ТЕМА 3
«Эволюция психики»
Общее значение питания
Питание занимает одно из важнейших мест среди всех проявлений жизнедеятельности животных. Характер питания определяет отношение данной особи к важнейшим для нее элементам среды - источникам необходимых пищевых веществ, т.е. ко многим другим растительным и животным организмам. Таким образом, именно он в значительной мере обусловливает положение данного животного в биоценозах.
Выдающийся русский физиолог И.М. Сеченов сто лет тому назад (1861) указал, что "организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него".
Организм животного как в своем общем облике, так и в деталях строения всегда носит следы формирующей роли среды и в первую очередь кормовой специализации.
Без изучения пищедобывательной деятельности и питания нельзя понять ни биологии вида в целом, ни отдельных проявлений жизнедеятельности особей, групп, популяций.
С особенностями добывания пищи и питания тесно связан целый комплекс видовых морфофизиологических адаптивных черт скелета и мускулатуры, особенно органов движения, органов пищеварения, нервной системы и органов чувств. Таковы, например, острые втяжные когти кошки и ее глаза, приспособленные к дневному и ночному зрению; очень острое обоняние и слух лисицы; способность насекомоядных рукокрылых отыскивать в темноте и преследовать летящих насекомых с помощью тончайшей ультразвуковой локации и др. Эти органы коррелятивно связаны с другими органами и функциями животного, не имеющими прямого отношения к питанию, и накладывают на них свой отпечаток. Пищей животным служат самые различные растения от низших - водорослей, лишайников, грибов до высших - цветковых, и разнообразнейшие животные, относящиеся к большинству существующих типов и классов.
Интересно отметить, что, питаясь одной и той же пищей, разные животные используют и различные способы ее добывания. Так, множество животных средней полосы питаются семенами сосны и ели, доставая их из шишек различными, но, в тоже время, характерными для данного вида способами. Клесты надкусывают чешуйки шишек, белки обгрызают шишку целиком, оставляя от нее лишь голый стержень, дятлы разбивают шишку, вставляя ее в специальный станок - кузницу. По характеру повреждения найденной на земле шишки опытный натуралист совершенно безошибочно определяет, кто из обитателей леса использовал в пищу ее семена.
Большинство морских и речных птиц представляют собой ихтиофагов, т.е. питающихся рыбой. При этом каждый вид птиц использует свой, видоспецифический способ ее добывания. Так чайки и крачки летают над водой и схватывают рыбу, оказавшуюся у самой ее поверхности. Бакланы и гагары ныряют за рыбой на большую глубину. Зимородок затаивается и караулит рыбу, сидя на ветке, нависшей над водой, и, завидев рыбу, ныряет за ней. Цапли, выслеживая рыбу, медленно ходят по мелководью и поражают свою добычу метким ударом клюва. Пеликаны часто охотятся сообща, загоняя косяк рыбы в середину своей стаи, хлопая по воде крыльями, а затем используют клювы с мешками в качестве сачков. Иногда в таких охотах принимают участие и бакланы.
Передвижение в поисках мест, наиболее удобных для пастьбы или охоты за живой добычей, требует от животного четкого восприятия разнородных сигналов, способности ориентироваться в пространстве и соответствующих целесообразных реакций, осуществляемых через посредство сложных сочетаний безусловных и условных рефлексов. Активная охота, добывание плодов с тонких ветвей, выкапывание насекомых и червей из толщи почвы и другие акты, повторяемые многократно в течение дня, требуют определенных затрат мышечной и нервной энергии. Анализ этограмм представителей самых разных видов показывает, что независимо от набора кормов, используемых в пищу, пищедобывательная деятельность животного неизбежно занимает основную долю всей его суточной активности. Подсчитано, например, что северный олень летом использует около 66% суточного времени на пастьбу и прием корма и только 34% на отдых. Его двигательная активность при пастьбе измеряется ежедневно 15-24 тысячами шагов, что соответствует расстоянию примерно в 19-30 км.
Пищевая специализация животных
По степени кормовой специализации животных делят на стенофагов и эурифагов. В условиях умеренных и холодных зон северного полушария типичных стенофагов сравнительно мало, большинство видов наших животных - эурифаги, или "всеядные" животные. Это, например, бурый медведь, енотовидная собака, барсук, кабан, серая крыса, серая ворона и ряд др.
К стенофагам можно, например, отнести виды строго насекомоядных рукокрылых, некоторых наших дельфинов, питающихся почти исключительно рыбами, принадлежащими к ограниченному числу родов и видов. Хороший пример стенофага - гигантский муравьед, питающийся только термитами и муравьями, крепкие жилища которых он разрушает большими когтями передних лап. Его гибкий длинный, покрытый липкой слизью язык легко проникает в ходы и камеры этих насекомых и извлекает приклеившихся особей. Гигантский муравьед - наземный вид; в Южной Америке есть более мелкие виды древесных муравьедов, специализировавшихся в поисках термитников, располагающихся на ветвях деревьев тропических и экваториальных лесов. Ленивец - узко специализированный потребитель листвы высоких деревьев тропических лесов Южной Америки, на ветвях которых он проводит всю свою жизнь - тоже типичный стенофаг. В тропических странах есть виды и группы млекопитающих, узко специализированные в отношении питания каким-либо одним видом корма растительного происхождения, например, мелкие летучие мыши - они сосут нектар и поедают пыльцу цветков, раскрывающихся ночью. Связь между этими рукокрылыми и их кормовыми растениями настолько тесная и древняя, что отразилась на морфологии венчика, пыльников и пестиков цветков: их могут опылять только летучие мыши, отличающиеся своеобразным строением языка, зубов и всей лицевой части головы.
Такие понятия, как "плотоядный" (зоофаг) и "растительноядный" (фитофаг), при внимательном изучении биологии видов часто оказываются достаточно условными. Так, например, большинство типичных хищников временами едят ягоды и фрукты, растительноядные грызуны с жадностью поедают насекомых, а питающиеся ягелем олени не брезгают птичьими яйцами или гнездами леммингов.
Корма, используемые представителями данного вида, делят на основные, второстепенные и случайные. Основными кормами считают те, которые поедаются часто и в большом количестве; в ряде случаев к ним нужно относить и сравнительно редко поедаемые виды корма, но имеющие большую биологическую ценность. Такое разделение помогает разобраться в пищевых связях животного, но все же, в известной мере, является формальным, так как не указывает на причины более частого или редкого использования тех или иных пищевых объектов.
По степени их привлекательности корма разделяют на предпочитаемые, поедаемые охотно и вынужденные. Наблюдения показывают, что большинство млекопитающих обладает очень тонкой избирательной способностью. Известно, например, что представителей разных видов сельдей весьма сложно различать по внешним признакам, но каспийские тюлени, иногда осматривающие сети рыбаков, безошибочно выбирают среди других и съедают прежде всего запутавшуюся в ячеях сельдь залом, имеющую наибольшую жирность.
Предпочитаемый корм, как правило, биологически наиболее ценен для потребителя в условиях данного сезона и географической обстановки. Но потребность организма в питательных веществах может довольно сильно меняться, в зависимости от сезона года и физиологического состояния животного. Соответственно этому возможна и смена кормовых предпочтений.
Иногда животные поедают, казалось бы, несъедобные или даже ядовитые корма. Бобры, например, без вреда для себя едят цикуту, смертельную для других животных даже в небольших дозах. Туры потребляют сильно ядовитые рододендроны и лютики. Зайцы - целый ряд растений, содержащих такие ядовитые вещества, как синильная кислота, цитизин, эуфорбин, леуцин и др. Ежи охотно едят ядовитых жуков-нарывников и т.д. Причины этих странных пристрастий заключаются в том, что отдельные виды животных могут быть нечувствительны к некоторым ядам и могут использовать их в качестве необходимых лекарств. К категории вынужденных относят корма, потребляемые главным образом при голодовке. Так, например, в многоснежные холодные зимы ветви кустарников, кора деревьев, лишайники служат вынужденным кормом кабанам, не имеющим доступа к корневищам, орехам, желудям - их продуктивному корму. Иногда в желудках кабанов находят трухлявую древесину гнилых пней, в желудке волков куски веревок и ремней, тигров - лишайники, песцов - тряпки и обрывки старых рыболовных сетей, подобранных на месте летней стоянки рыбаков. Полярными исследователями описан случай, когда голодные белые медведи съели кофе, паруса и американский флаг, в другом случае в желудке убитого хищника этого вида был найден табак и липкий пластырь, похищенные со склада полярной станции.
Для многих эурифагов (куница, барсук, медведь, кабан, лисица и др.) характерно наличие нескольких заменяющих друг друга групп пищи. Это ценное для вида приспособление к жизни в условиях с большой неустойчивостью кормовой базы. Оно составляет сущность эурифагии и у некоторых видов объясняет устойчивость их численности и широту их распространения. Но есть немало видов, использующих сложный спектр кормов, из которых жизненно важное значение имеют очень немногие. Таков, например, песец материковых тундр, для которого решающее значение имеют лемминги. Только в годы их высокой численности песцы хорошо упитаны, приносят большие жизнеспособные выводки и успешно выкармливают молодых, благодаря чему количество этого пушного зверя к осени резко возрастает.
В природно-географических зонах с резко выраженными сезонами состояние растительного покрова и населения животных, особенно мелких, так сильно изменяется, например от весны к зиме, что кормовая база большинства видов наземных млекопитающих испытывает ритмические колебания. В условиях влажных тропиков животные в течение всего года относительно равномерно обеспечены самыми различными кормами, в связи с чем там могут существовать и многие узко специализированные по питанию виды и нет необходимости приспосабливаться к периодически повторяющемуся отсутствию или полной недоступности того или иного корма.
Формирование пищедобывательного поведения
Пищедобывательная форма поведения возникает в результате определенных гуморальных сдвигов в крови, прежде всего понижения уровня глюкозы, создающих очаг стойкого повышения возбудимости в определенных отделах центральной нервной системы.
Данная форма поведения отчетливо разделяется на следующие фазы:
поиск пищевого объекта;
добывание пищи;
ее поедание;
запасание.
Длительность и характер поисковой стадии в большой степени зависит от того, насколько хорошо данная особь ориентируется на своей территории и насколько постоянно там расположение потенциальных пищевых объектов. Большое значение имеет и обилие корма. В процессе поиска пищи животному приходится порой решать довольно сложные логические задачи, связанные с выбором необходимой стратегии.
Совершенно разные стратегии, зависящие от морфологии данного вида и характера пищи, животные могут использовать и при добывании пищи. Так, например, такие активные хищники, как волки, охотясь на животных разного размера, используют совершенно разные приемы. В тех же случаях, когда волки поедают рыбу, выброшенную рыбаками на берег, или едят арбузы или дыни на бахчах, их поведение ничем не отличается от любых травоядных животных. Питание является одним из постоянных и индивидуализированных занятий животных. При поиске пищи каждая особь максимально проявляет возможности своего мозга, чем повышает эффективность пищевого поведения. В этом плане влияние условий добывания пищи является одним из основных факторов, формирующих поведение животных.
Сложные формы поведения, связанные с питанием
Необычайная значимость данной биологической формы для животных способствует проявлению разнообразного сложного поведения. Именно в сферах добывания пищи чаще всего наблюдается применение животными орудий, на этой же почве разные виды животных образуют симбиозы.
Изобретение новых способов добывания пищи. Виды животных, обладающие особенно пластичным поведением, иногда оказываются способными изобретать оригинальные способы добывания пищи. Так например, популяция обычных серых крыс, обитающая на берегах реки По в Италии, освоила совершенно не типичный для наземных грызунов вид пищи, а именно водных моллюсков. Добывают их крысы, ныряя в воду и погружаясь на дно реки. Происхождение данной формы поведения представляет собой загадку для ученых. Пока совершенно непонятно, в какой мере оно является врожденным, а в какой приобретенным при подражании другим особям.
Интересные изменения происходят в поведении обыкновенного скворца. Эта птица, сильно тяготеющая к человеку (частичный синантроп), отличается необычайной пластичностью поведения. В не очень суровые зимы тысячные стаи скворцов остаются зимовать в больших городах. Зимующие скворцы питаются в основном на городских свалках всевозможными отбросами и не упускают возможности поохотиться за мышевидными грызунами, что в целом совсем не характерно для этих насекомоядных птиц. Обычно в такой охоте принимают участие сразу несколько птиц, нанося грызуну удары клювом. Летом при выкармливании птенцов некоторые скворцы добывают пищу не только днем, но и в сумерках и даже ночью, охотясь у зажженных фонарей на слетающихся на свет насекомых. Кроме того, скворцы в этот период часто питаются и обитателями прудов и рек: насекомыми, головастиками и мелкой рыбешкой. При этом одни птицы, стремительно пролетая над поверхностью воды, выхватывают из нее всплывших к поверхности мальков. Другие же, как заправские ихтиофаги, на несколько секунд зависают в 3-5 м над водой, а затем стремительно бросаются вниз и, подобно чайкам и крачкам, выхватывают из воды рыбешек.
Хрестоматийным примером освоения новых способов питания является поведение японских макаков, обитающих на острове Тошибо. Живущие на морском побережье, эти обезьяны ведут практически полуводный образ жизни и питаются разнообразными морепродуктами. В том числе они освоили некоторые способы активной ловли рыбы. Однако наибольшую известность этим обезьянам принесла возникшая у них способность к мытью разнообразных продуктов перед использованием их в пищу. Макаков, живущих на острове, регулярно подкармливают зерном, различными семечками и овощами. Однажды одна из старших самок обезьян взяла горсть дынных семечек, смешанных с морским песком, и стала их промывать. Песок утонул, а семечки всплыли на поверхность. Вскоре этот способ освоили многие члены обезьяньей колонии. Спустя некоторое время все макаки стали мыть в морской воде и корнеплоды, получая дополнительное удовольствие от их подсоленности. Подобное поведение, обучаясь методом подражания, быстро осваивают все подрастающие детеныши.
Симбиозы. Симбиозом обычно принято называть такие взаимодействия между животными разных видов, которые приносят им взаимную выгоду. Обычно симбиотические отношения оцениваются в понятиях энергетической выгодности совместного проживания животных разных видов. Подобные взаимоотношения обычно отмечаются в пределах пищедобывательной и оборонительной биологических формах поведения, причем чаще всего симбиозы строятся на совмещении обоих этих форм. Таких примеров известно множество.
В те времена, когда в Американских прериях паслись многотысячные стада бизонов, возник симбиоз между этими гигантами и маленькой воловьей птичкой. Эти птички проделывали ходы в густой шерсти бизонов, в которых согревались в зимнее время. Здесь же они и кормились, поедая насекомых, в массе поселяющихся на теле бизонов. Таким образом, птицы спасали бизонов от докучливых насекомых, а бизоны предоставляли им "стол" и "крышу над головой", а также обеспечивали охрану.
Классический пример симбиоза - |
