|
Почитать ещеСтоимость выживания и приспособленность у животных Сознание и эмоции у животных Могут ли животные считать? Могут ли животные различать предметы по их размерам? Физиология и поведение животных в изменчивой среде |
Как животные выбирают свой путь?Тот или иной орган чувств, взятый сам по себе, не в состоянии дать достаточно полных сведений о том направлении, в котором находится действующий на животного стимул. Только совместное действие нескольких органов чувств приводит к таким эффективным результатам, как уже упомянутые странствия угрей. На первом этапе своего путешествия личинки угрей, появившиеся на свет в глубинах Саргассова моря, вместе с океанскими течениями пассивно перемещаются к берегам Северной Америки или Европы, к местам обитания их родителей. Но когда подросшие за время пути личинки достигают мелких прибрежных вод, они становятся более активными и начинают вести себя совершенно поразительным образом. Всякий раз, когда волны сильного отлива устремляются в океан, юные угри опускаются на дно и остаются там до начала прилива. С началом движения водных масс к берегу личинки всплывают и позволяют им увлечь себя, но лишь до тех пор, пока вновь не наступит время отлива. Так постепенно они достигают устьевых солоноватых вод и находят вход в речное русло. Теперь угри вступают в новую фазу: активно преодолевают течение во время отлива, проникая в пресную воду реки, и поднимаются вверх по ее руслу. Направление движения выбирается, очевидно, по запаху веществ, растворенных в воде. Таким образом, интенсивность поступающей в мозг стимуляции, подобно приборам самолета, с высокой точностью указывает, куда и насколько наклонилось тело рыбы. Сигналы от каждого уха, достигая мозга, дополняют друг друга, и это делает весь механизм поддержания равновесия особенно чувствительным. Рыба, лишенная одного из своих органов равновесия, хотя еще и способна ориентироваться, но делает это далеко не столь быстро. Что касается второй фазы процесса, когда совокупность стимулов, поступивших в мозг, трансформируется в некую инструкцию, заставляющую плавники вернуть тело в вертикальное положение, то здесь мы сталкиваемся как с механизмом, в работе которого пока не удалось окончательно разобраться, так и с новым явлением, требующим объяснения. Будем называть его "целевой установкой". По сути дела, это просто-напросто желательная для животного ситуация, к достижению которой оно стремится. В нашем примере для рыбы наилучший вариант тот, когда она спокойно стоит в воде спиной кверху. В эти моменты целевая установка требует умеренного ритма разрядов в чувствительном нерве, обусловленного работой органов равновесия во внутреннем ухе. Вот единственный вид стимуляции, при котором нет необходимости ни в каких корректирующих движениях плавников. Рыба "ничего не делает", она остается в неизменном положении. Если набежавший поток опрокинет ее, но целевая установка при этом останется прежней, изменения в ритме нервных разрядов приведут к возникновению корректировочных движений плавников и тело рыбы вернется в первоначальное положение. Каким образом изменение частоты нервных импульсов передается дальше и в конечном счете трансформируется в соответствующие случаю движения мышц и плавников, пока не известно. Если даже такая сравнительно простая реакция поддержания тела в нормальном положении оказывается достаточно сложной, то объяснить другие действия, связанные с ориентацией в пространстве, еще более трудно. Во многих случаях реакции животных стимулируются определенными формами воспринимаемых и опознаваемых объектов, причем эти формы сплошь и рядом непрерывно меняются. Прекрасный пример этому дает упомянутая выше роющая оса, возвращающаяся в свою норку, у отверстия которой выложили круг из сосновых шишек. Какой зрительный образ предстает перед насекомым, приближающимся к отверстию норки? Расположение входа неразрывно связано для осы с образом круга из шишек. Но по мере того, как оса подлетает ближе, ее положение по отношению к кругу изменяется, следовательно, и изображение последнего на сетчатке глаза также претерпевает изменения. Таким образом, насекомое ориентируется по непрерывно меняющемуся образу и все-таки как-то ухитряется скорректировать все отклонения, вызываемые множеством неадекватных стимулов, и найти дорогу к дому. Принимая все это во внимание, мы вынуждены прийти к заключению, что внешние стимулы, обусловленные всяким отклонением от желательного курса, передаются каким-то образом в мозг и кодируются там в виде некой градации интенсивностей внутренних стимулов, подобно тому как в мозгу рыбы закодированы реакции на разную степень наклона волосков или сдвига отолитов внутреннего уха. Значительное отклонение вправо вызывает иную ответную реакцию, нежели более слабое отклонение в ту же сторону, влево, вверх или вниз. Но это еще не все. Найдя свою нору и спрятав в нее добычу, роющая оса улетает за новой жертвой. Каковы ее ориентиры теперь? Если насекомое руководствуется теми же стимулами, которые привели его к дому, оно будет автоматически возвращаться к норе при любой попытке улететь от нее. Очевидно, на обратном пути стимулы осы должны быть совершенно иными, а это означает, что претерпевает изменения и целевая установка, причем меняется она под влиянием внутреннего состояния насекомого. Это заставляет нас сделать вывод, что стимуляция, ожидаемая животным, когда оно начинает передвигаться, то есть целевая установка, на которую животное настроено в данной ситуации, может быть изменена в результате некоего сообщения, поступившего непосредственно от нервной системы. Одна система установок управляет осой, летящей на охоту, другая руководит ею после того, как она нашла и поймала добычу. Именно так и обстоит дело в действительности, что было доказано одним из самых блестящих экспериментов, какие когда-либо задумывались и осуществлялись в этой области. Задачей эксперимента было выяснить, как реагирует муха на движение предметов, находящихся вокруг нее. Когда насекомое сидит неподвижно, не имея причин менять это состояние и впредь, его целевую установку можно описать - следующим образом: "никакого движения изображения на сетчатке". Иными словами, никакого видимого движения окружающих предметов. Коль скоро муха "установила" для себя такую цель, любое движение окружающих предметов вызовет определенную реакцию со стороны насекомого. Если поместить муху в полый цилиндр, на внутренних стенках которого нанесены вертикальные полосы, и начать медленно вращать его, то и муха начнет поворачиваться следом. Тем самым насекомое "удерживает" изображение полос на сетчатке в том месте, где им "надлежит находиться", удовлетворяя, следовательно, свое первоначальное требование - "никакого движения изображения на сетчатке". Подобная реакция на движение окружающих предметов называется оптомоторной, или зрительнодвигательной. Такое объяснение вполне удовлетворяет нас, когда дело касается мухи, неподвижно сидящей внутри вращающегося цилиндра. Но что сказать по поводу другого случая, когда цилиндр неподвижен, а насекомое разгуливает внутри "по собственному желанию"? Как удается мухе различить предметы действительно движущиеся и те, что только кажутся таковыми, когда передвигается само насекомое? До того как были поставлены точные эксперименты, объяснение казалось простым: муха сама "выключает" оптомоторный механизм в тот момент, когда начинает двигаться.
В противном случае муха, вероятно, вообще не смогла бы двигаться: стоило бы ей повернуть голову или сделать первый "шаг", как все окружающие ее предметы сразу пришли бы в движение и сигнал от сетчатки заставил бы насекомое остановиться, чтобы вернуть исходную установку - "никакого движения изображения на сетчатке". Но поскольку муха почти никогда не остается на месте, предположили, что оптомоторные реакции каким-то образом отключаются, когда у насекомого возникает желание ползти или лететь. Немецкие ученые Эрик Хольст и Хорст Миттелыптедт решили проверить это в эксперименте. С большой изобретательностью они воспользовались тем весьма удобным обстоятельством, что "шея" мухи очень подвижна и голова может сделать почти полный оборот вокруг своей оси. Ученые повернули мушиную голову на 180° и в этом положении приклеили ее к туловищу, не повредив шеи. Теперь правый глаз насекомого оказался слева, а левый - справа. Стоит такому подопытному насекомому начать двигаться, как изображение окружающих предметов на сетчатке начнет перемещаться не в ту сторону, куда оно двигалось бы в глазу нормальной мухи, а в прямо противоположную. Вопрос был поставлен следующим образом: какова реакция мухи на "перевернутое" изображение мира? Если оптомоторные реакции действительно отключаются с началом движения насекомого, то "перестановка" глаз не должна играть существенной роли. Но опыт показал, что поворот головы на 180° серьезно влияет на поведение насекомого: как только муха делала попытку повернуться, она начинала бешено крутиться на месте - в том самом направлении, в каком повернулась вначале.
|
Сейчас на форуме
|