Денис Богуславский.

Как птицы знают, что зимой они мигрируют на юг? Как морские черепахи находят свой путь домой к пляжу, на котором они вылупились? Как пастушьи собаки знают, что им нужно делать со скотом? Объяснение всему этому можно дать при помощи одного простого термина- инстинкт. Но есть нюанс...

Первое, на что обращаешь внимание при прочтении главы №8 Инстинкт в книге “Происхождение видов”, так это отсутствие четкого определения, что же это такое- “инстинкт”. И раз уж так сложилось, давайте дадим этому термину более отчетливые очертания: “Инстинкт — это комплекс двигательных актов или последовательность действий, свойственных организму данного вида, реализация которых зависит от функционального состояния животного (определяемого доминирующей потребностью) и сложившейся в данный момент ситуации” пишут Данилова и Крылова в своем труде “Физиология высшей нервной деятельности”.

Существует достаточно много мнений о свойствах инстинктов. Патрик Бэтсон отмечает следующие признаки инстинкта, которые при упоминании этого термина используются одновременно и оттого возникает ряд неточностей и путаница, связанная, например, с неосознанным переходом от одного пункта к другому.

Он присутствует с рождении.

Ему нельзя научиться.

Он развит еще до его использования.

Он не меняется в своей основе.

Он общий для всех членов вида.

Он адаптируется при эволюции.

Он обслуживается отдельным участком в головном мозге.

Он заложен на уровне генов.

Определение инстинкта по Дарвину

Во многих аспектах его определение инстинкта и инстинктивного поведения совпало с видением происходящего у его современников, проще говоря, он смог объяснить свою идею на языке его времени. В целом, он указывал на поведенческие характеристики или качества, влияющие на поведение (которые мы способны зафиксировать), которые не были приобретены в течении жизни, а с которыми, условно говоря, организм родился. К примеру, у Моцарта были не инстинктивные навыки в отношении музыки тк он ей обучался, а способность гусеницы ткать свой кокон - это инстинкт, так как этому занятию она не обучалась, а знала все с момента своего рождения. Дарвин определил инстинкт таким образом, чтобы он соответствовал его основной цели- объяснение механизмов и факторов, участвующих в эволюции бесчисленных видов. Оттого, как мне кажется, у него и не было необходимости стремиться к четкому техническому определению.

Образование инстинкта

Маловероятно, что какой-либо сложный инстинкт может образоваться благодаря естественному отбору иначе, как путем медленного и постепенного накопления огромного количества слабых полезных вариации поведения.

Одним из таких инстинктов- рабовладельческий инстинкт, который был открыт у муравьев вида Formica rufescens. Этот вид оказался в полной зависимости от своих рабов- без их помощи этот вид не способен даже выкормить своих личинок или обустроить для муравейника, в котором они живут. Хозяева до того беспомощны, что когда исследователь запер некоторое количество взрослых особей и личинок без рабов, но снабдив их кормом, чтобы побудить их к работе, они не делали ничего- просто погибали от голода. А когда исследователь пустил к ним одного раба (F. fusca),он сразу же накормил и спас выживших, принявшись за работу.Но помимо F. rufescens существуют и другие виды муравьев-рабовладельцев.

Другой пример- вид, F. sanguinea. Они используют небольшое количество рабов. Обращенные в рабство самцы и фертильные самки вида F. fusca был найден только в их собственном муравейнике- они не допускались в гнезда F. sanguinea. Дарвин охарактеризовал их как исключительно домашних рабов тк они могут долгое время даже не выходить из гнезда. Зато хозяева периодически приносят все необходимое для жизни. Что примечательно, при переселении F. sanguinea из одного гнезда в другой, хозяева переносили в челюстях своих рабов. Такая ситуация строго противоположна виду F. rutescens, которых переносят их рабы.

Дарвин выдвинул вполне логичную теорию- муравьи, не имеющие рабовладельческого инстинкта способны захватывать куколок другого вида, если те лежат рядом с их домом. Вполне возможно, что неумышленно выкормленные особи, которые захватывались для прокорма, следовали своим собственным инстинктам и выполняли работу, на какую они способны. Тк их присутствие было полезно для захватившего их вида, то есть выгоднее было захватывать рабочих, чем рожать своих, привычка собирать куколок могла благодаря естественному отбору усилиться и сделаться постоянной.

Изменчивость инстинктов

Дарвин утверждает- “Инстинкты изменчивы”. И с этим утверждением тяжело спорить в силу существования множества доказательств, подтверждающих это. В естественном состоянии существует небольшая вариация проявления инстинктов и их передача в ряду поколений необходима для действия естественного отбора. Примером могут послужить, гнезда птиц, которые варьируют в зависимости от множества факторов, таких как температура, влажность, местные обитатели и многое другое. Варьируют также и умственные способности животных одного и того же вида. Можно привести много примеров достаточно странных привычек у животных, которые могли бы стать по итогу новыми инстинктами. Но все мы понимаем, что общие утверждения ничего не стоят, без изложения фактов.

Довольно интересную роль в приобретении инстинкта имеет даже гравитация.

Она упорядочивает жизнь на нашей планете- ствол дерева укоренен в земле, а его листья направлены ввысь и тому подобные примеры. Поведенческие реакции на гравитацию общеприняты для вида- например, кошка, падающая вверх ногами, без труда перевернется и приземлится на лапы. Такой корректный ответ на переворачивание организма стал возможен благодаря вестибулярной системе, которая включает в себя устройство в нашем внутреннем ухе, которое обнаруживает изменения в линейном и угловом ускорении.

Детеныши крыс демонстрируют адекватную реакцию на изменение условий среды при своем рождении. Экспериментаторы освобождают детеныша вверх ногами в баке с теплой водой. Типичное поведение особи в этом испытании на погружение в воду - немедленное переворачивание. Это демонстрирует уже корректно функционирующую вестибулярную систему. Но является ли эта система жестким и древним инстинктивным ответом на столь постоянную особенность жизни на нашей планете, как гравитация?

Чтобы решить эту проблему, исследователи отправили в космос крыс в период беременности, именно в тот период, когда развивается вестибулярная система. Затем, уже на Земле, эти детеныши сравнивались с «наземным контролем». Исследователи наблюдали различные поведенческие и нейроанатомические изменения вестибулярной системы. Например, у контрольных детенышей наблюдался нормальный ответ при испытании на погружение в воду. А детеныши, развитие которых происходило в космосе, даже не пытались переворачиваться, падая на дно бака спиной.

Интересно, что после недельного пребывания в земной гравитации подобные нарушения больше не наблюдались. Вывод из этого исследования ясен- даже «простейшие» инстинкты развиваются, и делают это в ответ на многочисленные факторы. И даже такие инстинкты, как унаследованная от наших предков реакция на гравитацию планеты поддается корректировке.

Один из основных инстинктов для любого живого существа является желание получить как можно больше, затратив при этом энергии как можно меньше. А что по соотношению “отдали” к “получили” может быть выгоднее, чем паразитизм?

В данной главе Дарвин описывает особенности откладывания яиц кукушки. С непозволительно большим промежутком в несколько дней за летний период кукушка откладывает более десяти яиц, что при честном высиживании этих яиц вызвало бы большое количество проблем, как например разрозненность возраста птенцов или чисто физическая невозможность прокормить все потомство. Да, уменьшение количество потомков решает эту проблему, но это просто эволюционно невыгодно- благодаря паразитическому способу размножения выживает больше потомков, чем пара способна вырастить “честно” и, что логично, генетическая информация данной пары,имеет больше шансов на сохранение благодаря большему распространению.

На сегодняшний день существует множество таких гнездовых паразитов- к примеру, обыкновенная кукушка — один из наиболее совершенных и многочисленных паразитов такого рода. Они паразитируют на большом разнообразии хозяев- одних воробьиных около трехста видов, но в силу неодинаковой пигментации яиц разных видов для отдельно взятой самки существует определенный набор подходящих хозяев. Это приводит к ненужной для воробья затрате энергии на выращивание чужого яйца.

Существует два вида гнездового паразитизма:

1)облигатный- птицы никак не заботятся о собственном потомстве, а подбрасывают свои яйца в гнезда птиц других видов.

2)факультативный- целом для этих птиц паразитизм не характерен,

но иногда они могут подбрасывать свои яйца в чужие гнезда.

Гнездовой паразитизм неоднократно и независимо возникал в ходе эволюции у разных отрядов. Это объясняется выгодностью стратегии, при которой на необходимые действия затрачивается не твоя, а чужая энергия.

Стоит отметить, что не только паразиты научились адаптироваться. Их хозяева научились проводить анализ на родительство, а иногда даже использовать паразитов себе во благо. Например, у лысух, на которых паразитируют черноголовые утки, закрепился механизм сравнения первого вылупившегося потомка с остальными. В случае несоответствия птенец убивается матерью. А у пересмешников вида Toxostoma rufum свои яйца опознаются благодаря окраске как в видимом, так и в ультрафиолетовом спектре. Но дальше остальных продвинулись черные вороны Corvus corone corone, на которых паразитирует Хохлатая кукушка Clamator glandarius. Они при обнаружении подкидыша не уничтожают его, как это делают сороки, а используют выделяемый кукушонком зловонный секрет с высоким содержанием индолов, фенола и различных кислот, который отпугивает хищников.

Но птицы- не единственные паразиты такого рода. Даже многие виды пчёл паразитируют, откладывая яйца только в гнезда других видов пчёл. Данный случай даже примечательнее паразитизма кукушки, так как у этих пчёл модифицировано даже строение. Помимо специфичных инстинктов они имеют соответственное строение- аппарат для собирания пыльцы попросту атрофировался за ненадобностью. Некоторые виды Sphegidae (осоподобные насекомые) также паразитируют- Tachytes nigra обычно делает свои норки и снабжают их едой для подрастающего поколения, но если вдруг оно находит уже готовую норку, то Tachytes nigra использует ее и становится паразитом.

В любом случае, и эти насекомые и кукушка просто выживают, а благодаря естественному отбору данные привычки сделались постоянными так как они несомненно энергетически выгодно.

В заключении хотелось бы сказать, что правильность все большего числа теорий, выдвинутых Дарвином подтверждается благодаря новым методам исследования окружающего мира. И касается это не столько его работ, связанных с инстинктами, сколько общих исследований эволюционной теории.

Список литературы:

1)Blumberg, M.S. Development evolving: the origins and meanings of instinct// Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science Volume 8, Issue 1-2, 1 January 2017, Article number e1371.

2) Ч. Дарвин. «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». 1859.

3)Резник Н. Паразит на стражи хозяйского гнезда// «Троицкий вариант» №20(164) 7.10.2014

4)Марков А. Выявлен ген, регулирующий разделение труда у пчел// «Элементы» 13.03.2007.

5)Virginia E. Abernathy, Brian D. Peer. Mechanisms of egg recognition in brown-headed cowbird hosts: the role of ultraviolet reflectance // Animal Behaviour. V. 109. P. 73–79.

6)Gordillo-García A. The challenge of instinctive behaviour and Darwin's theory of evolution.

Endeavour. 2016 Mar;40(1):48-55. doi: 10.1016/j.endeavour.2016.01.004. Epub 2016 Feb 3.