Борис Сергеев - От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать

• Название: От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать
• Автор: Борис Сергеев
• Издательство: Детская литература
• Жанр: Биология
• Год: 1988
• ISBN: 5-08-000081-3

Изучение человеческого мозга — одной из глубочайших загадок природы — путь к научному познанию человека. Пытаясь проникнуть в тайны «второй Вселенной», как называют мозг, ученые исследуют психические функции животных от простейших организмов до приматов — ближайших «родственников» людей. В книге рассказывается о работе русских и советских биологов и зоопсихологов в этой области.

---

У фейдоле, относящихся к числу самых крохотных муравьев, два вида рабочих, мелкие и большеголовые солдаты. У них, наоборот, маленькие муравьишки быстро разделываются с домашними профессиями, а остаток жизни посвящают добыванию «хлеба насущного». Солдаты, как правило, на всю жизнь привязаны к дому. Главная их обязанность — охранять гнездо, а в свободное от вахт время перетирать своими огромными челюстями принесенные фуражирами зерна. Хотя самки общественных насекомых чрезвычайно плодовиты, рабочих рук часто все-таки не хватает. Для того чтобы из отложенного «царицей» яичка вырастить нового рабочего муравья, требуется затратить много труда и много времени. Некоторые виды муравьев сумели найти выход из этого затруднительного положения, превратившись в рабовладельцев. В наших лесах услугами рабов пользуются рыжие лесные муравьи, кроваво-красные муравьи и пахучие муравьи-древоточцы. Они нападают на более слабые гнезда своих соседей, захватывают и переносят к себе их личинок и куколок. Иногда «царицы» единолично покоряют целые муравьиные семьи. Молодая самка рыжих лесных муравьев, проведав каким-то образом, что семья бурого лесного муравья осталась без «царицы», проникает в гнездо и захватывает в нем власть. Поработив бурых рабочих муравьев, она эксплуатирует их, возложив на своих «рабов» все заботы о собственном потомстве. Самка волосистого желтого муравья, проникнув в гнездо черного садового, без лишних церемоний убивает черную «царицу» и занимает ее место. Наконец, у эпимирм и анергатесов вообще не бывает собственных рабочих особей. Они всю жизнь пользуются услугами порабощенных муравьев. Такая семья существует лишь два года, пока не умрет в гнезде последний раб. Ни рядовые захватчики, ни новая «царица» ничему новому не учат порабощенных рабочих муравьев. Они и в семье захватчиков выполняют ту же работу, что была возложена на них в родном доме. Механизм смены профессий у пчел и муравьев в первом приближении ясен. Он запрограммирован генетически и осуществляется примерно так же, как рост и развитие любого организма. Гораздо загадочнее существование «каст». Очень интересно выяснить, чем определяется, к какой из трех «каст» будет относиться пчела или к какой из десяти «каст» — муравей, выросшие из отложенного «царицей» яйца. Это заранее предопределено и зависит только от условий их жизни, главным образом от питания. Рабочие пчелы по своему происхождению такие же самки, как и пчелиная матка. Только владычицу улья от рождения до самой смерти кормят исключительно пчелиным молочком, да еще добавляют туда какие-то специальные стимулирующие вещества. Поэтому она и становится маткой. Эта полноценная, калорийная и богато витаминизированная пища обеспечивает ей нормальное развитие и половое созревание. Остальные личинки получают молочко только первые три дня жизни и, лишенные стимулятора, на всю жизнь остаются недоразвитыми. Впрочем, и для рабочей пчелы не все еще потеряно. Если на девятый-десятый день ее жизни — как раз в тот период, когда у рабочих пчел наиболее интенсивно функционируют молочные железки, — в улье не окажется личинок, нуждающихся в молочке, и его некуда будет девать, рабочая пчела преображается. Видимо, ее организм, используя собственное молочко, несколько наверстывает в развитии, и она приобретает способность откладывать яички. Правда, из этих неоплодотворенных яичек развиваются только трутни. Процесс создания «каст» в более совершенных семьях значительно сложнее. У некоторых видов термитов мелкие рабочие нянчатся с детворой, а крупные фуражиры и охраняющие их солдаты странствуют в поисках корма. Их личинкам уже заранее известно, кто кем будет, став взрослым. Решают судьбу молодежи взрослые термиты. Если пищи вокруг много и фуражиры добывают продовольствие в достаточных количествах, царицы откладывают много яиц, а это значит, что семье скоро потребуется большое количество нянек, и они действительно появляются заблаговременно. Способ выращивания нянек прост. Личинки на полноценной пище быстро развиваются, взрослеют и начинают работать совсем крошками, когда им, как говорится, от горшка два вершка. Так на всю жизнь и остаются они мелкими рабочими термитами, няньками, поломойками, строителями. Солдат и крупных фуражиров начинают выращивать, если ощущается нехватка продовольствия. Когда корма становится так мало, что даже самцы и самки голодают, они начинают выделять особое вещество, которое няньки переносят личинкам. Это химический приказ расти большими и скорее отправляться на поиски корма. Однако приказ будет понят личинкой только в том случае, если его доведут до ее сведения на сорок пятый — шестидесятый день после предпоследней линьки. Теперь все дело в корме. Если личинок кормить досыта, то уже через две недели на свет появятся когорты крупных фуражиров и солдат, если впроголодь — пополнение в армию придет лишь через три месяца. Новобранцы, влившиеся в ряды солдат и фуражиров, могут вскоре завалить термитник кормом. Такую возможность важно предвидеть заранее. Поэтому солдаты тоже выделяют специальное вещество, являющееся приказом об отмене очередного набора. Каждый термит выделяет этого вещества очень мало. Поэтому приказ может вступить в силу, только когда солдат станет достаточно много и они общими усилиями доведут его до всеобщего сведения. Интересно, что личинкам и этот приказ будет понятен лишь на сорок пятый — шестидесятый день после предпоследней линьки. Оказывается, стать солдатом не так уж просто. Когда ученые в лаборатории изучают умственные способности животных, они не забывают поинтересоваться, какого пола их подопечные, так как нередко бывает, что в этом отношении самцы и самки далеко не одинаковы. У муравьев, пчел и термитов, вероятно, умнее «женщины». В их семьях все рабочие «касты» — строители, фуражиры, солдаты — являются существами женского пола. Напротив, мужская половина муравьиного племени особыми талантами не блещет. Правда, мы не знаем, действительно ли они глупы или просто не имеют возможности проявить свой ум, так как им отведена пассивная роль бездельников. Недаром у многих видов муравьев лишних самцов принято безжалостно убивать.

Рабочие «касты» общественных насекомых комплектуются одними «женщинами», правда немного недоразвитыми. Полноценные «женщины» по своим психическим способностям им не уступают, если условия жизни дают им возможность проявлять свои таланты. У многих видов муравьев и пчел самкам-основательницам приходится самостоятельно, без чьей либо помощи строить новый дом и выкармливать первое поколение детей. Безусловно, будущие «царицы», в одиночку закладывающие основу новой семьи, должны многое уметь и обладать незаурядным «умом».

Производственная учеба

До сих пор у нас разговор шел о том, могут ли примитивные животные учиться, какие знания они способны приобрести и сколько времени их хранят. Мы убедились, что могут. Не очень многому, но все-таки кое-чему научиться в состоянии. Кроме того, мы узнали, что все без исключения животные, и в первую очередь именно примитивные существа, появляются на свет с огромным багажом знаний и самых необходимых им навыков. Невольно возникает вопрос: стоит ли столь образованным животным еще чему-нибудь дополнительно учиться? Есть ли смысл тратить на учебу силы и время? Еще недавно зоологи считали, что насекомые действуют как автоматы по полученным в наследство программам поведения и отклониться от них — научиться чему-нибудь новенькому — не способны. Да и зачем им учиться, рассуждали ученые. Их жизнь так непродолжительна, что на обучение и времени тратить не стоит. Даже если и успеешь за свою короткую жизнь научиться чему-нибудь полезному, вряд ли представится возможность применить свои знания на практике. А жизнь насекомых действительно коротка. Поденка, став взрослой, живет всего несколько часов. В крайнем случае, сутки. Тут действительно не до учебы, успеть бы подыскать подходящее местечко, чтобы отложить яички и обеспечить процветание рода. Поденка — крайний случай. Но и у большинства других насекомых век невелик. Из яиц бабочки-крапивницы, которых можно встретить даже в центре больших городов, если на пустырях сохранились куртинки крапивы, вскоре выведутся крохотные червячки и всего за несколько недель станут толстыми, хорошо упитанными гусеницами, а затем окуклятся и превратятся в красивых бабочек, век которых тоже короток. Детство — самая пора для учебы, но для чего им учиться. У гусеницы совсем другая жизнь, чем у красавицы бабочки, и чему бы она ни научилась, живя на листе крапивы, взрослой бабочке это вряд ли когда-нибудь пригодится. Крапивой она интересуется только для того, чтобы отложить здесь яички, и навещать своих детей не будет. А значит, и бабочке учиться не обязательно: чему бы она ни научилась, передать свои знания потомству она не сможет. Какой смысл крапивнице тратить время на обучение, если ни ей, ни детям пользы от этого не будет? Но природа — мудрый творец. И оказалось, что все без исключения насекомые не только способны, но действительно все время чему-нибудь учатся. Если поденку, присевшую на лист кувшинки, невдалеке от воткнутого в землю красного флажка, чтобы отложить здесь яички, несколько раз грубо согнать, она быстро запомнит, что тут ей угрожает опасность, и станет выбирать место подальше от всяких флажков и ярких предметов. Среди насекомых есть свои интеллигенты. Это — муравьи, пчелы, термиты. Они не только получают по наследству от родителей гораздо больше знаний, чем другие насекомые, но и относятся к самым прилежным ученикам. Муравьи учатся постоянно, а попав в неожиданную ситуацию, умеют принимать разумные решения. Обучение для муравья совершенно необходимо. Если бы рабочие муравьи систематически не повышали свою «квалификацию», муравьиной семье вряд ли бы хорошо жилось. И ничего удивительного здесь нет. Среди насекомых муравьи являются долгожителями. Царицы некоторых видов муравьев живут до двадцати лет, а рабочие муравьи — до семи лет. Прямой расчет еще смолоду приобретать опыт. Он может пригодиться и под старость. А самое главное, муравьи живут огромными семьями. Любой муравей, научившись чему-то новенькому, может тут же обучить двух-трех своих младших сестричек, а те, в свою очередь, обучить муравьишек следующего поколения. Так «открытие» одного муравья может стать всеобщим достоянием и передаваться из поколения в поколение. А учиться у старших особенно легко. У муравьев чрезвычайно сильно развит инстинкт подражания. Они с удовольствием повторяют все, что делают их опытные товарищи, можно сказать, обезьянничают. Чтобы успешно учиться, нужно обладать хорошей памятью. Муравьи на нее не жалуются. Активные фуражиры, ведущие самостоятельный поиск пищи, хорошо знают свой охотничий участок и отлично помнят дорогу домой. Если муравьиную тропу перегородить замысловатым лабиринтом, фуражиры, поблуждав в его закоулках, в конце концов находят проход и затем помнят путь в лабиринте не меньше четырех дней, даже если все это время из-за плохой погоды им пришлось безвылазно сидеть дома. По способности находить дорогу в лабиринте можно узнать, какие виды муравьев более умные. У ученых особенно популярен лабиринт, составленный из стеклянных цилиндров, так как он достаточно сложен, а сквозь его прозрачные стенки удобно наблюдать за поведением насекомых. Для постройки лабиринта берут пять-шесть цилиндров разного размера. На земляной манеж кладется приманка и последовательно, накрывается всеми цилиндрами, начиная с самого маленького и кончая самым большим. В земле под стенкой каждого цилиндра устраивают норку, чтобы муравьи могли под него проникнуть. Входы в норки соседних цилиндров располагаются далеко друг от друга на противоположных сторонах цилиндров, и муравьям приходится побегать, чтобы разобраться в устройстве лабиринта и добраться до пищи. Для прыткого степного муравья, действующего на своей кормовой территории в одиночку, одолеть такой лабиринт не представляет большого труда. Любой фуражир, заметив сквозь прозрачные стенки соблазнительную приманку, непременно доберется до нее. Из двадцати — сорока луговых муравьев за первые четыре часа самостоятельно найти дорогу к приманке способны лишь два-три, но позже, используя опыт более одаренных фуражиров, этому научатся еще восемь — десять. У муравьев мирмика и лазиусов в глубь лабиринта тоже проникает самостоятельно всего два-три фуражира, но уже через полчаса-час они приводят себе на помощь до двухсот носильщиков. Выходит, что прыткие степные муравьи — самые умные, а среди луговых муравьев умных всего десять — пятнадцать процентов. Остальные ни сами справиться с трудной проблемой, ни научиться от других выполнению сложных программ не в состоянии. У муравьев развита не только зрительная память. Они обладают развитым чувством времени и широко этим пользуются. Если невдалеке от кормовой дороги строго в определенное время выставлять кормушку, то фуражиры очень быстро запомнят время появления пищи и будут точно в срок собираться на этом участке. Уже после того как их перестанут подкармливать, муравьи будут приходить сюда еще не менее пяти дней, точно соблюдая урочное время.