13 Мая 2024
Поделиться:

Муравьи обмениваются запахами, а тюлени выслеживают уплывшую рыбу. Биолог Михаил Никитин

Землекопы, крокодилы, птицы и дельфины: все, что вы не знали о них. 

 

Как голые землекопы строят тоннели в полной темноте, что роднит динозавров с крокодилами и что бывает с птицами, которые выросли среди людей? Об этом мы поговорили с Михаилом Никитиным, эволюционным биологом, преподавателем МГУ и летних школ, научным редактором книги «Необъятный мир», которую написал Эд Йонг. Полную версию интервью смотрите на YouTube

 



Пауки слышат вибрации земли

 

— Эд Йонг начинает разговор о чувственном восприятии мира человеком и другими живыми существами с понятия «умвельт». Что это значит?

— Умвельт — это субъективный мир человека или животного, ограниченный его органами чувств. 

Например, мы, люди, обладаем слухом. Слышим звуки, распространяющиеся по воздуху. Пауки тоже слышат звуки, но распространяющиеся по земле под ними. Они ощущают вибрации почвы. Людям доступны только самые сильные вибрации — например, от проезжающего поезда метро.

Наше ведущее чувство — это зрение. Кроме того, мы слышим звуки по воздуху, воспринимаем вкус и запахи, хотя делаем это хуже большинства животных. А крыса, которая тоже относится к млекопитающим, обладает довольно слабым зрением, зато у нее прекрасное обоняние и слух. И осязает она не лапками, а вибриссами — волосами на морде.

Человек и паук, сидящие рядом под одним кустом, будут воспринимать совершенно разные части одного и того же мира.

Голые землекопы строят тоннели в полной темноте

 

— Кому из животных доступно чувство магнитного поля и какие возможности оно дает?

— О магнитном чувстве до сих пор спорят ученые. Доказано, что им обладают перелетные птицы, мигрирующие морские черепахи, несколько видов перелетных бабочек. Но есть ли оно у мух, пчел, мышей, собак или, может быть, людей — до сих пор неизвестно. <...>

Две работы на эту тему удостоились Шнобелевской премии — ее дают за научные достижения, которые сначала вызывают смех, а потом заставляют задуматься. Там изучали, не напрямую, но по косвенным признакам магнитную чувствительность коров и собак. В первом случае анализировали огромный массив спутниковых снимков, на которые попали пасущиеся коровы.

Во втором случае авторы устроили массовый опрос владельцев собак, который показал, что когда их питомцы садятся пописать, то предпочтительно либо на север, либо на юг ориентируются головой. Пасущиеся коровы тоже ориентируются на направление север-юг, а не на другое. То есть, видимо, какая-то магнитная чувствительность у них все-таки есть. Но в прямых экспериментах выработать у собаки условный рефлекс на магнитное поле не получается. Это многократно пытались сделать — не работает.

Единственное млекопитающее, которое ориентируется по магнитному полю (и это удалось доказать!) — это голый землекоп. Маленький грызун размером с мышку, лысый и социальный — они живут семьями до 200 особей, в которых размножается только одна самка и два-три самца, а остальные бесплодны. <...>

Голые землекопыстроят длинные системы тоннелей в полной темноте, не выходя на поверхность. Кроме магнитного поля и запахов им больше не по чему ориентироваться. И они держатся восточной стороны — даже если их посадить на арену с землей в лаборатории. Если в тоннеле создать магнитное поле, не соответствующее земному, голый землекоп все равно будет двигаться на виртуальный магнитный восток. 

Тюлени выслеживают рыбу, которая давно уплыла

 

— Многие животные осязают вибриссами — например, они есть у кошек, собак, грызунов на мордах, а у ламантинов вообще на всей поверхности тела. Как они работают?

— Вибриссы —это длинные, жесткие волосы. Люди чувствуют прикосновение к волосам благодаря нервным окончаниям в волосяных луковицах. Вибриссы устроены также, только они еще только чувствительнее. Поэтому представьте, что вы прикасаетесь волосами ко всему окружающему миру, и волосы эти чувствительнее, чем обычно, в несколько раз. Так можно понять, что чувствует кошка или крыса вибриссами в полной темноте. 

Гораздо интереснее узнать, что чувствуют вибриссами водные животные. Эд Йонг пишет, что тюлени способны вибриссами почувствовать вихревой след от рыбы, которая проплыла в воде и уже скрылась из виду. Они идут по следу рыбы, даже если та на сотню метров уплыла. Это фантастика! <...>

Муравьи умеют считать и обмениваются запахами

 

— Как животные выстраивают друг с другом диалог в живой природе?

Общаются все. Даже одиночки коммуницируют, обозначая границы территории, за которые нельзя заходить. Поэтому примеров может быть много.

Сложная коммуникация у муравьев. И люди ее толком не расшифровали. Благодаря работам Жанны Резниковой, мы знаем, что муравьи умеют считать до 30. А еще — обмениваются информацией, постукивая друг по другу усиками. Еще у них есть химический язык, они общаются друг с другом и запахами на своем теле, и запаховыми дорожками, по которым надо ходить. 

Яркий пример коммуникации живых существ приводит Эд Йонг — он пишет про электрических рыб семейства гимнотовых, рыб-ножей. Они живут в мутных реках бассейна Амазонки в Южной Америке. Зрение у этих рыб довольно слабое, но у них есть электрическое чувство. Многие электрические рыбы воспринимают электрические поля, создаваемые другими животными, и так находят добычу. 

Рыбы-ножи постоянно выдают в воду свои электрические сигналы с частотой до 600 раз в секунду. На YouTube даже есть видео, когда этим рыбам опускают электроды в воду, подключают к усилителю, и слышно, как они жужжат. Даже в полной темноте или в абсолютно непроглядной мутной воде по изменениям их собственного электрического поля рыба понимает, что с этой стороны песок, а с этой — другая рыба, большая или, может быть, маленькая. И друг с другом они тоже общаются этими электрическими колебаниями.

Если двух рыб-ножей посадить в один аквариум, то они первым делом смещают частоты своего жужжания так, чтобы не мешать друг другу. Одна повышает, другая понижает, чтобы всегда понимать, где жужжишь ты, а где другая рыба. Так они общаются между собой. Что они могут друг другу таким способом сказать, это такая же загадка, как восприятие магнитного поля, потому что никакой аналогии у нас нет.

Дельфины общаются друг с другом в воде звуками и ультразвуками. Интересно то, как дельфины по эхолокации воспринимают друг друга. Они используют ультразвук, чтобы ориентироваться в воде по его отражению. Но его лучше всего отражают предметы, которые отличаются от воды по плотности. В случае с телом дельфина — это кости. 

Летучие мыши тоже используют эхолокацию. Особенно, тропические виды, которые живут миллионными колониями в огромных пещерах. По вечерам стая — сотни тысяч летучих мышей, каждая из которых испускает эхолокационные сигналы — устремляется наружу, за добычей. И они не врезаются в стенки, не сталкиваются друг с другом. Как это происходит — тайна для ученых. Попытка решить аналогичную задачу с помощью радиолокации не раз проваливалась, людям это до сих пор недоступно.

Уши тюленя и черви вдохновили инженеров

 

— Какие из технологий, созданных учеными, были вдохновлены особенностями живых существ или их восприятием органами чувств?

— Редко удается перенести инженерные решения из животного мира прямо в металл. Задачи слишком разные. И самолеты, и птицы летают по законам аэродинамики, но используют их по-разному.

Иногда и люди идут тем же путем, что и животные. Нельзя сказать, что открытия вдохновлены примерами из природы, но схожи с ней. Пчелы ориентируются по солнцу, спрятавшемуся за облаками, используя поляризацию света. Также делали и викинги. Они плавали в северных морях, где часто пасмурная погода. Они делали шлифованные пластинки из особого минерала, исландского шпата. Это природный поляризационный фильтр. С помощью таких пластинок викинги наблюдали за небом в пасмурную погоду, чтобы понять, где солнце. Но это случайное открытие, которое к пчелам не имело отношения.

В Первую мировую войну инженеры пытались разработать гидрофоны для обнаружения подводных лодок. Долго не могли понять, как создать гидрофон, которым можно было бы пользоваться на движущемся корабле, поскольку завихрения воды рядом с отверстием гидрофона создавали слишком большой фоновый шум. Но изобретатели скопировали форму ушей тюленя, то задача была решена!

Новейшие мягкие роботы имитируют червей, щупальца осьминогов и так далее — это скорее про передвижение и изменение формы, чем про чувствительность. Но это явно вдохновлено живыми существами!

Что мы знаем о чувствах динозавров

 

— Были ли необычные умвельты у вымерших существ, можем ли мы изучать их органы чувств?

Если у вымершего существа был какой-то орган чувств, не имеющий аналогов в современном мире, то вряд ли мы его вообще опознаем по ископаемым костям. А если даже опознаем, то вряд ли можем понять, что за чувство это было.

Но кое-что про вымерших животных мы изучить все-таки можем. Например, изучая кости вымерших рыб, мы можем видеть, как у них проходила боковая линия. Это орган чувств, который воспринимает колебания воды и дополняет слух. Боковая линия идет от головы до хвоста, она позволяет рыбам ориентироваться в воде без помощи зрения — например, держаться в косяке. А акуле — кусать добычу вслепую. По устройству боковой линии у вымерших рыб можно судить о том, жили они в толще воды или на дне, или в зарослях кораллов или в пещерах и так далее.

Как узнать больше об органах чувств динозавров? У них остались потомки — птицы, и близкие родственники — крокодилы. Ученые сравнили последовательности аминокислот для основных зрительных белков птиц, крокодилов и других рептилий.  Компьютерными методами удалось реконструировать, какие последовательности этих белков были у общего предка — динозавра. Белки синтезировали в лаборатории, проверили, как они работают. Оказалось, что цветовое восприятие динозавров соответствует современным ночным рептилиям! 

Ранние динозавры по цветовосприятию похожи на ночных гекконов. Не на современных крокодилов или птиц. Видимо, ранние динозавры были преимущественно ночными животными, а к дневному образу жизни перешли потом.

Орнитолог и брачные танцы

 

— Как животные воспринимают человека и взаимодействуют с ним?

— Собаки и кошки близки к нам по размеру. Они воспринимают человека как другое существо, но сопоставимое с ними. Может, даже как сородича. Тут можно вспомнить истории, как видовая самоидентификация сбивается у животных и особенно у птиц, выросших с людьми.

У Конрада Лоренца, одного из основателей этологии, жила галка, которую он выкормил. Она считала себя человеком — боялась других галок, предпочитала быть с людьми. Это был самец, он во взрослом возрасте устраивал брачные танцы перед Конрадом, считая того самкой. Импринтинг у галки сработал вот так.

Еще одна история — самку дальневосточного журавля по кличке Орешек отобрали у контрабандистов на таможне и передали в питомник. Там ее пытались использовать для размножения — это редкий вид. Но поскольку Орешек выросла с людьми, то едва не убила самца, который к ней подошел. В результате орнитологу пришлось учить брачные танцы журавлей. В результате шесть птенцов вывели!

 

Рубрики

Серии

Разделы

Издательство