Волшебная эволюция

Одни модели поведения у животного могут быть предопределены генетически, тогда как другие формируются на основании опыта. Как же понять, какое поведение наследственное, а какое приобретенное? Когда лазоревка издает свою характерную трель, а синица — свою, можно ли считать, что они унаследовали от своих родителей умение петь именно таким образом или это означает, что, будучи птенцами, они слушали пение своих родителей и перенимали их навык? Чтобы разобраться в этом, можно поместить птенца лазоревки в синичье гнездо и наоборот, а потом оценить трель повзрослевших птиц.

Один из моих коллег по Музею естественной истории, Ларс Эрик Юханнесен, участвовал в проведении подобного эксперимента совместно с Туре Слагсволдом из Университета Осло. Они поменяли местами яйца, отложенные лазоревками и синицами в районе Дэли, неподалеку от Осло, а потом записали и проанализировали трели уже повзрослевших птиц. И у лазоревок, и у синиц сформировался некий промежуточный вариант, смесь двух трелей, характерных для этих видов. Такое впечатление, что у птенцов была заложена своего рода генетическая отправная точка, а остальному они научились у своих приемных родителей. Так что свою лепту внесли и гены, и среда. Как и эксперименты common garden, эксперименты с перекрестным воспитанием помогают пролить свет на природу тех или иных признаков.

У большинства певчих птиц процесс формирования трели строится на генетическом «образце» и дальнейшем обучении на примере родителей. Однако это касается не всех видов. Камышовка-барсучок, маленькая желто-коричневая птичка из семейства воробьиных, издает точно такую же трель, как и ее сородичи, даже если они растут в полном одиночестве, без возможности наблюдать за другими особями. Таким образом, степень влияния генетических предпосылок варьирует от вида к виду. Почему же одни модели поведения генетически предопределены, тогда как другие нет?

Обучение стоит дорого. Оно требует времени и энергии, при этом высок риск ошибок, особенно в начале пути. На «продвинутом уровне» обучения нужен более развитый мозг, значит, больше энергии. Если можно избежать необходимости учиться чему-то, это тоже своего рода преимущество. На сложности, которые остаются одними и теми же на протяжении всей жизни животного и которые не меняются от поколения к поколению, выгоднее всего реагировать инстинктивно. Оленю всегда необходима способность бегать, и, как правило, проще всего делать это более или менее одинаково. Даже осиротевший олененок сможет подняться на ноги и побежать.

Однако генетически предопределенные признаки статичны. С момента рождения детеныша они меняются незначительно или вовсе не меняются. А вот к непредсказуемым сложностям разумно приспосабливаться. Чем больше продолжительность жизни животного и чем более переменчива среда его обитания, тем с большей вероятностью оптимальный ответ на внешние факторы будет изменяться с течением жизни и тем важнее способность адаптироваться к новым условиям. Олени живут долго, поэтому у них есть все шансы столкнуться с хищниками в разных местах. Поэтому олени отличаются способностью перестраивать свое поведение на основании жизненного опыта. Существует вероятность, что численность и районы обитания хищников будут меняться от поколения к поколению, так что совершенно бессмысленно слепо следовать примеру родителей, без оглядки на реальные обстоятельства. Гораздо выгоднее учиться.

Не стоит полагать, что обучение никак не связано с эволюцией. Физиологические процессы, отвечающие за способность животного к обучению, в значительной степени предопределены генетически. У певчих птиц за формирование трели отвечают гормонозависимые нейронные связи в мозге, и у большинства птиц в определенный момент наступает фаза кристаллизации, когда трель у особи окончательно «устанавливается». После этого птицы уже не могут освоить радикально новую песню. Наследуется именно этот механизм, а не сама трель.

Тем самым способность к обучению передается по наследству и развивается подобно остальным генетически предопределенным признакам. Обитающие в изменчивой среде животные вынуждены активно использовать эту способность, ведь от нее зависит, смогут ли они дать жизнь многочисленному потомству. Чем больше отпрысков, тем шире распространится способность к обучению и тем быстрее вид как таковой станет более обучаемым.

Чем лучше животное обучается и адаптируется, тем легче ему существовать в мире, которым правит человек. Городской ландшафт расширяется с невероятной скоростью, площадь тропических лесов стремительно сокращается, люди изобретают все новые средства охоты, чуждые виды из дальних регионов захватывают новые территории, уж не говоря о климатических изменениях. В таких условиях совершенно невыгодно руководствоваться одним лишь генетически предопределенным поведением. Выгодная десять лет назад модель поведения может оказаться гибельной сегодня. Способность к обучению сегодня ценна как никогда.