Кандидат биологических наук Алексей ЕМЕЛЬЯНОВ
(Тамбовский государственный университет).
Стóит на неделю уединиться в лесу, как природа начинает упрямо доказывать,что в каждом из нас дремлет Маугли. Запах костра чувствуешь за сотни метров,из множества звуков невольно выделяешь тревожные крики птиц, треск ветви, сломавшейся от неосторожного движения зверя, начинаешь выбирать маршрут не по азимуту, а по чуть заметным тропам, которые выходят к нужному месту в обход непролазного валежника, глубоких оврагов и крутых косогоров… И вот на привале,сомлев от кружки пакетированного чая и высокотехнологичного в своём производстве пряника, невольно задумываешься о той мощной силе взаимодействия с природой, которую мы утратили в погоне за ростом благосостояния. Логично предположить, что наблюдаемые нами чудеса чуткости и восприятия тонких материй леса, луга, гор для человека ранних эпох были жизненно важны.
Как же распознать инстинкты пращуров, незримо, но твёрдо управляющие поведением современного человека? Ответ следует искать в жизни растений и животных, в обстоятельном анализе своего поведения.
Начнём со звериных троп, которые удивляют человека своей удачной траекторией. Оптимальный маршрут перемещения по территории – это не только способ сэкономить силы для обучения молодняка, поддержания социальной структуры группы, защиты населяемого пространства и добывания пропитания. Сеть путей перемещения представляет собой экологически обусловленную систему инфраструктур ных элементов, соединённых между собой чередой переходов. Она обеспечивает минимизацию затрат на поиск добычи в местах её наиболее частого присутствия, посещение мест потенциального вторжения чужаков, расположения водопоев, дневных лёжек, постоянных убежищ, путей и мест спасения от хищников и охотников.
Система рационального использования обитаемого участка — это эволюционный продукт, которым пользуются многие поколения. Подмечено, что кабан формирует систему сезонных и всесезонных троп в течение года-полутора лет. Однако после истребления локальных групп этого вида вновь зашедшие особи осваивают ранее имевшиеся тропы в более сжатые сроки, даже после их зарастания подлеском и исчезновения зримых ориентиров.
Причина такой согласованности — секрет межпальцевой железы, который выделяется при каждом шаге животного. Попадая в почву, он становится пищевой основой для развития продолжительно существующей бактериальной флоры, источающей уникальный запах. Этот запах и есть тот маяк, по которому новые группы кабанов находят экологически целесообразный вариант освоения территории. В природе почти нет трансформаций среды, которые использовались бы одним видом и были полезны лишь ему. Всякая организация есть вклад в стабильность существования биоценоза. Так, кабанья тропа – настоящая магистраль: здесь на путях перемещения животных стерегут добычу хищники и находят пропитание двукрылые насекомые (гнус).
Тропы стадных копытных не единствен ный пример адаптирования местности под потребности вида. Бобр – другой искусный модификатор: его плотины, тропы, каналы, засеки и хаты значительно изменяют облик ландшафта, структуру прибрежных фитоценозов, состав и взаимоотношения животного населения.
Среда, храня в себе интегрированный результат воздействия организмов, аккумулирует информацию, то есть служит своеобразным аппаратом памяти. Кроме того, она выполняет функцию каналов передачи, механизма обработки информации, архивирования и воспроизведения. С этой позиции среду можно считать сигнальным биологическим полем. Сигнальное биологическое поле — совокупность результатов специфических и неспецифических воздействий организмов на среду, меняющих ее структуру и состояние. Сигнальное поле объединяет запаховые (ольфакторные), оптические, акустические и другие поля. Каждое из них связано с определённой сенсорной системой. Как и во всех биосистемах, в сигнальных полях явлениям центробежного, сепаратистского характера противостоят процессы интеграции. В ключевых точках пространства — у единичных водопоев, в местах регулярного форсирования водных преград, обильного корма или на спорных территориях — возникают мощные сигнальные конгломераты, включающие элементы нескольких систем сигнализации. Волки, претендуя а такой участок, воют, ставят мочевые метки, когтями вырывают растения на крупных площадках, по которым активно катаются, оставляют экскременты. Олени выбивают почву копытами, трутся о свежую землю и деревья головой, оставляя секрет маркировочных желёз, расположенных в углах рта и около глаз.
Рассмотрим несколько конкретных примеров сигнальных полей.
Запаховое (ольфакторное) поле. В его основе лежат химические сигналы,определяющие ориентацию особей в пространстве, регулирующие расселение и размещение по территории, образование группировок, а также другие формы внутри- и межвидовых взаимодействий. Источником запаха служат любые физиологические жидкости организма (слюна, продукты специфических и неспецифических желёз). Каждая особь имеет своё запаховое облако, создаваемое деятельностью желёз и индивидуальной фауной микроорганизмов. У приматов и человека важнейшим источником индивидуального запаха служат секреты потовых и сальных желёз. Запах появляется в результате разложения пота бактериями, качественный и количественный состав которых у каждого организма неповторим.
Индивидуальный характер запахового облака используется в служебном собаководстве для поиска пропавших, именно на него ориентируется домашний питомец в выборе вещей любимого хозяина, его он чувствует за дверью при вашем приближении.
Управляющие механизмы, индуцируемые летучими веществами, сопровождают нас всю жизнь, ежедневно и ежечасно. Их распространение так велико, что многие эффекты ольфакторной природы мы не замечаем или относим к издержкам воспитания. Так, например, объём запахового облака определяет радиус круга, внутрь которого мы пропускаем лишь близких нам людей. Если в его пределах мы чувствуем незнакомый запах, то испытываем дискомфорт.
У обезьян запах семьи и группы возникает при взаимном ухаживании за шерстью, использовании общей подстилки, предметов быта или смешении запахов в совместном жилище, на лежке. Чтобы лучше понять значимость запахового поля, вспомним из школьного курса биологии, что положительные и отри цательные таксисы являются первыми рефлексами простейших. Именно с одноклеточных берёт своё начало ольфакторная регуляция поведения, именно по наличию в растворе сходных метаболитов клетки-организмы находят друг друга, появляется уникальная в эволюционном плане возможность образования колониальных, а затем и многоклеточных форм жизни.
Вспомним известный сюжет из фильмов про животных: волки из разных стай встречаются на границе территории, долго рычат, дыбят шерсть и затем расходятся. Голос за кадром вещает, что звери, обнажив клыки, выяснили, на чьей стороне сила, и тот, кто заведомо слабее вооружён, сдал позиции без боя. Так ли всё просто?! Проведём эксперимент над собой. Разомкнув губы, вдохните через рот и проследите за траекторией, по которой воздух пересекает ротовую полость. Он идёт почти параллельно языку. А теперь резко оскальтесь, как это делают хищные млекопитающие: струя воздуха быстро поднимется по диагонали и ударит в основание верхнего нёба и дальше — в нижнюю часть носоглотки, то есть в том направлении, где сконцентрирована значительная часть рецепторов, распознающих молекулы пахучих веществ. Такое строение рецепторной системы является отголоском Якобсонова органа рептилий, в который раздвоенный и постоянно курсирующий язык приносит «пробы» воздуха из окружающего пространства. Таким образом, путём оскаливания волки и другие хищники получают больший объём информации за максимально короткое время. Достоверно установлено,что глубокое дыхание при рычании дополнительно увеличивает информативность источаемого запахового облака внесением в него испарений из ротовой полости и обменной поверхности лёгких. Анализируя этот «букет», реципиент получает сведения о половой принадлежности, уровне здоровья, готовности к размножению,степени агрессивности, устойчивости психики и других важных особенностях потенциального соперника.
Запах – это средство опосредованной коммуникации. Оставляя его на границах территории, животные избегают необходимости лично заявлять свои претензии на площадь, при патрулировании они считывают информацию с пахучей метки и принимают решение о целесообразности дальнейших притязаний. Итогом такого заочного общения становится уменьшение числа ран и схваток с летальным исходом, снижается агрессивность, больше времени уделяется социальным контактам внутри группы, пищедобыванию и умиротворённому отдыху. Однако этим роль запахов в жизни животных не ограничивается.
Вещества-репелленты отпугивают врагов (клопы, скунсы, обыкновенный уж), торибоны и репульсины сообщают о приближающейся опасности (большинство рыб, сосудистые растения), аттрактанты привлекают другие организмы (цветковые растения манят опылителей). Большинство кочевых видов мигрируют против ветра или перпендикулярно ему, чтобы увеличить поток информации и сориентироваться в нём.
Использование пахучих следов при передвижении (белки, олени, бражники и др.) увеличивает вероятность выбора оптимального пути и максимальной сохранности особей. Это автоматически организует перемещение зверей в целенаправленную кочёвку по экологически оптимальным направлениям. При миграции многих видов на направление движения влияет общий химический фон. Так, идущие на икромёт лососевые рыбы ориентируются по знакомому запаху реки, определяемому комплексом метаболитов её постоянных обитателей. Удивительна способность жаб находить места нерестилищ даже после пересыхания или засыпания водоёма. Этот факт указывает на то, что животные ориентируются на запах не только воды, но и окружающих биотопов.
Последний пример имеет важное природоохранное значение – это ещё один аргумент в защиту видового разнообразия и неизменного облика экотопов.
Пересыщение запахом группы заселяемого пространства влечёт за собой ингибирование овариальных и сперматогенных циклов. В опытах с мышами показано, что самки при спаривании отдают предпочтение самцам со знакомым запахом, а внесение в клетку с беременной самкой мочи от самца из другой группы может спровоцировать выкидыш или рассасывание эмбрионов. У зверьков с удалёнными обонятельными луковицами описанные процессы не отмечаются. Из лишне говорить, сколь значительны данные сведения для репродуктивной медицины человека. Они могут стать основой для объяснения феномена акселерации, ухудшения репродуктивной функции обоих полов в условиях урбанизированных территорий (повышенной плотности населения) и быть использованы при разработке дополнительных методов охраны соматического и психического здоровья.
Оптическое поле. Оптическая составляющая сигнального поля изучена в меньшей степени. В ней можно выделить систему визуальных меток на границах территории. Эти метки, как правило, совпадают с запаховыми. Примером таких комплексных сигнальных точек служат медвежьи задиры и зачёсы кабанов на деревьях, кучи мусора с запахом специфических веществ, создаваемых норками, выдрами и бобрами, сигнальные закусы оленей с запахом продукта желёз, специфических для мечения, и слюнных желёз, точки косулей и другое.
Зрительные сигналы могут организовывать пространственное поведение животных. При существенных изменениях ландшафта нарушаются пути миграции северных оленей. Активное освоение тундры и строительство крупных сооружений уже неоднократно приводили к тому, что стада теряли ориентацию при кочёвках и значительно отклонялись от необходимого курса. В экспериментах по изучению способов ориентации муравьёв рода Formica установлено, что ни внесение новых предметов на тропу, ни изъятие отдельных крупных трав и кустарников не вызывало дезориентации насекомых. Однако маскировка белой тканью и зеркалами пней и деревьев, размеры которых находятся за пределом дальней точки видения муравьёв, вызывала смятение и нарушение организованных перемещений. Это доказывает важность восприятия общего колорита местности. Вид привычной обстановки служит сигналом благополучия, позволяющим организмам осуществлять своибиологические функции.
Акустическое поле. Значение этой сигнализации возрастает в эволюционном ряду и достигает наибольшей сложности у птиц и млекопитающих. Звуковой сигнал наиболее востребован, когда необходимо срочное оповещение. Пение птиц способствует нахождению половых партнёров, осуществлению охраны территории. Специфические особенности произносимых звуков членами «звуковых семей» складываются в акценты, передаваемые в ряду поколений и используемые в качестве маркеров при определении территориальной принадлежности отдельных индивидуумов. Наблюдения за певчими видами привели учёных к выводу о прямой зависимости обилия вида и пернатого населения от сложности певческого репертуара соловьёв и других воробьиных птиц. Чем меньше птиц, тем меньше нагружена их сенсорная среда; чем меньше возможности к подражанию и научению, тем беднее репертуар. Это доказывает необходимость сохранения определённой высокой плотности сигнальных полей для полноценного развития репродуктивной системы, социальной структуры популяции, психики и коммуникативных способностей животных.
Окружающий мир — это сложнейшая организация, в которой нам не до конца известны не только принципы взаимодействия частей, но и число самих составляющих. Вмешательство в работу биосистемы, пусть даже с самыми благими намерениями, — это всегда угроза нарушить неведомые законы бытия. А значит, отправной точкой в рассуждениях об уместности и степени вредоносности наших вторжений в жизнь природы должен быть принцип: «Природа знает лучше». Развитие концепции сигнальных биологических полей — лишнее доказательство того, как мало мы знаем, как существенен мир в «мелочах», как тесно переплетены ландшафт, мир животных и растений, как близок к ним человек.
info@stipendia.ru