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.

---

В. Л. Свидерский (1931)

Академик, директор Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова АН СССР в Ленинграде Владимир Леонидович Свидерский — советский физиолог, специалист в области физиологии насекомых.

Ученые давно пытаются выяснить, как общаются между собою животные. Оказалось, что они действительно пользуются самыми разнообразными сигналами, особыми для каждого вида животных. За внешнее сходство с человеческой речью сумму используемых ими сигналов называют даже «языком животных». Нужно сказать, что термин выбран весьма неудачно. Называть сигналы языком так же нелепо, как звуки паровозного гудка музыкой. Здесь уже было рассказано, что чарующие песни птиц используются ими для взаимной сигнализации. Язык звуков широко распространен в животном мире. Он очень удобен. Им можно пользоваться в густом лесу, ночью. Звуки распространяются на значительные расстояния. С их помощью можно передать информацию сразу большому числу слушателей. И нет необходимости знать, сколько их тут и где каждый из них находится. На что уж куры — глупые птицы, но и они пользуются звуковым языком. Ученые насчитали в их словаре около тридцати слов. Одних только сигналов, извещающих об опасности, несколько. По сигналу наземной тревоги, круто нарастающему звуку, куры бросаются наутек в противоположную сторону от источника звука. Совсем иначе звучит сигнал воздушной тревоги. Это медленно нарастающий звук. При таком характере звука очень трудно разобраться, откуда он раздается, но в данном случае это значения не имеет. Когда враг грозит сверху, нужно или замереть на месте, в надежде, что тебя не заметят, или юркнуть в ближайшее убежище.

В «языке» зеленых мартышек тридцать шесть звуковых сигналов. Есть у мартышек сигналы воздушной, наземной и даже змеиной тревоги. Обезьяны панически боятся змей, и существование специализированного сигнала, предупреждающего о появлении ядовитых пресмыкающихся, вполне оправдано. Часто сигналы, в том числе и сигналы опасности, не имеют однозначного значения. Животные реагируют на них в соответствии с тем, «мужчина» это или «женщина», каков их возраст и какое они занимают положение в своей стае. Сигнал опасности вожака стаи гиеновых собак молодые животные понимают как приказ спрятаться. Для остальных это призыв к бою. У гамадрилов сигнал тревоги звучит как многократно повторяющееся «ак-ак-ак!». Любой член обезьяньей стаи, услышав сигнал тревоги, повторит его и повернется лицом к опасности, а вожак и другие самцы выйдут вперед, угрожающе шаркая передней лапой. Более резкий одиночный выкрик — сигнал крайней опасности, и все стадо бросается наутек. Молодые животные не способны производить сигналы опасности, которыми пользуются взрослые. Если малютка павиан чего-нибудь испугался или кто-то из членов стаи обидел малыша, тотчас раздается пронзительный плач: «и-ии». Это не сигнал опасности, а просьба защитить, пожалеть. Мать немедленно хватает обиженного, а вожак задает обидчику трепку. Некоторые сигналы опасности животными воспринимаются не как призыв спасаться, а как приказ о мобилизации. По такому сигналу вороны собираются вместе, чтобы сообща расправиться с врагом или изгнать сову с занятой ими территории. Призывы о помощи применяются животными не только, когда им грозит нападение. Крокодилы откладывают яйца в песок недалеко от воды, но так, чтобы кладку не залило случайным половодьем. Развитие зародышей в яйце длится несколько месяцев. Все это время мать поглядывает за гнездом, не уходя от него слишком далеко. Когда развитие яиц закончено и малыши принимаются разрывать яичную оболочку, чтобы выйти на волю, они начинают издавать призывные звуки. В этот момент крокодилиха, отбросив всякую осторожность и забывая об опасности, спешит на помощь детям. Яйца так глубоко зарыты в песок, что, если мать не поможет, малышам самим не выбраться на поверхность. Они погибнут, заживо погребенные в своей собственной младенческой колыбели. Территориальный сигнал содержит прямую угрозу. Он тоже бывает звуковым, но только у таких сильных и бесстрашных хищников, как тигр, которые не боятся ревом выдать свое присутствие, да у мелких птиц, малодоступных для хищников. Маленькие собственники даже не прячутся. Чтобы песня владельца усадьбы была лучше слышна, лесные птицы любят выбирать самое высокое дерево, на нем и поют. Птицы открытых пространств, вроде жаворонка, поют в воздухе над своей территорией. Самец полярной пуночки прилетает на север и занимает гнездовой участок еще задолго до того, как стает снег. Облюбовав валун повыше или особо выдающийся сугроб, птицы распевают с раннего утра и до позднего вечера. Время от времени они высоко взлетают в воздух. Это акробатическое упражнение называют токовым полетом. Оно сделает самца более заметным, чтобы самке не пришлось его долго искать. Дело в том, что, по непонятным причинам, пуночки, обладая достаточно тонким, изощренным слухом, не умеют определять направление источника звука. Территориальный сигнал — только предупреждение. Он не содержит непосредственной угрозы. Для этого существуют особые сигналы. Если на занятый пуночкой участок прилетит другой самец, хозяин имения опустит крылья, распластается по земле и, испустив воинственное «пи-и!», бросится в атаку. Такой же позой самец встречает прилетающих на север месяцем позже самок. Но убедившись, что перед ним представительница слабого пола, отворачивается от нее, широко развернув крылья и хвост, чтобы его черно-белое оперение стало хорошо видно, подавая самке сигнал, что он свой, что он мужчина и не имеет враждебных намерений. Звуковые сигналы тревоги или предупреждения не всегда подаются голосом. Голуби, рябчики, тетерева и многие другие птицы на взлете сильно хлопают крыльями. Это значит, что всем птицам следует разлетаться. Термиты в случае опасности начинают стучать головой о стенку своего глиняного небоскреба. Сигналы ритмичны. Три удара — пауза, три удара — пауза. Каждый термит, прежде чем броситься на помощь своим товарищам, добросовестно отстукает сигнал тревоги. Гремучая змея, почувствовав приближение крупного существа, поднимает кончик хвоста и, вибрируя им, начинает стрекотать погремушкой, предупреждая о своем присутствии. Животным не приходится объяснять, что им грозит, если они прислушаются к предупреждению. Звуковые сигналы часто используются при общении родителей с детьми. Поводов для этого сколько угодно: позвать детей на прогулку, пригласить к обеду, приободрить или успокоить. Часто маленькому птенчику трудно решиться вылететь из гнезда, особенно если он заранее знает, что крылья его не поднимут. Плохо приходится утятам, родители которых устраивают гнезда в дуплах деревьев. Они покидают гнезда задолго до того, как начинают учиться летать. Тогда мать специальными криками подбадривает малышей. Глухарка — заботливая мать. Прогуливаясь с выводком по лесной поляне, она следит, чтобы все глухарята наелись досыта, и всегда начеку, чтобы уберечь детей от опасности. Если ей что-нибудь покажется подозрительным, сейчас же следует сигнал тревоги: «кр-р-ру!». Глухарята подчиняются ему беспрекословно, мгновенно разбегаются в разные стороны, прячутся и замирают. На затаившегося малыша легче невзначай наступить, чем увидеть, но если все-таки птенец обнаружен, его можно взять руками. Глухарята остаются неподвижными до самой последней минуты. Когда опасность минует, перед глухаркой возникает другая проблема: теперь ей необходимо собрать разбежавшихся детей. Для этого используется сигнал отбоя тревоги — ала-ала-ала! — и малыши спешат на голос матери. Общение детей с родителями начинается с первых дней их жизни или даже несколько раньше. Зоологи давно заметили, что птенчики многих птиц, еще находясь в яйце, за день-два до вылупления, начинают попискивать, а мать отвечает им особым звуковым сигналом. Сначала это показалось странным. Птенцы еще не успели познакомиться ни друг с другом, ни с матерью и еще не имеют никаких представлений о внешнем мире. Откуда же они берут темы для бесед? Вскоре, однако, выяснилось, что повод для обмена информацией у них достаточно серьезный. Птенцам нужно договориться о том, когда следует начать расклевывать скорлупу, чтобы вылупиться из яйца всем вместе. Дело в том, что птенчики в гнезде существенно отличаются друг от друга по возрасту. Ведь мать отложила яички не в один день! Голоса старших птенцов и голос матери взбадривают малышей, отставших в развитии. У них повышается обмен веществ, и младшие начинают расти быстрее, догоняя старших.

В гнезде дикой утки бывает восемь — пятнадцать яиц. Мать откладывает по одному яйцу в сутки. Казалось бы, разница в возрасте между младшими и старшими утятами должна быть не меньше недели, но вылупляются утята в течение трех — восьми часов. А в инкубаторе процесс вылупления растягивается на два дня. В нем теплее, чем в гнезде, больше свежего воздуха. Специальное приспособление чаще переворачивает яйца, чем это делает утка. Здесь гораздо комфортабельнее, но утятам не хватает покрякивания утки и задорных голосов соседей — утят. В инкубаторе яички лежат свободно, не касаясь друг друга, и слабенькие голоса утят на таком расстоянии не слышны. Однажды утиные яйца уложили в инкубаторе плотной кучкой и соединили их двусторонней телефонной связью с гнездом дикой утки. Когда в конце инкубационного периода утята в инкубаторе начинали попискивать, им тотчас по телефону отвечала взрослая утка. В результате и в инкубаторе утята вылупились из яиц почти одновременно. Переговоры утят с матерью имеют и другое немаловажное для них значение: они позволяют малышам задолго до появления на свет запомнить ее голос. Чтобы в этом убедиться, ученые провели простой опыт. Пятьдесят выведшихся в инкубаторе утят, никогда не слышавших голоса живой утки, поместили на манеж, где двигались два утиных чучела. Из динамика, встроенного в одно из них, беспрерывно несся голос диктора: «Ко мне, ко мне, ко мне, ко мне…» — а из другого чучела звучал призывный голос настоящей утки. Оказалось, что утята по голосу не способны решить, кто им роднее: двадцать шесть утят присоединились к утке, говорящей человеческим голосом, а двадцать четыре — к чучелу, умевшему крякать. В следующем эксперименте утиные яйца поместили в озвученные инкубаторы. В одном из них беспрерывно звучал призыв: «Ко мне!» — а в другом — кряканье утки. Вылупившиеся здесь утята оказались более единодушными в своих симпатиях. Малыши из первого инкубатора предпочитали чучело с человеческим голосом, а из второго — утку, говорящую на утином языке. Воспитание детей — сложное и трудоемкое дело. Очень важно, чтобы у родителей по этому поводу никаких конфликтов не возникало. Обычно они умеют между собой договориться. Для этого существуют специальные сигналы. Они тоже часто бывают звуковыми. Чайкам приходится далеко улетать на кормежку, и вообще они любят совершать длительные прогулки, но весной никогда не забывают, что их супруг остался на гнезде и сидит там, согревая яйца. Налетавшись вволю, чайка возвращается к гнезду и еще издали посылает партнеру несколько особых криков, а он, понимая, что пришла смена, освобождает место. У подавляющего большинства птиц слух развит очень хорошо. Те из них, что живут в брачный период парами, узнают друг друга по голосу. Когда крачка возвращается к гнезду, она тоже еще издали посылает весточку о своем приближении. Приветственные сигналы у всех крачек одинаковы, но супруги, даже в многоголосом шуме птичьих базаров, узнают друг друга по индивидуальным особенностям голоса, как мы различаем по голосу своих друзей и близких. Таким же тонким слухом обладают пингвины Адели. Отец в гуще антарктической колонии распознает голос своей супруги и прямиком направится к ней. Маленькие пингвинята узнают голоса своих родителей даже в магнитофонной записи и, прослушав ее, приходят в страшное волнение. Чем громче птичьи голоса, тем труднее их спутать. Утки-шилохвости узнают друг друга за триста метров, а маленькие зарянки всего за тридцать. Очень важны для животных пищевые сигналы. Всем, вероятно, доводилось слышать, как петух сзывает кур, обнаружив жирного червяка или что-нибудь такое же лакомое. Попугаи, когда летят парами или стайками над тропическим лесом, ведут себя весьма шумно. Стаи, кормящиеся внизу на деревьях, отвечают им дружным гомоном, приглашая принять участие в трапезе. Точно так же ведут себя стайки наших мелких птиц: чижей, чечеток, щеглов, — с той только разницей, что голоса у них слабенькие и большого шума они не производят. Чайки призыв к еде адресуют всем членам колонии. Если птица нашла немного корма, она ест его молча, стараясь сделать это незаметно, чтобы никто не увидел и не отнял. Когда еды много, чайки не скрытничают. Убедившись, что обед предстоит хороший, еще не насытившись, они начинают подавать сигналы своим подругам, призывая присоединиться к пиршеству. Рябки — птицы сухих степей и пустынь, немного напоминающие голубей. В период размножения они живут парами в укромных уголках пустыни, но на водопой прилетают одновременно и собираются здесь огромными стаями. Ученые думают, что ежедневные встречи необходимы им для обмена информацией об обнаруженных запасах корма, которого так мало в пустыне и его так трудно найти в одиночку. Для птичьих малышей призыв к обеду имеет значение, только если исходит от родителей. Они узнают их по голосу. Цыпленку, чтобы запомнить материнский голос, нужно восемь дней. Если первую неделю жизни цыплят держать отдельно от курицы, благоприятный период будет безвозвратно упущен и малыши уже никогда голос матери запомнить не смогут. Звуковые сигналы очень удобны для стайных животных. Канадские казарки, рассыпавшиеся по лугу в поисках корма, все время переговариваются. Это — «сигналы контакта». Они особенно необходимы в темноте, чтобы птицы не растерялись. Вот почему во время ночного перелета большинство птиц беспрерывно издает определенные звуки. У взрослых виргинских перепелочек сигнал контакта звучит как «боб-уайт». Самка, собирая птенцов, ворчливо покрикивает «келой-ки», и малыши стремительно бегут к ней, на ходу отвечая «уой-ки». Дикие гуси сговариваются между собой, взлететь им или нет. Сначала одна птица подает стайный крик, затем еще несколько. Если его подхватывают все гуси, стая взлетает, но если ответили далеко не все, то птица, первая подавшая сигнал, замолкает и стая остается на земле. Когда пора взлетать, канадские казарки подают сигнал громкими трубными звуками. Команда к взлету может содержать и конкретное указание, куда лететь. Звуковой сигнал галок, который точнее всего имитировать как «кья», означает «летите за мною», а «киаев» — «летите за мной к дому». Назначение звуковых сигналов этим не исчерпывается. Они используются как удостоверения личности, чтобы информировать друг друга, кто к какому виду животных относится или кем является, мужчиной или женщиной. Знатоки птиц легко отличат по песне представителей всех видов пеночек и, пожалуй, будут в затруднении, если птица попадет им в руки. Звуковой «пароль» умеют подавать даже безголосые птицы. Дятлы-самцы весной выстукивают свои призывные трели, пользуясь вместо барабана сухим древесным стволом. Каждый вид дятлов барабанит с определенной частотой. Самка, даже не видя кавалера, точно знает, к родственному ли виду дятлов относится барабанщик, или он чужак. К дятлу другого вида она на свидание не полетит. По ритму песни узнают «своих» кузнечики и сверчки. Они поют с той же целью, что и птицы. Очень трудно узнавать друг друга крохотным плодовым мушкам-дрозофилам. Их на земле очень много, больше двух тысяч видов, и все друг на друга похожи. Знакомство у дрозофил происходит на земле. Самцы не способны сами узнать самку, поэтому часто ошибаются. Чтобы не разминуться со своею суженой, самец у каждой встречной мухи спрашивает, кто она такая. Вопрос он задает, постукивая ее по брюшку передними ножками. Однако самка сразу не отвечает. Тогда самец начинает кружить вокруг нее, все время трепеща крыльями и выставляя их напоказ, то есть предъявляет ей свое удостоверение личности. Самка присматривается к танцору, принюхивается и прислушивается к нему. Видимо, каждый вид дрозофилы имеет свою особую песню. Если самка убеждается, что перед ней «чужой», она начинает громко жужжать, давая понять ему, что он ошибся, и знакомство на этом обрывается.