Зоя Зорина - Основные положения концепции Лоренца
Классический пример адаптивной радиации — необычайное разнообразие сумчатых в Австралии. Среди них появились травоядные формы — кенгуру, роющие — сумчатые кроты, формы, напоминающие белок и летяг, а также кроликов, волков и других животных.
Примеры адаптивной радиации обнаружены этологами и в поведении, в частности, в общественном поведении животных. На примере многих млекопитающих и птиц показано, что в пределах одного семейства можно наблюдать значительное разнообразие типов группировок, включая как крайние формы, так и переходы между ними. Так, в пределах семейства вороновых можно встретить и виды, ведущие общественный образ жизни в течение всего года (грачи, галки), виды чисто одиночные (кукши), виды живущие в сообществе лишь часть года.
Явление адаптивной радиация поведенческих признаков было описано Тинбергеном и его учениками у чаек. Оказалось, что в зависимости от условий гнездования близкие виды могут существенно различаться по поведению. Например, виды, гнездящиеся на земле, постоянно подвержены опасности нападения как наземных, так и воздушных хищников, поэтому они очень пугливы и поднимают тревогу при появлении рядом с колонией любого живого существа. В отличие от них моевки, которые гнездятся на крутых утесах, совершенно не пугливы и легко терпят около своих гнезд человека, если тому удастся до них добраться. Гнездование моевок на утесах накладывав отпечаток на самые разные стороны их поведения, существенно отличая их от многих других близких видов. Например, отсутствие пугливости по отношению к птицам и животным других видов сочетается у них с гораздо более высокой, чем у других видов чаек, внутривидовой агрессивностью, что обусловлено дефицитом мест, подходящих для строительства гнезд.
Адаптивная радиация признаков общественного поведения происходит, как выяснилось, параллельно в разных семействах, причем, в настоящее время удается выделить те конкретные факторы среды (источники пищи, наличие укрытий, угроза со стороны хищников), которые обусловили появление того или иного типа группировки.
Конвергенция.Сравнение далеких в систематическом отношении видов — тоже плодотворный метод изучения приспособительных свойств поведения. В ряде случаев оказывается, что организмы, не находящиеся в близком родстве, попадая в сходные условия и эволюционируя под влиянием сходных факторов отбора, в конце концов приобретают сходство. Классический пример конвергенции — водные животные — киты и акулы, относящиеся к разным классам (млекопитающие и рыбы), но сходные по ряду признаков строения тела и образа жизни.
Подобное явление обнаружилось и при сопоставлении поведения далеких в таксономическом отношении видов. Например, разные по происхождению животные, как позвоночные, так и беспозвоночные, которые для защиты от хищников, выработали следующие типы приспособительных маскировочных реакций:
— Сохранение неподвижности при появлении хищника (затаивание);
— Выбор субстрата, по цвету совпадающего с их окраской;
— Выбор позы, способствующей маскировке (создание скрадывающей противотени, имитация различных несъедобных предметов и т. п.;
— Рассредоточение в пространстве несмотря на изобилие пищи.
Один из примеров конвергентного сходства в поведении далеких по происхождению групп животных — это обнаруженная школой Тинбергена синхронизация сроков выведения потомства. При изучении разных видов чаек было установлено, что одновременное выведение потомства — один из способов, обеспечивающих оптимальные условия его охраны от хищников. Показано, что максимальный процент гибели яиц и птенцов наблюдается в выводках, появившихся значительно раньше или значительно позже основной массы, так что чайки-родители оказываются слишком малочисленны, чтобы обеспечить эффективную защиту от врагов на земле и в воздухе. Сходное приспособление существует, по-видимому, и у других животных. Экспериментально установлено, что у антилоп-гну синхронизация сроков размножения обусловлена тем же обстоятельством.
Обнаружение явлений адаптивной радиации и конвергенции поведенческих признаков свидетельствует об общности основных путей эволюции как морфологических, так и поведенческих признаков.
Оценка средовых факторов. В качестве классического примера экспериментального исследования функции и адаптивного значения отдельного поведенческого акта, которое сочетает все вышеуказанные особенности подхода этологов к данной проблеме, можно привести реакции удаления скорлупы у обыкновенной чайки.
Разные виды чаек по-разному поступают со скорлупой яиц после вылупления птенцов. Некоторые не обращают на нее внимания, другие же, в частности, обыкновенная чайка, собирают и уносят подальше от гнезда. Факт этот был известен орнитологам давно, но ему не придавали значения. Однако сам факт наличия этой формы поведения у одних видов и отсутствия у других заставил этологов предположить, что она имеет какое-то значение для выживания вида. Сопоставление биологии этих видов выявило достаточно четкую зависимость: Скорлупу убирают те виды, птенцы которых еще долгое время остаются в гнезде. Если не выводки вскоре после вылупления покидают гнездо, то удаления скорлупы не происходит. Следовательно, эта на первый взгляд незначительная поведенческая реакция имеет определенное адаптивное значение и приносит виду какую-то пользу.
Дальнейший анализ показал, что среди чаек и крачек убирают скорлупу особи тех видов, птенцы которых имеют покровительственную окраску, а не убирают у тех видов, которые имеют достаточно заметных птенцов. Поскольку скорлупа бросается в глаза белизной своей внутренней поверхности, логично было предположить, что после ее удаления гнездо становится менее заметным.
Для проверки этого предположения в колонию чаек исследователи помещали по-разному окрашенные яйца. Выяснилось, что белые яйца. хищники похищали гораздо чаще, чем яйца естественной для чаек окраски. Следовательно, характерная для яиц чаек окраска является маскировочной и имеет существенное адаптивное значение. Однако, как показал Тинберген, покровительственные свойства естественной окраски яиц существенно ослабевают, если рядом положить яичную скорлупу — в таких гнездах яйца гораздо чаще становились добычей хищников. Таким образом, имеются все основания полагать, что удаление яичной скорлупы адаптивно как мера охраны гнезда от хищников.
Однако удаление скорлупок из гнезда происходит не сразу. У обыкновенной чайки, например, они остаются в гнезде 1-2 ч после вылупления птенцов, тогда как у других видов гнездо очищается гораздо быстрее. Оказалось, что эта особенность поведения обыкновенной чайки целесообразна потому, что именно у этого вида взрослые соседи иногда поедают необсохших птенцов, а на обсохших они уже не нападают.
Тинберген указывал, что подобные исследования важны в нескольких отношениях:
1. Способствуют выявлению функции исследуемого поведенческого акта (в данном случае — маскировка гнезда от врагов, нападающих с воздуха).
2. Они экспериментально показывают наиболее вероятные пути формирования данного поведенческого акта в процессе естественного отбора — в данном случае более высокий шанс выжить имело потомство птиц, удалявших скорлупу.
3. Такие исследования позволяют выявить и некоторые дополнительные факторы, влиявшие, вероятно, на формирование этой реакции в процессе естественного отбора — из птиц, уносивших скорлупу, дополнительные шансы на выживание потомства получали те, кто делал это в оптимальный период времени.
Тем самым было показано, что отдельные признаки поведения представляют особой компромиссный результат многочисленных и зачастую разнонаправленных давлений отбора.
Адаптивность и механизмы поведения
Анализ приспособительного значения поведенческих реакций не исключал, а скорее способствовал исследованию, некоторых сторон механизма этих реакций. В частности, при изучении удаления чайками скорлупы наряду с выяснением общей функции этой реакции были изучены стимулы, которые ее вызывают. В результате использования различных моделей было показано, что чайки отличают скорлупу от целых яиц по наличию тонкого контура, тогда как степень изломанности значения не имеет.
Другой вопрос, связанный с первым, — благодаря каким признакам чайки не удаляют скорлупу, пока в ней еще остаются птенцы? Эксперименты показали, что в данном случае решающим признаком будет вес — птицы уносят только легкую скорлупу.
Эксперименты с моделями яиц разного цвета показали, что белую или характерную для чаек крапчатую скорлупу птицы удаляют охотнее, чем скорлупу других цветов. Реже всего птицы удаляли зеленые модели, причем было установлено, что это обстоятельство не связано с дефектом зрительного восприятия. Затормаживание реакции на зеленые раздражители обнаруживает еще раз высокую адаптивность этой формы поведения. Поскольку такую реакцию вызывают предметы с тонким контуром независимо от их формы, то птицы могли реагировать на растения, окружающие гнездо, при этом они часто покидали бы его, подвергая потомство дополнительному риску.
