Екатерина Бобрикова

Все мы довольно часто слышали выражения: материнский инстинкт, инстинкт самосохранения, инстинкт сохранения рода и тому подобное. Но мало кто задумывался, что на самом деле означают данные выражения. Еще Дарвин в далекий 1859 год в книге «Происхождение видов» затронул тему инстинктов. Но сами инстинкты начали изучаться только в 1930-х годах с появления науки этологии. Дарвин в своей главе не привел четкого определения инстинкта, но даже в наше время оно еще четко не сформулировано. Существует как минимум два противоречивых мнения о свойствах инстинктов.

Первое заключается в том, что инстинкт:

Присутствует при рождении.

Ему нельзя научиться.

Развит до его использования.

Не изменяется.

Общий для всех членов вида.

Адаптированы во время эволюции.

Обслуживается отдельным модулем в головном мозге.

Заложен на уровне генов. [1].

А второе – инстинкты не запрограммированы природой, или генетически определяются, а скорее, они возникают в каждом поколении через сложный каскад физических и биологических взаимодействий. [1].

Я придерживаюсь первого мнения.

И начать доказательство я бы хотела, так же как и Дарвин, с кукушек, а именно, с подтверждения его теории, насчет того, почему же некоторые виды откладывают свои яйца в чужие гнезда. Кукушки откладывают свои яйца с промежутком 2-3 дня, а количество яиц за летний период около 15, и птичья пара чисто физически не может прокормить такое количество потомков, поэтому, и вынуждены подкидывать их. Но, с другой стороны, почему тогда не уменьшить количество потомков, чтобы пара смогла спокойно их воспитать, но это эволюционно не выгодно, ведь если размножаться паразитическим способом выживает большее количество потомков, и, следовательно, создается больше копий генетической информации, и повышается вероятность ее сохранения.

Кроме кукушек существует еще несколько видов птиц, которые могут быть либо облигатными паразитами, либо факультативными.

Раз есть паразитизм, то и защита от него должна быть. Безусловно, кукушки подстраивают размер и окраску своих яиц, чтобы птицы, которым они подкинули яйца, не догадались, но эволюционные процессы не стоят на месте. И существуют птицы, которые могут отличать свои яйца от подброшенных по оттенкам ультрафиолета. [10].

Но не все птицы стараются избавиться от подброшенных птенцов, а даже заботятся и кормят их. Тогда возникают логичные вопросы: «Почему же? Возможно, они извлекают какую-то выгоду из этого?».

И действительно, ученые, на примере хохлатой кукушки, выяснили, что некоторые птицы получают выгоду от подброшенных птенцов. Хохлатая кукушка специализируется на сороках и черной вороне, сороки активно избавляются от яиц и птенцов, а вот вороны спокойно принимают их, и даже заботятся и кормят. Оказывается, птенцы кукушки выделяют пахучий секрет, который отгоняет хищников от гнезда и тем самым защищает потомство. Количество разрушенных гнезд сильно снижается, что оказывает позитивное влияние на естественный отбор такого типа взаимодействия. [11].

В своей главе Дарвин описывал специальный рабовладельческий инстинкт муравьев на примере двух видов Polyerges rufescens и Formica sanguinea. Эти виды отличаются между собой степенью зависимости от своих рабов. Первые полностью зависят от своих рабов (в эксперименте они не могли сами себя даже покормить), а вторые являются факультативными рабовладельцами. [2].

Муравьи данных видов до сих пор остаются в центре внимания ученых, изучаются их инстинкты внутривидовые, а так же их отношение с тлями. Например, в статье Новгородовой Т.А. описывается взаимоотношение муравьев вида Formica sanguinea с тлями. А во введении так же еще упоминаются муравьи вида Polyerges rufescens и, подтверждается вывод Дарвина о том, что они являются полностью зависимыми от своих рабов (имеют саблевидные жвалы и не могут питаться самостоятельно), а муравьи вида Formica sanguinea всего лишь факультативными рабовладельцами. [3].

Но, существуют виды муравьев, которые могут оказывать сопротивление своим хозяевам. В исследовании хозяевами были муравьи Protomognathus americanus, а рабами - Temnothorax longispinosus. Муравьи из хозяйского вида периодически совершали нападения на гнезда Temnothorax longispinosus, убивали взрослых особей, а личинок переносили к себе в гнездо, чтобы потом вырастить из них рабов. Порабощенные муравьи терпят до определенного момента времени, а потом начинают оказывать сопротивление, а именно, они убивают куколки муравьев рабовладельцев. Экспериментально показано, что они не трогают личинок, так как, скорее всего, просто не могут отличить, где, чья личинка, но как только личинки окукливаются, то они убивают, преимущественно самок, другого вида. Куколки выделяют сигнальные феромоны, по ним муравьи вида T. Longispinosus определяют видовую специфичность куколки, и, чаще всего, просто раздирают ее на кусочки.

Таким своим поведением, муравьи захваченного вида, спасают свои гнезда, так как популяция муравьев – рабовладельцев истощена, и они не совершают новых набегов на гнезда.[8].

Другие животные, описанию специальных инстинктов которых Дарвин посвятил целых 8 страниц, это медоносные пчелы. Медоносные пчелы и в наш, 21 век, находятся под пристальным вниманием и изучением ученых. Особой привлекательностью изучения медоносных пчел является то, что ученые могут изучать их поведения на всех уровнях биологии, от их общих социальных структур до мелочей генетики, а так же взаимодействие между уровнями. Только с этой полной картиной исследователи пытаются понять, как такие маленькие простые насекомые координируют свое поведение так точно и с такой сложностью.

Каждый аспект улья можно изучать, чтобы лучше понять различные биологические системы, как гены влияют на одну пчелу, и как индивидуальное поведение может повлиять на динамику всего улья. Такое изучение можно сравнить с матрешкой.

Сам улей является внешней куклой. Пчелы управляют своими колониями с помощью конкретного разделения труда, в котором рабочие пчелы выполняют свои собственные роли. После выхода из куколок пчелы, следуя своим инстинктам, первые несколько недель находятся внутри улья и выполняют «домашние» хозяйства и ухаживают за личинками. Дальше, они уже начинают работать вне улья на его благо. Будь то защита, кормление или рабочая сила. В улье поддерживается определенная численность особей, которые нужны для оптимальной работы. Для поддержания этого удивительного свойства, пчелы могут ускорить, замедлить или вообще обратить вспять свое развитие.

Язык танца можно отнести к средним куклам. Пчелы с помощью танца передают информацию, например, о состоянии места их кормления, или об опасности. Такие связи и передачу информации можно сравнить с нейронами мозга. Подобно тому, как одни нейроны могут возбуждать другие нейроны, так и пчелы танцами и ответами на них могут передавать информацию.

А вот внутренностью матрешки, самой крошечной куклой, можно считать ДНК. Был выявлен ряд генов, уровень экспрессии которых зависит от рода выполняемых задач. Особенно ученых заинтересовал ген vitellogenin. Было предположено, а в дальнейшем подтверждено, что снижение концентрации данного гена, заставляет пчелу прекратить заниматься «домашними» делами и переключиться на выполнение дифференцированных обязанностей. Роль участия данного гена была подтверждена методом РНК – интерференции.[9].

Изучение улья слой за слоем, подобно матрешке, дает исследователям нечто большее, чем просто понимание поведения пчелы. [4].

Довольно очевидно, что у высших животных так же имеются инстинкты. Но, однажды у меня произошел довольно интересный разговор с одним моим знакомым, который утверждал, что у людей нет инстинктов. А в доказательство он приводил одно видео на YouTube. Где биолог, Дмитрий Жуков, приводит свое определение инстинкта:

«Инстинкт – совокупность врожденных потребностей, и врожденная же программа их удовлетворения».

В этом видео он так же утверждает, что у человека есть только совокупность потребностей, а программы реализации нет, что мы учимся всему от своих матерей, в фильмах и тому подобное.[5].

Но, я не согласна с его словами, известно, что в гипоталамусе есть ядра, которые отвечают за инстинкты. У человека есть низшие инстинктивные эмоции, которые связаны с органическими потребностями, но они могут тормозиться и контролироваться высшими эмоциями. Высшие эмоции возникают только у человека (на базе сознания) в связи с удовлетворением социальных и идеальных потребностей (интеллектуальных, моральных, эстетических и тому подобное).[6].

С помощью новых технологий, которые могут визуализировать, записывать, активировать или блокировать специфические популяции нейронов можно выяснить причинно-следственные связи между действиями различных популяций нейронов и специфического поведения (инстинктов). Эти исследования выявили, что генетически определенные популяции нейронов в различных ядрах гипоталамуса и их аксоны играют важную, но четкую роль в питании, сне, агрессии и родительской опеки.

Я бы хотела рассмотреть это более подробно на материнском инстинкте.

Материнский инстинкт у грызунов встречается в двух видах, направленный на потомство и не направленный. Направленный на потомство включает в себя извлечение крысят и облизывание их, а не направленный – строительство гнезда и материнская агрессия. Так же как и территориальная агрессия, проявление материнского инстинкта динамически регулируется сенсорными, гормональными, эмпирическими факторами и факторами окружающей среды.

Например, девственные самки крысы избегают крысят, но могут быть вынуждены к материнской заботе, если они постоянно подвергаются воздействию крысят в течение нескольких дней или если они проходят лечение гормонами, характерными для рожениц. Классические исследования показали, что во время активирования родительского инстинкта главным является mPOA. Кроме того, степень активации mPOA коррелируется с качеством материнской опеки. Химическое или механическое повреждение mPOA, а так же ингибирование активности его нейронов отключает родительское поведение у крыс, мышей и других видов млекопитающих и птиц, что свидетельствует о том, что mPOA играет эволюционно законсервированную роль в регуляции материнского инстинкта. Кроме того, введение эстрогена или пролактина в mPOA ускоряет начало материнской заботы у девственных самок крыс, что свидетельствует о том, что беременность и гормоны родов могут действовать непосредственно на нейроны mPOA, чтобы поощрять материнское поведение. [7].

Известно, что генотип отвечает за построение нейронных контуров, которые отвечают за ответ на поступающую информацию и принятие решений для ответа на поступившие данные. Что так же можно отнести к возражению на то, что у человека нет врожденных программ удовлетворения врожденных потребностей.

К сожалению, таких людей как мой знакомый, которые верят всей информации полученной из СМИ очень много. И я считаю, что мы, как люди науки, при возможности, должны попытаться помочь таким людям разобраться со всеми сложностями нашего мира.

В заключение я бы хотела сказать, что сейчас теории изложенные Дарвином, в основном только подтверждаются с помощью современных технологий, что не может не удивлять. Благодаря Дарвину мы имеем прекрасный фундамент почти для всех биологических наук. Как мне кажется, его труд всегда будет актуальным. Но это только моя теория, как на самом деле сложатся обстоятельства, я, к сожалению, или может к счастью, никогда не узнаю.

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. С. 209 – 236.

3) Новгородова Т.А. Особенности трофобиотических отношений муравья – рабовладельца Formica sanguinea Latreile, 1798 (Hymenoptera, Formicidae) с тлями//Евразиатский энтомологический журнал, 2016, № 15(2). С. 108 – 114.

4) Gravitz, L. Nested instincts// Nature. Volume 521, Issue 7552, 20 May 2015, Pages S60-S61

5) https://www.youtube.com/watch?v=4jux9Jm5GZo&t=1s

6) Лекции по физиологии сенсорных систем. НГУ. Бабина А.В.

7) Zha, X., Xu, X. Dissecting the hypothalamic pathways that underlie innate behaviors // Neuroscience Bulletin. Volume 31, Issue 6, 1 December 2015, Pages 629-648

8) Борисова Т. Восстание муравьев// «ТРОИЦКИЙ ВАРИАНТ» №20, 2012

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

10) Опаев А. Птицы умеют распознавать подброшенные яйца по оттенкам ультрафиолета.// «Элементы» 17.11.2015

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