Владимир Замятин

«Natura non facit saltum»

Латинская поговорка

Речь в VIII главе этого, несомненно блестящего труда «Происхождение видов путём естественного отбора» за авторством Чарльза Дарвина пойдёт об инстинктах. Прежде чем пускаться в относительно недолгий путь по меджустрочью главы, давайте попытаемся разобраться, что же такое «инстинкт», поскольку автор не дал нам чёткого понятия, позволившего бы установить чёткие рамки и смело назвать «вот это» (пусть, судорожные попытки волка выбраться, простите за тавтологию, из волчьей ямы) – инстинктом, а «вон то» (сформированная за счёт многолетнего опыта привычка вставать на пару минут раньше будильника) – не инстинкт. Хотя спустя много лет, когда, возможно, будильники настолько тесно войдут в нашу жизнь, что привычка вставать немного «до» позволит тем людям, что имеют её, более продуктивно плодить фертильное потомство, это станет инстинктом… Всё же не будем.

Итак, инстинкт. Приведём определение из «Физиологии высшей нервной деятельности» (Данилова Н.Н., Крылова А.Л., 1997):

«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. Инстинктивные реакции носят врожденный характер, и их высокая видовая специфичность часто используется как таксономический признак наряду с морфологическими особенностями данного вида животных» ^[1]

Верю, дорогой читатель – стало яснее. Теперь мы уже не попытаемся назвать второй пример инстинктом. Пора приступить к рассмотрению главы.

Не пытаясь как-то чётко определить инстинкт (о чём мы уже говорили), Дарвин, между тем, отвергает представление Ф. Кювье и прочих метафизиков о том, что инстинкт есть некое подобие привычки, обосновывая это способностью привычки (правильнее сказать – возможность привычки быть) изменяться, быть модифицированной с помощью разума. С другой стороны, как и инстинкт, присущий живому всю его жизнь, привычка также долго может сопутствовать организму (вставать с будильником, хотя годы работы уже далеко за плечами). В дополнении можно сказать о том, что зачастую привычка и инстинкт характеризуются отсутствием осмысленности действий, их «ритмичностью». Как пример здесь приводятся манипуляции П. Убера с гусеницами, строящими кокон: при прерывании их до какой-то стадии и пересаживании на другой в какой-то мере недостроенный кокон могло происходить либо достраивание чужого кокона(менее сформированного, чем собственный), либо начало постройки нового(в случае, когда чужой кокон более законченный).

Дарвин верно предполагал, что формирование инстинктов не является следствием закрепления привычки в одном поколении и последующей передачи потомкам (этого не происходит!), а происходит в результате постепенного аккумулирования случайных полезных вариаций тех или иных изначальных форм поведения, закреплённых в генерациях. Но раз есть постепенные переходы от одной формы поведения к другой, то мы должны наблюдать эти переходы (градации, как назвал их Чарльз), - скажете вы. И будете правы – в том случае, если мы имеем прямой доступ к наблюдению всех предковых форм, несущих в себе эти вехи изменения инстинкта. К сожалению, это наблюдать мы пока не можем («пока» оставляет возможность человечеству создать машину времени и отправиться посмотреть в прошлое), посему основными источниками подтверждения градации являются боковые линии потомков.

Для нас очевидно, что во имя процесса естественного отбора нужно наличие в природе некоторого ряда вариаций какого бы то ни было признака, будь то инстинкт или что-то другое. Это было так же ясно и для Дарвина, что подтверждается его примерами: пчёлы, собирающие вместо пыльцы овсяную муку, разнящийся интеллект различных диких представителей одного вида животных.

При одомашнивании животных происходят характерные изменения их инстинктов – естественные утрачиваются, при этом появляются новые. Примером могут служить породы кур, практически не становящихся наседками, привязанность собаки к человеку; приручение различных диких зверей не ведёт к утрате их наклонности к хищничеству, равно как и у щенков австралийских собак, так как там их не держат, в то время как обычные домашние собаки не требуют много времени для отучения их от этой наклонности.

В естественных условиях инстинкты изменяются посредством отбора. Рассмотрим же природные инстинкты кукушки, иногда откладывающей яйца в гнёзда других видов и Molothrus (родственников скворцов), паразитирующих в большей степени.

Остановимся подробнее на кукушке. Дарвин рассматривал непаразитическую американскую и европейскую кукушек (кроме них, ещё австралийских, но дабы не увязнуть в примерах, обратимся лишь к этим). Первая из них несётся с промежутком в два или три дня, и, таким образом имеет в собственном гнезде и птенцов, и яйца. Возможность откладывания яиц в чужое гнездо было установлено доктором Мерелем, который обнаружил в гнезде голубой сойки молодых сойку и кукушку. Европейским же кукушкам свойственно откладывание яиц в чужие гнёзда. Если предположить, что далёкий её предок имел «способность к ошибке» американской кукушки, то из-за такой случайности молодая особь могла выкармливаться приёмными родителями более сильной, нежели её братья и сёстры, выкормленные родной матерью. Такая птица получала преимущество и способность дальше распространять этот ошибочный, однако выгодный инстинкт. Позже выяснилось, что европейская кукушка иногда откладывает и высиживает яйца на земле, что является реверсией к потерянному инстинкту (Адольф Мюллер). Кроме этого, дети приёмных родителей европейской кукушки выбрасываются «приёмным птенцом», который при этом слеп и неспособен поднять голову (м-р Гулд). Появление такого инстинкта в первую очередь связано с преимуществом получения максимального количества еды птенцом от чуждых ей птиц, что обеспечивает дальнейшее быстрое развитие и процветание особи. То есть, нет ничего удивительного в том, что вариация инстинкта и морфологических признаком, способствующая надёжному выкармливанию птенцов молодой кукушки, закрепилась.

Следующим объектом является род Molothrus. Он интересен широким набором паразитических привычек. Так, представители рода M. badius могут жить и смешанными стаями, и парами; при этом они могут строить своё или захватывать чужое гнездо, а при его захвате вероятно как откладывание туда собственных яиц, так и устройство нового гнезда поверх оккупированного. В порядке вещей для них выхаживание своего потомство, но случаются и исключения. M. Bonariensis же в порядке вещей откладывают своё будущее потомство к чужим родителям. Иногда, правда, случаются довольно странные вещи: то они создают некорректное гнездо в некорректном месте (а потом бросают, не достроив), то откладывают до двадцати яиц в чужие гнёзда. Вдобавок, представители этого вида могут увлекаться проклёвыванием всех (не разделяя ни чужих, ни своих) яиц гнезда другого вида или же сбросом яиц на землю. И, наконец, третий вид – M. pectoris, настоящий умелец выживания, может соревноваться даже с кукушкой – не совершает глупостей, подобных двум другим видам и кладёт только по одному яйцу на чужое гнездо.

Знаю, дорогие читатели, вы уже устали от краткого изложения главы, и вам хочется наконец услышать свежие мысли и идеи хотя бы не автора данного эссе, но современников. Осталось ещё немного. Стоит потерпеть.

Итак, давайте поговорим о возражениях против теории естественного отбора относительно инстинктов. А так как говорить мы будем, используя в основном речь Чарльза Дарвина, то и брать за основу придётся соответствующих организмов – бесполых и стерильных насекомых. Как мы далее увидим, благодаря им мы сможем показать градации вариаций признаков.

Основным возражением была необходимость возникновения «вариаций в строении и инстинктах...одновременно и точно соответствуя друг другу». На самом деле это даже не возражение и не обязательно, поскольку все модификации происходят постепенно, благодаря слабым приращениям в том или ином направлении. На примере большой синицы, что при помощи клюва раскалывает семена тисса, зажимаемых между ногами, для добычи зерна, автор показывает, что нет ничего удивительного в сохранении естественным отбором слабых вариаций клюва, адаптирующегося к такому делу (чтобы в итоге стал, как у поползня). Одновременно с этим не должно удивлять и соответствующий постепенный переход птицы к зерноедству. Кроме клюва и типа питания медленно модифицируются и ноги, становясь более крупными и способными к лазанию, и так до появления инстинкта и способности лазать (как у поползня).

Кроме этого, против теории можно поставить сложные инстинкты. Основной, чуть ли не роковой трудностью для теории Дарвина было наличие бесполых, стерильных самок в социумах насекомых, отличающихся остальных инстинктами, строением и, собственно, стерильностью. Объектом были выбраны рабочие стерильные муравьи.

Первой сложностью было само появление стерильных особей, но, так как, во-первых, в природе имеет место быть стерильность среди членистоногих, а во-вторых, такие особи принадлежат к числу «социальных» и значит, при определённой выгоде для остального «социума», бесполые особи будут появляться, отсеянные отбором в ряду поколений этого социума.

Следующая проблема была в несоответствии морфологии организма бесполых и фертильных особей. В случае фертильности бесполых (ну, вот так вот) животных было бы очевидно, что полезные слабые вариации путём отбора были закреплены. Тут же бесполые стерильны, то есть передать свои гены потомкам они не могут. Однако, сделав некое «па», мы можем осознать, что отбор может быть применен как к индивидуальному организму, так и их тесному сообществу, семье. Таким образом, модификации морфологии и поведениях, связанные у некоторых насекомых из семьи с невозможностью дать плодовитое потомство, давали семьям некоторое преимущество. Самая замечательная трудность для Дарвина заключалась в наличии «каст», различных по форме и инстинктам групп внутри стерильных особей. Вдобавок, касты имели резкие границы.

Рассмотрение случая с одной кастой разрешало это задачу. Так как вариации бесполых появлялись постепенно (как и обычные вариации, а не сразу у всех), и, за счёт выживания наиболее удачных (с наиболее полезными мутациями у стерильных особей) семей, распространялись в конце концов на всех бесполых, в гнёздах бесполых могут быть обнаружены особи с градациями морфологии и даже инстинктов. Собственно, это и происходило – в муравейниках находились промежуточные форму бесполых особей по тем или иным признакам.

Таким образом, Дарвин показывает возможность созданием естественным отбором, через воздействие на фертильных особей, вид, систематически плодящий стерильных созданий. Либо одну, либо несколько каст.

Перейдём же немного ближе к современности, уважаемые читатели.

Раз уж глава посвящена Инстинкту, то почему бы не поговорить о его формировании?

Вагнер В.А. ещё в прошлом веке говорил о законах возникновения и образования новых инстинктов:

1. Вариации инстинктов как первый шаг на пути к возникновению новых.

По мнению Дарвина, вариации(морфологические) возникают их колебания морфологических признаков. Колебания же инстинктов, медленно накапливаясь, могут привести к образованию нового инстинкта.

Но для этого необходимо скрещивание лишь между особями, задающими инстинкту новое направление, в противном же случае влияние сглаживается.

2. Уклонения инстинкта.

Под этим подразумевается случайные отклонения поведения животных, выходящих за пределы колебания данного инстинкта. В благоприятных для этих отклонений условиях мог бы сформироваться новый инстинкт.

3. Новообразования инстинктов. Существовало три теории: трансмиссионизм, заключающийся в наследственности благоприобретённых признаков; селекционизм (образование инстинктов за счёт уклонений, п.2.); смешанная.

Довольно интересно также сказать и о пережитках в инстинктах. Под этим термином понимается сохранение всеми особями какого-либо психологического признака, сделавшегося в данный момент бесполезным, но бывшим нужным предкам. Важным является то, что пережитки инстинктов ни одна особь не только не может устранить, но, если бы ей грозила гибель от существования того или иного инстинкта, она бы погибла, не устранив его. Например, эвмены наполняют своё гнездо добычей, которая начинает двигаться при атаке личинки эвмены. У них выработался следующий инстинкт: заполнять ячейку добычей до определённой высоты, прикреплять яичко к потолку на особую нить. После развития личинки она спускается к добыче, а та может начать двигаться, вследствие чего личинка быстро ретируется обратно. Этот инстинкт встречается у представителей рода одинеров, как у тех, для кого он целесообразен, так и у тех, у кого добыча является неподвижной.

Многие живые организмы кажутся идеально «созданными» для выполнения своих функций. Дарвин понимал, что появление таких очевидных адаптаций может быть обосновано его теорией. Современная теория эволюции говорит, что животные стремятся приобрести такие модификации, которые обеспечат им, как минимум, не худшее положение в сравнении с их конкурентами, в определённых, относительно стабильных природных условиях.

Кроме случайного сходства определённых характеристик одного вида животных и сигнальными раздражителями другого есть множество случаев, когда естественный отбор «помогал» в установлении межвидовых взаимодействий. Это, в частности, обнаруживается в виде появления особых приспособлений, адаптаций, способствующих выживанию особей через спасение от хищником. Примером могут служить позы, принимаемые животными при виде хищника для его отпугивания; у африканской ковровой гадюки есть угрожающая демонстрация: она формирует из тел полукольца, и издаёт скрежет или шипение – такой демонстрации подражает некоторые куда более безобидные представители рода Dasypeltis; некоторые птицы-дуплогнёздники шипят подобно змеям, если потревожить их в гнезде. Это – мимикрия, форма обмана, являющаяся ни чем иным, кроме как инстинктом. С эволюционной точки зрения этот обман должен наблюдаться там, где естественный отбор благоприятствует развитию определённых модификаций одного вида, которые через введение в заблуждение наносят вред особям другого вида. Здесь будет происходить борьба между естественным отбором, обостряющим дискриминационные способности жертвы (того вида, который страдает от обмана) и, возможно, более эффективной эволюцией мимикрии.

Здесь прямо необходимо сделать отступление об антиплагиате. Дело в том, что автор сих строк, видя, что работа подошла к концу, решил проверить её на специализированных бесплатных ресурсах. Результат всего 82% его очень огорчил, и так как сервис отображает, что именно было «нагло цитировано», попытался изменять слоформы, фразы и целые предложения… Получалось, но всё равно не так, как хотелось бы. И тогда он просто проверил некоторые принятые работы. Уникальность в виде 70% с одной стороны, порадовало, а с другой… Что ж, не всем из нас быть прекрасными писателями уникальных последовательностей букв.

Вернувшись к естественному отбору, инстинктам и Чарльзу Дарвину, я хотел бы сделать некоторое заключение по данной работе, а после этого, в качестве приправы, позволить себе очередную вольность. О роботах.

Множество статей мною было пересмотрено и полупереведено. Нет, дорогие читатели, обманываю – с десяток. К сожалению, моя способность к поиску ограничена, и я не смог выделить среди всех представленных достаточное количество сколько-нибудь подходящих мне источников, потому опирался на несколько трудов, среди которых основным, как вы могли понять с начала данной работы, является «Происхождение видов путём естественного отбора» Чарльза Дарвина. В главе, мини-исследование, и, в рамках него, анализ которой я проводил, речь шла об инстинктах – неких психофизических процессах, строго не определённых, но вполне понимаемых нашим сознанием – и о сложности их формирования в целом и у тех или иных видов (примером может служить доместикация диких животных, или же формирование бесполых особей насекомых, хотя это не только лишь поведенческий процесс). Чарльзом была показана возможность существования градации инстинктов, то есть переходных форм между некоторой предковой формой поведения и наблюдаемым у данного вида инстинктом. На примере европейской кукушки он показал, что иногда случается реверсия к давно потерянным инстинктам.

Инстинкты и их формирование только лишь один из аспектов сложного эволюционного процесса – естественного отбора, но он становится очень важным, когда мы говорим о сколько-нибудь сложных существах, способных даже к минимальным поведенческим реакциям.

P.S.

Роботы.

Интеллект, исходя из некоторых соображений, является синонимом способности прогнозировать будущее. Так как быстрое осознание и исполнение этого часто является различием между жизнью и смертью, наш мозг эволюционировал и теперь может легко находить множество потенциальных решений.

В своём эксперименте авторы пытались ответить на вопрос, как это могло быть достигнуто – с помощью роботов, продемонстрировав их возможность учиться быстро и качественно восстанавливаться от физического повреждения – внезапного события, которое требует от них новой стратегии поведения. Они использовали алгоритм проб и ошибок, позволяющий применить накопленный в течение времени «жизни» опыт так, будто это является инстинктивным поведением.

Что же у них получилось? Ответ следует найти читателю самостоятельно.

Использованная литература:

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

2. Данилова Н.Н., Крылова А.Л., «Физиологии высшей нервной деятельности», 1997

3. Дэвид Мак-Фарленд. «Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция», 1988

4. В. А. Вагнер, «Биологические основания сравнительной психологии. Биопсихология.», т.2 «Инстинкт и разум», 2005.

5. Christoph Adami, «Artificial intelligence: Robots with instincts», Nature 521, 426–427 (28 May 2015)