Подражание человеку. Как крысам удалось заполонить мир?

В октябре в издательстве «Альпина Паблишер» выходит книга «Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум». Ее автор – профессор поведенческой и эволюционной биологии Кевин Лейланд, пытается объяснить, как наши предки сумели проделать путь от обезьян, занимавшихся собирательством, до современного человека, сочиняющего симфонии, декламирующего стихи, изобретающего уникальные технологии. Ученый считает, что между нашими когнитивными способностями и достижениями и соответствующими способностями прочих видов лежит  непреодолимая пропасть. С разрешения издательства «Ведомости.Город» публикует отрывок о том, как навык подражания помог крысам стать «самым успешным млекопитающим планеты, помимо человека».

Серая крыса, вопреки своему латинскому наименованию (Rattus norvegicus), родом вовсе не из Норвегии, а из Китая, откуда она за последние несколько сотен лет распространилась по всем континентам, кроме Антарктиды. Ее считают одним из «самых успешных млекопитающих планеты, помимо человека». Она поражает своим ареалом и приспособляемостью — крысиные колонии столуются в мусорных баках на Аляске, пробавляются жуками и гнездящимися на земле птицами на Южной Георгии, а между ними плодятся почти на каждой ферме и в каждом городе. В успехе крысы отчасти отражена долгая история ее связи с человеком — отношений, в которых мы показали себя незваными и безжалостными партнерами. Однако, несмотря на многовековую войну, в которой в ход шли и мышеловки, и отрава, и окуривание, ни одному Крысолову еще не удалось извести окончательно этого самого неистребимого из вредителей. Причина, как предположил Дарвин, в том, что крысы ловко избегают всех орудий уничтожения — и удается им это за счет подражания. Во времена Дарвина считалось, что копируют других только дети и обезьяны, а остальные животные в своем поведении подчиняются инстинктам. За глаголом «обезьянничать», выражением «кривляться как мартышка» кроется распространенное убеждение, что приматы — и, возможно, только они — способны кому-то подражать. Дарвин здесь, как и во многих других научных вопросах, опередил свое время, установив, что подражание присутствует в природе повсеместно. И сегодня у нас есть обширный массив неопровержимых экспериментальных данных, подтверждающих, что социальное научение присуще самым разным животным. Дарвин подозревал, что за долгую историю отлова млекопитающих вредителей отбор должен был выработать у них «сообразительность, осторожность и хитрость», и крысы этими качествами, безусловно, обладают. Попытки взять под контроль их численность, а они продолжаются не одно десятилетие, провалились отчасти потому, что крысы крайне чутко и остро реагируют на любое изменение в своей среде обитания. Поведение крыс я изучал несколько лет. Я наблюдал, как они присматриваются украдкой к любой новой пище и к любому новому объекту, напружинившись и почти припадая брюхом к полу, готовые дать деру при малейшем признаке опасности. Если все будет в порядке, любопытная крыса в конце концов отважится попробовать еду, но и после этого будет какое-то время употреблять незнакомый продукт изредка и понемногу. До середины прошлого века против крыс применяли отраву, которая была эффективна лишь в больших дозах, а от небольшого кусочка приманки животному всего лишь становилось плохо; в результате они приучались избегать нового источника пищи. И хотя случалось, что полчища крыс на первых порах удавалось сократить, вскоре после применения нового яда крысы начинали отъедать от приманки все реже и колонии быстро восстанавливали прежнюю численность. Действенным оружием в борьбе с крысами оказался появившийся в 1950-х гг. варфарин, яд медленного действия: поскольку недомогание наступало спустя значительное время после его употребления, вредители не связывали ухудшение самочувствия с приманкой и не приучались ее избегать. Яды этого типа использовались против крыс и других грызунов по всему миру, но всегда с переменным успехом, и рано или поздно в популяции выживших вырабатывалась к нему генетическая резистентность. В середине прошлого века досада на неистребимость крыс побудила человека наконец заняться изучением их поведения вплотную. 

Крысиное население

Немецкий эколог Фриц Штайнингер, много лет искавший наиболее действенные методы контроля грызунов вредителей, первым из ученых представил данные, подтверждавшие догадку Дарвина, что крысы спасаются от ядов благодаря социальному научению. Спустя несколько десятилетий наблюдений и экспериментов Штайнингер пришел к выводу, что неопытных крыс от искушения отведать потенциальную пищу предостерегают опытные особи, уже убедившиеся в токсичности приманки. Это было важное открытие, хотя кое-что Штайнингер определил не совсем верно. Механизмы передачи информации окажутся более многочисленными, разнообразными и тонкими. Через несколько десятков лет канадский психолог Джефф Галеф, главный мировой авторитет в области социального научения у животных, наконец добрался до сути проблемы. В ходе блестяще разработанной серии экспериментов, проводившихся более 30 лет, Галеф со своими студентами методично раскрывал многообразие средств, за счет которых паттерны добычи пищи у взрослых крыс влияли на пищевой выбор других крыс, особенно молодых. Как обнаружил Галеф, крысы не столько избегают употребления в пищу того, что вызывает недомогание у других особей, сколько оказывают устойчивое предпочтение пище, которую ели сородичи, оставшиеся здоровыми. Эти механизмы достаточно эффективны, чтобы на их основе выстраивались охватывающие всю колонию традиции, благодаря которым грызуны отдают приоритет безопасной, удобоваримой и питательной еде и почти не притрагиваются к отравленной. Примечательно, что механизмы передачи начинают действовать еще до рождения. Если детеныш крысы получит представление о том или ином вкусе еще в материнской утробе, то после появления на свет он будет предпочитать именно такую пищу. У детенышей крысы, которая во время беременности ела чеснок, отмечается предпочтение к пище с чесночным привкусом. Молоко кормящих самок тоже пропитывается вкусом и запахом поедаемой пищи, и этого вполне хватает, чтобы впоследствии у «сосунков» выработалось соответствующее пристрастие. Позднее, когда детеныши начнут употреблять твердую пищу, они будут кормиться исключительно там, где присутствует кто-то из взрослых крыс, — в первую оче- редь просто потому, что ходят следом за взрослыми, — таким образом они усваивают стимулы, связанные с пищей. Даже если извлечь их из социального окружения и кормить изолированно, подрастающие крысята будут есть только то, что при них ели взрослые. Пищевой выбор у крысиного молодняка может формироваться и без физического присутствия старших. Покидая место кормежки, крыса оставляет пахучий след, который служит крысятам указанием искать пищу именно там, где ее уже кто-то добывал и употреблял. Кроме того, кормящиеся взрослые оставляют сигналы в виде отходов жизнедеятельности — фекалий и мочевых меток, как поблизости от источника пищи, так и на самой еде. 

Эксперимент с миской

Будучи студентом магистратуры Университетского колледжа Лондона, я пытался разобраться, какую роль играют эти сигналы в передаче пищевых предпочтений, и обнаружил, что вокруг мест кормежки сосредоточивается значительное количество меток и фекалий  — знаков, успешно доносящих послание: «Эта еда безопасна». Если я как-то вмешивался в эти сигналы — устранял следы мочи, оставляя только фекалии, или убирал фекалии и оставлял только мочевые метки, или даже заменял помеченную пищу другой, — «сообщение» сразу же теряло силу, и другие крысы переставали отдавать преимущество этому кормовому участку. Крысы явно были настроены прилежно подражать друг другу — если не сталкивались с чем-то подозрительным (в таком случае они моментально переключались на режим повышенной осторожности). Помимо этого, я обнаружил, что могу сам устанавливать экспериментальные традиции потребления конкретной пищи у групп крыс, которые никогда не встречались друг с другом. Я ставил миску с определенной едой на одном краю чистого вольера и давал крысам покормиться там несколько дней. В течение этого периода крысы помечали место кормежки. Потом я удалял их из вольера и ставил такую же миску, но с иной по вкусу и запаху едой той же питательной ценности на другом краю вольера. После этого я каждый день помещал в вольер по новой крысе, наблюдая ее пищевое и маркировочное поведение, а затем удалял из вольера. Наблюдения показали, что крысы поддерживают установленную за несколько дней традицию питаться кормом из первоначальной, помеченной, миски, — и эта традиция сохранялась на протяжении нескольких смен обитателей вольера. Обонятельные сигналы, оставляемые первой группой крыс, теряли силу через двое суток, а значит, для поддержания традиции в течение более долгого времени грызунам необходимо было не только сохранить пристрастие к кормежке на маркированном участке, но и обновлять метки, оставленные предшественниками. Между тем ни один из вышеупомянутых процессов ученые не считают основным способом передачи крысами своих пищевых предпочтений. После того как крыса поест, остальные станут считывать связанные с пищей обонятельные сигналы в ее дыхании и запах пищи на ее мехе и усах, идентифицируя съеденное. Воздействие недавно поевшей крысы на пищевой выбор ее сородичей бывает на удивление мощным — вплоть до того, чтобы полностью перечеркнуть предшествующие предпочтения или избегание. Эти сигналы в сочетании с другими механизмами передачи пищевых пристрастий, такими как обонятельные метки, стабилизирующие процесс, могут формировать специфические для данной колонии традиции приверженности к определенной пище. Таким образом крысиным колониям удается успешно отслеживать модификации удобоваримости и токсичности разнообразных и постоянно обновляемых по ассортименту пищевых продуктов — это принципиально важная адаптация для всеядного «мусорщика»-приспособленца, которому предстоит протянуть на своем разнообразном, бесконечно меняющемся рационе целую жизнь в опасном и непредсказуемом мире.