Какие события могут предсказать только животные? Что? Где? Когда? Пчёлы предупреждают друг друга об опасности сложными сигналами Акулы и рыбы
Даже .
Однако теперь выяснилось, что заботу по отношению к ближнему проявляют не только люди и животные, но и . Ранее биологи установили, что растения общаются между собой. И вот теперь специалисты из Делавэрского университета (США) доказали, что растения также предупреждают друг друга об опасности при помощи специфических сигналов.
Примечательно, что открытие учёному Харшу Бэйсу (Harsh Bais) помог совершить старшеклассник, которого тот пригласил на исследовательскую стажировку по ботанике. Совместно с юношей по имени Коннор Суини (Connor Sweeney) Бэйс два года изучал "диалоги" растений и проводил различные эксперименты.
"Героем" исследования стало растение из семейства капустных - резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana ). Она произрастает на всех континентах, кроме Антарктиды, и широко используется в качестве модельного организма для изучения генетики и биологии развития растений. По-другому биологи называют её арабидопсис - по родовому латинскому названию.
В чашках Петри и пробирках с агар-агаром (питательной средой для выращивания) авторы работы культивировали почти тысячу резуховидок для экспериментов. Каждая партия семян примерно за шесть дней прорастала в растения высотой примерно семь сантиметров с тонкими стеблями и ярко-зелёными листьями.
Как рассказывает Коннор Суини, однажды он положил два проросших растения в одну чашку Петри в нескольких сантиметрах друг от друга, а затем сделал два небольших надреза на листе одного из них, чтобы имитировать нападение насекомого. Удивительно, но после этого - буквально на следующий день - корни второго (здорового) растения начали расти быстрее и укрепляться, пуская новые отростки.
"Это было сумасшествие, я сначала не поверил, - рассказывает Бэйс. - Я ожидал, что укрепляться начнёт травмированное растение, но этого не произошло".
Для чистоты эксперимента Бэйс попросил молодого человека повторить эксперимент, но при этом посадить растения в разные чашки, чтобы исключить любую связь между корневыми системами.
В своём предыдущем исследовании команда Бэйса доказала, что бактерии, обитающие в почве среди корней растений, могут передавать сигналы устьицам - порам на нижнем или верхнем слое эпидермиса листа - чтобы те закрылись от атаки агрессивных патогенов.
Здесь, вероятно, произошло то же самое. "Неповреждённые растения пустили больше корней, чтобы получать больше питательных веществ для укрепления. Поэтому мы начали искать соединения, которые запускают рост корней", — пояснил Бэйс.
Ситуацию прояснили измерения уровня ауксинов - фитогормонов-стимуляторов роста растений. Оказалось, что, если рядом находится повреждённый собрат, у здорового растения повышается количество ауксин-регулируемых генов. Также исследователи отметили, что соседи повреждённого растения экспрессируют ген, который соответствует гену-транспортёру малата под названием ALMT-1. Малат привлекает полезные почвенные микробы, в том числе сенную палочку (Bacillus subtilis ). Вероятно, микробам выгодно связываться с корнями растениями и сигнализировать об опасности, чтобы те усилили свою защиту, заключают эксперты.
В процессе эволюции у животных выработались удивительные свойства, которые позволяют им защищаться от нападений хищников. Подчас они выглядят очень необычно. В Америке был составлен список десяти самых необычных способов обороны.
Они способны взрываться, чтобы защитить свои колонии. Если насекомые чувствуют опасность, то специальные полости в их теле, где предварительно собираются выделения, разрываются. В итоге все содержимое разбрызгивается вокруг. Причем разные типы муравьев используют свои вещества. Одни применяют нервно-паралитические, другие снотворные смеси.
Некоторые из них в случае опасности научились пукать, издавая очень громкие звуки.
Что делают они в случае опасности? Эти существа писают, причем делают это через крошечные отверстия у глаз. Их моча содержит особые химические вещества, передающие информацию.
Они являются отличными скрипачами. Вырост у основания антенн трет по ребристому выступу под их глазами, создавая громкий звук, которым эти существа оповещают об опасности.
Нападают они всегда на четырех ногах, но в случае защиты зачастую встает на задние лапы, чтобы показаться больше.
От кого им защищаться? Но и этим животным может грозить опасность: сложный участок пути или пожар. У этих животных очень чувствительные ноги, которые чувствуют сообщения, отсылаемые другими особями по земле на расстоянии свыше 32 километров.
Их хвост служит сигналом об опасности. Барабанный стук его о землю означает, что хищник рядом, после этого все кенгуру пускаются на утек.
Об их способностях знают многие. Любая критическая ситуация заставляет животное «умирать». Из его рта течёт пена, глаза стекленеют, а из анальных желез начинает выходить секрет с ужасным запахом. Причем данные действия умышленными не являются, инстинкт абсолютно автоматический и связан со страхом.
Кошки и собаки могут заранее чувствовать приближение опасности и доступными им способами сообщают хозяевам об этом
Некоторые удивительные способности домашних собак и кошек просто потрясают. Каким образом удается нашим четвероногим любимцам предчувствовать надвигающуюся опасность и предупреждать о ней до сих пор толком никто объяснить не может. А некоторые из них каким-то непостижимым образом догадываются о встрече, о которой человек абсолютно не подозревает.
Если ваш четвероногий друг ведет себя беспокойно, пытается привлечь ваше внимание, не сочтите его поведение за прихоть. Возможно, он хочет предупредить вас о какой-то угрозе.
Пес-провидец
Случаев, когда поначалу непонятное поведение животных впоследствии спасало людям жизнь, не счесть. Например, семейная пара, отдыхавшая на подмосковной даче, отправилась вместе со своим спаниелем в ближайший лес за брусникой. На обратном пути присели с полной кошелкой отдохнуть под одинокой сосной посреди поля пшеницы, расслабились на солнышке. Так, возможно, и задремали бы. Да собака не дала. Вдруг стала громко лаять, хотя поблизости никого не было. Затем начала хватать за рукава, тормошить и настойчиво тянуть за собой. Тревога пса передалась хозяевам. Они поднялись с земли и двинулись в сторону дома вдоль кромки поля. Вдруг тучи заволокли небо. Разразилась гроза, а затем прямо на глазах изумленной пары в единственное дерево ударила молния, расколов и дочерна испепелив ствол. Меж тем спаниель не успокоился и на даче. Ближе к вечеру, когда распогодилось, он снова стал проявлять беспокойство, описывал круги у двери и радостно вилял хвостом, будто перед встречей хороших знакомых. Однако хозяева гостей не ждали. Но не прошло и часа, как около калитки появились родственники.
Кошка-спаситель
О том, что животные удивительным образом способны предчувствовать приближающееся землетрясение или наводнение и по-своему предупреждать хозяев, наверняка известно каждому. Например, лошади накануне стихийных бедствий становятся почти неуправляемыми. Куры, гуси и утки взлетают и устраиваются на крышах домашних построек - повыше. Добродушные коровы становятся агрессивными. Кошки покидают дом.
Кстати, о кошках. Вот случай из жизни. На первом этаже старого московского дома жила одинокая бабушка вместе с любимой кошкой, тоже уже немолодой. Был самый обычный день. Ничто не предвещало беды. Только кошка чаще обычного терлась о ноги, возбужденно мяукала, заглядывала хозяйке в глаза и демонстративно садилась у порога двери, упрямо игнорируя распахнутое окно. Делать нечего. Бабуля несколько раз отмахнулась от кошки, но затем, недовольно ворча, поднялась и шаркающим шагом пошла провожать ее на улицу. Когда они уже спускались по лестнице, за спиной раздался оглушительный грохот. Оказалось, что над диваном, на котором всегда отдыхала хозяйка, обвалился потолок...
Природные и техногенные катастрофы, участившиеся в последнее время, заставляют человека уделять все больше внимания прогнозированию этих страшных событий. А вот животные умеют с безупречной точностью предсказывать катаклизмы задолго до их малейших признаков!
Несмотря на «научный прогресс», явления природных катастроф, таких как цунами, землетрясения, ураганы, извержения вулканов, еще не достаточно изучены. Именно этим объясняется невозможность установления точной даты и времени катастрофы, и, как следствие, эвакуации и спасения населения.
Современные технологии позволяют отслеживать первые малейшие колебания земной коры, ее деформацию, изменение уровня грунтовых вод. Все это косвенные признаки, не дающие информации о времени наступления катастрофы. Точное же время можно установить за 10-15 секунд до его начала. Что уже не может помочь своевременной эвакуации людей из опасной зоны.
А вот животные начинают чувствовать приближение катастрофы гораздо раньше, проявляя признаки беспокойства, которые усиливаются по мере приближения землетрясения или цунами.
- При помощи сверчка можно определить температуру в помещении. Чем теплее – тем быстрее они стрекочут. Если сосчитать сколько звуков издает сверчок за 14 секунд и прибавить сорок, то получится температура помещения по фаренгейту.
- В Южной Америке издавна следят за поведением стрекоз. Эти насекомые сбиваются в стаи и улетают перед ураганом.
- Пингвины ложатся на снег и направляют свои клювы в ту сторону, откуда грядет ненастье.
Животные, как дикие, так и домашние, начинают странно себя вести, почувствовав приближение опасности. У них встает дыбом шерсть, кошки громко мяукают, собаки воют и кусаются, кролики бегают по клеткам, коровы испуганно мычат. По мере приближения опасности, или находясь ближе к ее эпицентру, животные предпринимают попытки спастись, точно выбирая безопасные места. Их действия идеально правильны, как в учебнике по безопасности жизнедеятельности.
Так кошки уходят на открытые пространства, унося котят. Норные звери покидают свои норы. При угрозе цунами животные поднимаются вверх на холмы или удаляются от берега на безопасное расстояние. Перед землетрясениями бегемоты выходят на сушу, а перед цунами уплывают на глубину, чтобы их не выбросило гигантской волной.
В 2004 году в Тайланде за несколько часов до цунами целое стадо антилоп в панике убежало с побережья на ближайшие холмы, слоны кричали, разрывали цепи и убегали на возвышенности. Фламинго оставили низины, в которых традиционно живут и питаются, и улетели на возвышенности. Из 2000 обитателей одного из индийских заповедников во время цунами в декабре 2004 года погиб лишь один дикий кабан.
Сегодня ученые многих стран изучают возможность прогнозирования катастроф, основываясь на поведении животных. Большое внимание этому уделяется в Китае и Японии.
Японские древние легенды гласят, что мир создал сом. И, когда люди нарушают законы природы, сом начинает волноваться, бить хвостом и плавниками, что обязательно влечет за собой землетрясение. Сегодня Токийские ученые изучают поведение сомов перед катастрофами, и утверждают, что сомы действительно проявляют признаки беспокойства накануне землетрясений.
На японских кораблях следят за поведением находящихся в аквариумах маленьких рыбок. Их поведение подсказывает, что приближается шторм.
Китайские ученые имели опыт всенародного отслеживания нестандартного поведения домашних и диких животных, что позволило в 1975 году в провинции Ляопин эвакуировать большое количество людей за несколько часов до землетрясения. Пока это единственный случай, когда результатом наблюдений за поведением животных стали конкретные действия по предотвращению гибли людей.
Ученые пока не могут дать точный ответ на вопрос, каковы механизмы чувствительности животных. Безусловно, они более тонко могут чувствовать совсем незначительные изменения в магнитном поле земли, электрическом поле, изменения давления воздуха и уровня шума, запах газа, идущий из недр земли.
Науке известны случаи, когда животные предугадывали схождение лавин.
Во время извержения вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника за 30 секунд был уничтожен город Сен-Пьер, погибло 300 тысяч жителей и… только одна кошка. Домашние животные покинули город за несколько дней до катастрофы!
В Англии есть памятник кошкам. Во время Второй Мировой войны они своим поведением предупреждали о бомбардировках.
- Пчелы залепляют леток на голодную зиму или оставляют его открытым, если зима будет теплой.
- Медведь устраивается в берлогу тем выше, чем более снежной будет зима, и, следовательно, более высокий паводок.
- Перед дождем муравьи забираются повыше, коровы ложатся, лягушки чаще квакают, а кольца овечьей шерсти распускаются.
Эти, и многие другие факторы, дают право говорить не только о более тонких аппаратах чувствительности животных, но и о наличии у них некоего шестого чувства. Возможно именно оно помогает им абсолютно точно оценивать степень грозящей опасности, находить безопасные места, принимать решения в обстановке угрозы жизни, помогать людям.
Кстати, люди тоже наделены определенной чувствительностью, и в преддверии катастроф у человека учащается пульс, возбуждается нервная система. Но эти признаки могут быть вызваны чем угодно, и потому не могут быть использованы при прогнозировании катастроф. Исследования же поведения животных могут принести ощутимую пользу людям. Для этого нужно быть чуть-чуть более внимательными к окружающему нас миру и его обитателям. Которые инстинктивно или сознательно предупреждают нас об опасности, и, частенько, показывают путь к спасению.
Ефим Фиштейн: Мы продолжаем рассказывать об изучении коммуникаций у животных. Многие животные умеют предупреждать своих сородичей об опасности. Однако, что стоит за этими сигналами – выражение состояния тревоги или информация об источнике угрозы? Оказывается, это зависит от степени развития вида, как мы видим на примере сусликов и других млекопитающих, объясняет кандидат биологических наук Владимир Фридман. С ним беседуют Ольга Орлова и Александр Марков.
Ольга Орлова: Владимир, мы уже в прошлой передаче говорили о том, что у некоторых животных звуковой сигнал помимо обозначения какого-то смысла может одновременно заключать в себе какое-то действие. На каком примере это можно увидеть?
Владимир Фридман: На примере предостерегающей сигнализации сусликов, крике об опасности можно видеть, как стимулы, выражающие состояние, так называемые сигналы состояния, превращаются в сигналы о ситуации, скажем, о разных типах хищников.
Ольга Орлова: Покажите, как это выглядит у сусликов, что происходит? То есть разные виды крика?
Владимир Фридман: Скажем, у примитивных видов сусликов есть два основных крика об опасности – свист и щебет. Кажется, что свист – это реакция на хищных птиц, которые могут быстро приблизиться и напасть, а щебет на млекопитающих, которые идут и, соответственно, надо насторожиться. Во всяком случае чаще всего тот и другой типы криков встречаются в этой ситуации. При этом между крайними вариантами свистом и щебетом есть вся гамма переходов у примитивных видов. Однако эксперименты показывают, что если, например, наземный хищник выскочит резко или, например, в суслика бросить шапкой, сделать другое резкое движение, он свистит.
Александр Марков: Как на птицу.
Владимир Фридман: Да, как на птицу. И наоборот, если птица спокойно парит в небе где-то далеко, он щебечет. То есть более детальный анализ показывает, что эти два альтернативных типа крика - это выражение разных состояний. Опасность далеко и надо лишь насторожиться и опасность близко, надо немедленно скрываться. Соответственно если опасность с воздуха, которая обычно приближается очень резко, спокойно парит вдалеке, то он щебечет. То есть более подробный анализ показывает, что совпадение разных типов криков с разными опасными объектами, оно кажущееся и два типа крика отражают два состояния животного.
Ольга Орлова: То есть быстрое приближение или медленное приближение.
Владимир Фридман: Разные уровни страха. И более подробный анализ, проведенный Даниилом Блюмштейном, показывает, что в общем-то тут сигнализация идет механически. Появление опасного объекта с определенной скоростью вызывает определенное чувство страха, стресса, соответственно у животного изменяется его вегетативная ситуация, гормональное состояние, и он выдает тот крик, который является выражением этого состояния. Это у видов более примитивных.
Александр Марков: Но другие суслики понимают значение этих звуковых сигналов?
Владимир Фридман: Для этих видов, только если видят животного. То есть если проиграть этот крик, то реакция неспецифическая, они настораживаются, смотрят. Но собственно уход в нору, нужный способ затаивания, только если они видят кричащих животных.
Ольга Орлова: Имеется в виду, если они видят кричащих сусликов?
Владимир Фридман: Других сородичей.
Ольга Орлова: То есть если они увидели, что другой суслик кричит, тогда они понимают и тогда они уходят в нору. Но если они только слышат звук, если они видят кричащего партнера или просто сородича - это уже много.
Владимир Фридман: Если они сами отслеживают ситуацию. А вот у видов более продвинутых, с одной стороны тут достаточно крика, чтобы суслик адекватно среагировал.
Ольга Орлова: То есть просто звука.
Владимир Фридман: Те же самые два типа крика есть свист и щебет, поскольку виды родственные, они гомологичны свисту и щебету у видов более примитивных, но тут уже альтернативные типы криков четко соответствуют альтернативным типам опасных объектов. Один крик на опасность с воздуха, другой крик на опасность с земли, как бы ни варьировалось состояние особи, как бы он ни был напуган. Вот тут уже сигнал превращается в знак, обозначающий альтернативные категории опасных ситуаций. Для животного они значимы. И этот знак он произволен, как, знаете, в человеческой коммуникации в том плане, что он независим от мотивационного состояния. Как бы ни менялся уровень возбуждения, размер животного, а это тоже влияет, реакция на опасность, сигнал, как говорят этологи, эмансипирован от мотивационной подосновы. И соответственно, из пантомимы, которая с одной стороны выражает внутреннее состояние, а с другой стороны действует на партнера в правильную сторону, скажем, моя агрессия заставляет его подчиниться, моя тревога заставляет его тревожиться и убегать. Вот тут этого нет. Тут сигнал обозначает разные категории опасной ситуации. Когда животное слышит только свист, само не видит ситуацию, оно с одной стороны адекватно реагирует и ретранслирует этот сигнал. Тут в общении участвуют не двое взаимодействующих, как в случае сигналов мотивационных, а все сообщество.
Ольга Орлова: То есть если суслик один услышит тревожный сигнал, то он его потом передает.
Владимир Фридман: Старается во всяком случае. Поскольку если ситуация опасная, они должны выбирать между кормлением, ретрансляцией и бегством, прерывать кормление невыгодно, постоянно отслеживать опасность вокруг не будешь. Соответственно в этой ситуации сигналы очень полезны. Шелли и Блюмштейн работе 2005 года показали, что практически во всех ветвях наземных беличьих, которые ведут дневной образ жизни, живут колониями как суслики, как луговые собачки, как земляные белки, у низших обезьян, у мартышковых, у некоторых лемуров, у многих птиц внутри клаксонов в роду идет эволюция от сигналов состояний к сигналам, имеющим внешнего референта, можно назвать категориальным сигналом.
Александр Марков: Категориальный сигнал, чем он отличается просто от слова? Как суслик говорит «опасность с воздуха» - это свист. Или «опасность с земли» - это будет щебет. Это по сути дела абстрактные символы получаются.
Владимир Фридман: От слова отличается тем, что мы слова умеем видоизменять и вкладывать в них новый смысл. А тут нет, это система специализации вида специфична и какой бы опыт ни приобрело животное помимо общения этими криками об этих категориях хищников, оно не может этот свой опыт добавить и, соответственно, обогатить значениями сигнала. Например, были очень интересные опыты Ньюмана и Уоренса, которые брали два вида макак или два вида беличьих обезьян. У них есть такая же дифференцированная система предупреждения об опасности. Они детенышей воспитывали в стаях другого вида, они вырастали, кричали они свои типы криков. При этом, поскольку обезьяны и макаки животные умные, они прекрасно понимали друг друга, то есть они понимали, какие крики другого вида какие типы опасности обозначают. Виды родственные и вольный кракт одного вида прекрасно был приспособлен для издавания звуков другого, если бы они умели и хотели подражать. При этом они прекрасно подражают телодвижениям друг друга, визгу, неспецифическим звукам. Но они всегда обозначали опасность своими криками.
Александр Марков: То есть врожденные, они не слышали ни от кого этих криков.
Владимир Фридман: Именно. То есть это именно такая симеосфера, которая присуща виду, как между игроками в шахматы или домино есть доска с фигурками, и они общаются друг с другом не непосредственно, а с помощью ходов, делаемых этими фигурками. Вот разумно демонстрация особей рассматривать не как телодвижения животного, ведь доска принадлежит и фигурки не отдельным игрокам, а некоей системе – игра, игровая арена, видовые уместно рассматривать, как относящиеся к видовому уровню. Единственная сложность, что поскольку у животных нет промышленности, которая бы изготавливала им фигурки, то приходится часть телодвижений животного зарезервировать не на выражение собственных эмоций, собственной мотивации, а на складывание видовых знаков для общения. То есть похожая аналогия как человек, зажатый в угол в сложной ситуации, нервно барабанит пальцами по столу, а затем, например, скидывает кукиш или иной жест, имеющий определенное значение в том сообществе, которое его понимает. Вот демонстрации, не зря, на мой взгляд, этологи 30-50 годов их отделяли от прочих, это не экспрессии индивида, а видовые сигналы, которыми животные лишь пользуются для того, чтобы выигрывать конфликты, прогнозировать поведение противника, приобретать и удерживать партнера в условиях конкуренции с другими особями. И вот тут, как мне кажется, существенно отделять стимулы от знаков, то разделение, которое этологи не всегда проводят. Сигналы состояния, действующие автоматически, принуждающие к нужной реакции - это стимулы. Например, зимой в лесу можно встретить стаи синиц-гаечек, которые кочуют, соответственно у них сигналы тревоги при появлении ястреба-перепелятника. В ответ на этот сигнал птицы, даже не видящие ястреба, автоматически затаиваются. Взрослые реагируют лучше и точнее, чем молодые и, соответственно, у молодых повышенная смертность, поскольку реагировать надо без промедления. Если бы сигнал действовал, возбуждая животное, то молодые реагировали бы лучше, потому что у молодых уровень возбуждения выше, а поведение менее ритуализовано, но тут важна не сила, а именно точность реакции.
Александр Марков: То есть они учатся в течение жизни.
Владимир Фридман: Скорее отбирают. Те, у кого реакция похуже, умирают быстрее. Кажется, это отбор, а не обучение. То есть те, у кого способность издавать тревожные сигналы созревает быстрее и способность распознавать эти сигналы от других членов стаи созревает быстрее, они просто лучше выживают. Соответственно в какой-то критический период, соответствующий моменту образования семейных групп гаечек, должны быть зрелые сигналы.
Ольга Орлова: А на примере млекопитающих можно это показать?
Владимир Фридман: На примере млекопитающих есть классические исследования системы предупреждения об опасности у верветок, зеленых мартышек, проведенные Сиффордом и Чейни, где есть сигналы на орла, на леопарда. И как раз там было показано, во-первых, что сигналы обозначают разные типы опасности, а не, например, разные уровни тревоги у животных. То есть в экспериментальных манипуляциях с их криками использовался тот момент, что, скажем, мы, например, считаем созвучные слова разными, скажем, «предательство» и «обстоятельства» разные слова, а скажем, «предательство» и «измена» похожие. Исследователи акустически синтезировали некий звуковой образ и модифицировали до тех пор, пока он не переставал вызывать реакцию. Оказалось, что действительно разные типы криков соответствовали разным типам опасности, и будучи проигранными, они соответственно вызывали нужную реакцию, разные способы спасения от хищников.
