают инстинктивные реакции у животных. Релизеров великое множество. Рассмотрим некоторые из них.

Классический объект лабораторных исследований этологов — колюшка.

Когда приходит пора размножения, самец колюшки одевается в красочный наряд. Главное в этом наряде — ярко-красное брюшко. В поведении рыбки обнаруживается тоже нечто новое: он выбирает на дне определенный участок, индивидуальную территорию, и нападает на всякого проплывающего поблизости самца своего вида (а иногда и на других рыб). Заинтересовались, что служит релизером, вызывающим агрессивность: форма ли вторженца, или, может быть, красное пятно. Опыты показали, что самца возбуждает любой продолговатый предмет, красный снизу. Он необязательно должен походить в деталях на рыбу, лишь бы низ был красным. Этот красный цвет брюшка у колюшки в брачную пору и есть релизер.

В июне у нас начинают летать бабочки бархатницы, семелы. Бурые, с двумя глазками на переднем крыле, они порхают вокруг цветов и сосут нектар.

Но вот самец, насытившись, садится на какой-нибудь бугорок и ждет. Ждет самку, чтобы поухаживать за ней. Ждет долго. Наконец терпение иссякает, и тогда самец семелы в слепом азарте бросается в погоню за пролетающими птичками и даже за падающими листьями. Гоняется порой и за собственной тенью!

В это время его легко можно привлечь бумажной моделью, имитирующей самку. Чем темнее модель, тем азартнее гоняется за нею самец. Меняли и размеры модели. Крупные явно предпочтительнее, и самая желанная — в четыре раза крупнее самки. Явно, что темный цвет и величина модели — релизеры для самца семелы. Но почему именно они, непонятно.

Птенцы серебристых чаек, едва успев родиться, уже просят есть. Несколько часов смотрят они на мир желтыми глазами, но ничего вокруг, кажется, не замечают: ищут красное пятно. Сейчас оно для них — средоточие всей Вселенной. Это красное пятно играет особую роль в сигнальном лексиконе серебристой чайки: оно релизер для птенца.

 

У взрослой чайки клюв желтый. Но на конце подклювья, словно ягодка зреет, видно отчетливое, яркое красное пятно. Для новорожденного птенца эта «ягодка» как бы представитель всего внешнего мира, личный опекун и посредник в мирских делах. У птенца врожденная реакция на красное пятно, инстинкт, который внушает ему: «Когда выберешься из скорлупы на свет божий, ищи красное пятно! Оно тебя и накормит, и напоит, и согреет, и защитит. Ищи его, беги за ним».

И он ищет. Тычется носиком в родительский клюв с красным пятном на конце. А для родителя это тоже сигнал-релизер. Приказ, которого нормальная птица не может ослушаться: тотчас разевает рот и кормит птенца.

Опыты показали, что птенец ищет именно красное пятно. На модели клювов чаек с белыми и синими пятнами птенец никак не реагировал, и совсем малое впечатление произвел на него желтый клюв без всякого пятна. Зато сплошь красный клюв очень привлекал. Птенец, очевидно, принимал его за само пятно, и чересчур большие размеры не смущали.

Чтобы переключить внимание птенца с красного сигнала на то, что он, в сущности, обозначает, взрослая птица берет кусочек отрыгнутой пищи кончиком клюва так, чтобы лакомый кусочек оказался поближе к пятну. Птенец, тычась в него, попадает клювом в пищу. Глотает. Понравилось!

Голые и слепые птенцы певчих птиц не могут в первые дни узнавать своих родителей по какому-нибудь видимому знаку. Поэтому сигналом к тому, что можно открыть клюв и просить есть, служит для их неразвитого мозга слабый толчок гнезда. Мать прилетела! В этом вы легко убедитесь, если чуть качнете гнездо: слепые птенцы поднимут головы и, как по приказу, откроют свои желтые рты. (Желтый клюв птенцов тоже релизер. В данном случае побуждает родителей носить пищу для желтых ртов.)

Когда у птенцов открываются глаза, они поднимают головы не просто вверх, а направляют их к родителям. Тянутся и к макетам, если те не больше трех миллиметров и двигаются. Поднесем к птенцам с разных сторон две палочки — птенцы раскроют рты навстречу той, которая ближе и выше.

Круглый диск их привлекает меньше, чем диск с зарубками и выступами, которые и служат возбуждающими знаками, то есть релизерами (как красные пятна на клюве серебристой чайки).

Астрильды, родичи наших воробьев, живут в Африке, Южной Азии и Австралии. У птенцов этих птиц не какой-нибудь простенький желтый рот, нет: он раскрашен так же ярко, как сами птицы. В углах рта желтые, белые, голубые бугорки, иногда окаймленные черным кольцом, а на нёбе, языке и по краям клюва — черные точки и полосы. Когда такой цветастый рот раскроется, родителям трудно сдержать нетерпение кормить и кормить его. Он хорошо заметен и в полумраке гнезда, а разноцветные бугорки, во всяком случае у некоторых видов астрильдов, отражая лучи, светятся в темноте! Гнездо астрильдов — искусно сплетенная корзинка, закрытая со всех сторон, кроме узкого входа в гнездо. В ней и в ясный день полумрак.

 

Запечатление

 

Новорожденный гусенок считает матерью первый появившийся над ним предмет. В природе это обычно гусыня. У гусенка, которого вывели в инкубаторе, — человек. А иногда и ящик, если человек не пришел вовремя.

Как только вы позовете гусенка, склонившись над ним, он начнет кланяться и приветствовать вас в гусиной манере: с вытянутой вперед шеей. Тем самым он удостоверяет, что считает вас матерью. И после этого уже ничто не поможет, даже если вы отнесете гусенка к гусыне: он ее просто не признает. Она чужая, по его птичьим понятиям.

Этот не всегда удачно действующий инстинкт «втискивания» образа родителя в первый увиденный предмет — запечатление, или импринтинг, — замечен и у млекопитающих. В Африке случалось, что новорожденные носорог, антилопа, зебра или буйвол бесстрашно бегали за всадником или автомобилем, которые увидели раньше испуганной и покинувшей их матери. И никакими силами нельзя было прогнать этих трогательных малышей!

Так и гусенок днем и ночью будет ходить за вами (на некотором расстоянии, чтобы видеть вас под определенным углом!) и пищать приятно и нежно: «Ви-ви-ви-ви». Это уведомляющий сигнал, который можно перевести приблизительно так: «Я здесь, а ты где?»

И ждет (такой уж у него инстинкт), что вы ответите ему как гусыня: «Ганг-ганг-ганг», то есть «я тут, не волнуйся!».

Если не ответите, гусенок начнет пищать: «Фип-фип». Это крик беспомощности и одиночества. И будет так пищать, пока его не найдет мать или пока не погибнет, потому что хотя прокормиться может и сам, но без материнского тепла и защиты долго не проживет. Поэтому, повинуясь инстинкту, все силы отдает писку «фип-фип».

Ответите ему «ганг-ганг», и гусенок, тотчас обрадованный, прибежит приветствовать вас.

Крик беспомощности спасает многих животных-малышей от одиночества и верной гибели. Молодой дельфин, например, тоже, потеряв мать, зовет ее своим плаксивым ультразвуковым голосом. И плавает и плавает по кругу диаметром два метра, пока дельфиниха не найдет его.

Паре молодых рыбок (цихлид), которые нерестились первый раз в жизни, подложили икринки чужого вида, а их собственные забрали. Когда мальки вывелись, рыбки заботились о них как о родных детях. Да так к ним привыкли, что всех непохожих на них мальков, даже своего вида, считали врагами. Позднее эти обманутые искусством экспериментаторов рыбки еще раз отложили икру, и ее у них не забрали. Когда из икры вывелись мальки, родители набросились на них и съели. Это значит, что в их мозгу под влиянием условных рефлексов, полученных при воспитании чужих мальков, сложился уже совсем другой стереотип представлений о «своих» детях, иной импринтинг.

Мальки распознают родителей только по признакам, воспринимаемым визуально. Это удалось доказать с помощью восковых моделей разной формы и окраски. Как выяснилось, имеет значение и характер движения модели — плавный или порывистый, медленный или быстрый, прямой или загзагообразный. У каждого вида он особенный, и у мальков закреплена в мозгу врожденная реакция на него. Одни собираются у быстро движущейся модели, другие у плывущей медленно. Если модель неподвижна, то мальки сначала окружают ее, а потом ищут нового опекуна.

Цвет модели, соответствующий общему фону окраски родителей, тоже привлекает мальков. Но размеры, по-видимому, не имеют большого значения.

Ученые, которые пытались расшифровать механику этого странного приспособления, сделали такое интересное открытие. Мальки, оказывается, «не знают», каковы абсолютные размеры их родителей, ростом они с блоху или со слона. Важен лишь угол, под которым мальки видят родителей. Величина этого угла — одно из инстинктивных знаний малька, такое же, как и умение, например, ловить и глотать циклопов или собираться по тревоге, завидев сигнальную позу мамаши или папаши.

Мальки, можно сказать, привыкли рассматривать своих родителей под определенным углом зрения. Поэтому, если имитирующая рыбку-наседку модель была очень большой, мальки собирались в стайку и плыли за ней на значительном расстоянии, тогда поводырь не казался им слишком большим. Если модель была маленькой, мальки следовали за ней почти вплотную, сохраняя, таким образом, тот же угол зрения. С возрастом, по мере того как увеличиваются размеры малька, возрастает и величина этого руководящего его поведением угла.

Но самое интересное, что не только у цихлид, но и у других животных, у гусей например, среди наследственных привычек, полученных от рождения, есть и эта специфическая «точка зрения» на своих родителей.

Известный этолог профессор Конрад Лоренц рассказывает, что гусята ходили за ним всюду, как за родной матерью, но на расстоянии значительно большем, чем то, на котором обычно следуют гусята за гусыней. Они всегда сохраняли такую дистанцию, с которой человек им был виден под тем же углом, что и гусь, ведущий гусят по берегу. А так как человек больше гуся, то и эта дистанция, естественно, удлинялась.

Когда Лоренц купался в реке и из воды видна была лишь его голова, гусята, сохраняя тот же угол зрения, плыли за ним почти совсем рядом. А когда он опускал в воду голову, гусята приближались к нему вплотную. И если из воды торчала лишь макушка, готовы были забраться к нему на голову.

 

Так и маленькие цихлиды: когда модель была уж очень мала, осаждали ее, чуть ли не взбирались на спину, потому что стремились плыть за «мамкой» так, чтобы она всегда была им видна под определенным углом, соблюдать который обязывало их врожденное чувство.

Гусенок, днем и ночью требующий своим «фип-фипом» удостоверить, что вы тут, очень трудный ребенок. Но утенок для человека, решившего заменить ему мать, настоящий «инфан террибль» (ужасный ребенок). Потому что у него более сложный «определитель» родителей. По его тезам и антитезам выходит так, что мать прежде всего бегает вперевалочку (причем главным образом двигаться должны ноги). Во-вторых, отзывается на утиный манер.

Как только вы откроете дверцу инкубатора, утята в панике кинутся прочь. Но убегают они и от чучела утки. Человек, чтобы привлечь их, должен встать на четвереньки, побежать в этой неудобной позе (от которой он уже отвык!) и закричать, как кричит утка: «Квег-ге-гегег». Если будете кричать, поленившись стать на четвереньки, утята оповестят окрестности о своем одиночестве и не пойдут за вами. В их унаследованном от предков представлении просто не укладывается, что мать может быть такой высокой, как человек.

«Поэтому надо крякать, передвигаясь на четвереньках, — уверяет Зденек Веселовский. — Я сам пробовал, — продолжает он, — водить семью утят в саду биологического факультета, расположенном в тесном соседстве с психиатрической клиникой в Катержинках. Только крепкий забор защитил меня от этого знаменитого заведения, так как крякающий на корточках человек для посторонних наблюдателей с улицы не иначе как сумасшедший».

Хорошо выраженный инстинкт запечатления развит и у цыплят. Чтобы в этом убедиться, надо взять из-под курицы яйца незадолго до вылупления птенцов и поместить в инкубатор. Человек-воспитатель должен быть рядом, когда цыплята покидают скорлупу яиц. Он будет первым живым объектом, который они и увидят и за которым будут следовать.

 

«Выпущенные к своим собратьям, ходившим с курицей, они убегали от них, а следовали за человеком, который ухаживал за ними» (профессор М. Н. Носков).

 

Интересный случай запечатления случился однажды в Берлинском зоопарке. О нем рассказал немецкий этолог Манфред Бюргер.

Ночью самка антилопы гну родила теленка. Получилось так, что во время родов она лежала у самой двери. А под дверью была довольно глубокая ложбина — в нее и упал новорожденный. Когда он поднялся на ноги, то оказался по другую сторону двери. Мать искала его в стойле, а он был за дверью в коридоре.

Проголодавшись, маленький гну стал искать мать, но увидел не ее, а балку, которой снаружи запирали дверь в стойло. Она-то и запечатлелась в его мозгу как родитель.

Утром пришли работники зоопарка и увидели теленка гну перед дверью загона, в котором содержалась его мать. Дверь открыли и впустили детеныша в стойло. Но ни он, ни мать не интересовались уже больше друг другом. Мать не приняла своего дитятю, а дитя считало матерью бездушную деревяшку. Вот и пришлось воспитывать теленка работникам зоопарка как сироту, потерявшего родную мать.

Важно, однако, сказать, что запечатление происходит лишь в первые дни или недели после рождения животного. У лосей, например, этот период длится до трехдневного возраста, у диких кабанов — 2–3 недели, у кур и уток — 13–16 часов. А у человеческого младенца — от 6 недель до 6 месяцев.