Експеримент з мурахами показав, що без інтелектуальної еліти суспільство жити не може

Мозок у звичайного лісового мурахи в десятки тисяч разів менше, ніж мій. А вміє це істота дуже багато. На цей рахунок є прекрасна цитата: «Мурахи так сильно схожі на нас, людей, що навіть якось ніяково. Вони вирощують гриби, розводять попелиць як дійних корів, відправляють на війну армії солдат, розпилюють хімікати, щоб налякати і збити з пантелику супротивника, беруть в полон невільників, експлуатують дитячу працю і безперервно обмінюються інформацією. Коротше, роблять все - хіба що телевізор не дивляться »(Льюїс Томас).

Профорієнтація в мурашнику

Новосибірський біолог Жанна Рєзнікова - один з найвідоміших у нас в країні фахівців з поведінки мурах та інших тварин. Та не тільки в Росії - її книга Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition вийшла у видавництві Кембриджського університету. Під час одного з її недавніх експериментів сталася історія, яку можна розглядати як притчу про роль інтелектуалів в будь-якому суспільстві, будь то людське або мурашиної. - Все почалося з того, що співробітник моїй лабораторії Іван Яковлєв готував дисертацію, сенс якої можна звести до формулювання: «Мураха вибирає професію або професія - мурашки?» Виходить, що швидше за професія вибирає, - пояснює мені Жанна Рєзнікова. - Майже як у людей. Є набір якостей: агресивність, інтелект, підприємливість, швидкість реакцій, вміння взаємодіяти з оточуючими. Залежно від них мураха отримує свою професію. Наприклад, є спеціальність - охоронець. Її отримують ті особини, які рано проявляють агресивність. Інтелект у них, звичайно, теж є, але не такий розвинений: солдатам не так важливо міркувати - вони повинні без зайвих вагань кидатися захищати загальні ресурси. Інша професія - збирачі паді . В якомусь сенсі у мурашок є свої домашні тварини. Попелиці харчуються соком рослин і виділяють краплі солодкуватої рідини, яку називають паддю. Між мурахами і попелицями налагоджено взаємовигідне співробітництво. Мурахи збирають падь - для них це смачна й поживна їжа, основне джерело вуглеводів. А в якості відповіді послуги - захищають своїх зелених корів від хижаків. Серед збирачів паді теж є поділ праці. Можна, звичайно, поодинці отримати заповітну краплю солодкої рідини і самостійно потягти її в мурашник. Але це нераціонально з точки зору логістики. Тому є мурахи, які працюють пастухами (або правильніше їх назвати доярів?): Вони лоскочуть попелиць, забезпечуючи високі надої. А отриману продукцію транспортують інші.Загалом, є про що задуматися фахівцям з управління кадрами. 

Щоб відстежувати дії кожного мурашки, вчені акуратно мітять їх фарбою.

Ось кілька висновків з дисертації Івана Яковлєва:

«Представники різних функціональних груп в родині мурах істотно розрізняються по співвідношенню в їх поведінковому репертуарі реакцій уникнення небезпеки, проявів агресивного і дослідницького поведінки, а також по здатності накопичувати досвід зіткнення з" ворогами ". Мурахи з низьким рівнем агресії, здатні уникати небезпеки, стають збирачами паді. Агресивні особини, які не уникають ворогів, спеціалізуються як мисливці і охоронці. <...> Остаточне формування поведінки у рудих лісових мурах, можливо, здійснюється на основі не тільки фізіологічного дозрівання і накопичення індивідуального досвіду, а й шляхом соціального навчання».

Приблизно те ж відбувається у людей-підлітків. Є ті, хто менше розмірковує і більше норовить працювати кулаками, - такі собі відчайдушні пацани. Після школи вони відправляються в армію, йдуть служити в поліцію або тими ж самими охоронцями. Є ті, хто обережніше, діють з оглядкою, більше думають про вигоду і здатні її розрахувати. Вони перетворюються в бізнесменів і менеджерів, прагнуть більше заробити, забезпечити свою сім'ю достатком і комфортом.

Опудало синиці допомагає зрозуміти характер 

Для старшокласників розроблені спеціальні тести. Одні перевіряють інтелект, інші професійні особисті схильності типу «людина - людина», «людина - техніка», «людина - знакова система», «людина - художній образ» і «людина - природа». Далеко не завжди ці тести виявляються корисними при виборі професії (в нашій освіті з цим взагалі біда), але принаймні у людини-підлітка можна прямо запитати: «Ким ти хочеш стати?» І іноді навіть отримати відповідь. Мурахи-підлітки менш говіркі. Щоб виявити особисті схильності мурах, в лабораторії розробили цілу батарею тестів.Жанна Рєзнікова взагалі знаменита на весь світ своїми унікальними дослідницькими методиками). 
 

Мертва хватка. Зустріч з жужелицею дає зрозуміти, хто готовий йти до кінця.

Наприклад, щоб перевірити агресивність, мурашки-випробуваного садили на спеціальну арену, а потім туди ж поміщали жужелицю - головного ворога в природному середовищі. І стежили за характером і тривалістю реакцій. - У мурашки мертва хватка, як у бульдога. Його можуть надвоє розірвати, але щелепи він, якщо вчепився в противника, не розтисне. Така поведінка зустрічається саме у тих особин, які виконують функцію охоронця, - розповідає Рєзнікова. - Мурахи-мисливці близькі до охоронців, у них теж висока агресивність. Але у мисливців більше проявляється ще й дослідницька активність, вони частіше вступають в соціальні контакти. І головне, агресія має межі, вона зазвичай не доходить до мертвої хватки, а значить, мисливці не так схильні до ризику. 

Муляж синиці допомагає зрозуміти, хто з мурах справжній воїн, а хто мирний пастух.

Для перевірки здатності уникати небезпеки використовувався наступний експеримент. Муравйов поміщали на невелику арену, в якій знаходилася гілочка з попелицями. Через якийсь час збирачі паді приступали до своєї роботи під охороною воїнів, а воїни їх охороняли. Після цього вчені імітували атаку синиці. Використовувалося кілька варіантів стимулу: опудало птаха, білий конус, чорний конус, конус з очима-намистинами. Виявилося, що чим ближче стимул до дійсності, тим з більшою ймовірністю він викличе реакцію мурах. Особливо важлива ознака - наявність очей. На загрозу відразу реагували охоронці, а збирачі паді, як і належить мирним жителям, покладалися на своїх захисників.

Коли навчає колектив

Один з найголовніших питань психології: в якій мірі особисті якості людини визначаються генами, а в який формуються під впливом сім'ї, школи, суспільства? Тварин він теж стосується. Свого часу Рєзнікова і її колеги висунули гіпотезу розподіленого соціального навчання. Вчені намагалися зрозуміти, як складний навик стає надбанням суспільства. Була знайдена вдала природна модель: полювання мурах на ногохвосток (коллембол). Це дрібне членистоногое стрибучий і зловити його не так-то просто. Для експерименту використовували «наївних» мурах, тобто тих, хто народився і виріс в лабораторії і не міг перейняти технологію полювання у старших товаришів. Спочатку переважна більшість ніякого інтересу до ногохвостки не проявляла, як ніби вони й не їжа. Але коли на експериментальний майданчик помістили побільше мурах і побільше ногохвосток, знайшлися окремі просунуті мурахи, які почали полювання. - У цьому експеримент, який проводила моя колега Софія Пантелєєва, в одній із сімей до ста й двадцяти три особини виявилося сім мурах, які при зустрічі з ногохвостки показали себе зразково-показовими мисливцями: вистежили, наскочили, ужалили. І ми запропонували гіпотезу: щоб якась складна поведінкова форма поширилася, потрібно зовсім небагато особин - носіїв цілісного стереотипу. Припустимо, кілька мурашок вміють полювати на ногохвостки, і якщо навколо багато цієї видобутку, вони навчать даної технології всіх інших.

Було б спокусливо пояснити це так: мовляв, і у мурах, і у людей є особливо просунуті особини, які першими освоюють якусь нову практику (полюють на ногохвосток, користуються інтернетом, оплачують житлово-комунального господарства через мобільний телефон). Решта на них дивляться, бачать, що це вигідно, і починають копіювати поведінкову модель. Тобто, виходить, що у мурашок є культура. Але дослідники знайшли пояснення, ближче до природи. - Тут важливо ще одна умова: інші члени спільноти повинні все-таки мати неповними генетичними програмами, що запускають ці стереотипи поведінки. Наявність таких «сплячих» фрагментів створює схильність до певної послідовності дій. Тобто просунуті особини не навчають інших з нуля, а просто полегшують пробудження існуючих програм. Щоб пояснити отриманий ефект, у висунули «гіпотезу розподіленого соціального навчання». - Мова йде про повні поведінкових програмах і їх фрагментах, розподілених між членами популяції, - пояснює Рєзнікова . - Це приклад розумної економії: тваринам зовсім не обов'язково спочатку володіти складними навичками на всі випадки життя - досить володіти окремими «заготовками» і здатністю до соціального навчання.

Інтелект розвідника 

З професійними якостями охоронців, мисливців і збирачів паді новосибірські біологи розібралися.Невивченою залишалася ще одна категорія мурах - розвідники. До дослідження їх особистих якостей підключилася біолог Наталія Ацаркіна з Інституту фізико-хімічної біології ім. А.Н.Білозерського при МГУ. Зовсім недавно в «Євразійського ентомологічного журналі» вийшла її з Жанною Резникової і Іваном Яковлєвим стаття, присвячена індивідуальним поведінковим якостям мурах-розвідників. Головне якість для мурашки, який шукає нові джерела їжі, - це розум. Недарма ж англійське слово Intelligence означає і розвідку, і інтелект. Тварини повинні добре орієнтуватися, пам'ятати дорогу, вміти передавати інформацію іншим мурашкам, які потім підуть цю їжу збирати.Це інтелектуальна еліта мурашиного співтовариства. 

«Ізоляція розвідників в мимовільному лабораторному експерименті мало не призвела до загибелі всієї сім'ї. Ми цього не хотіли». 

- Звичайно, це все з нашої точки зору, - посміхається Рєзнікова. - Невідомо, чи є в мурашиному співтоваристві поняття еліти, престижності або чогось ще. Може, взагалі інші мурахи вважають розвідників своїми рабами. До речі, і в людській цивілізації самі інтелектуальні особини далеко не завжди виявляються найбільш шанованими, і вже точно не найбільш високооплачуваними. Але поки вистачить паралелей. Повернемося до методики. Для оцінки здібностей мурах-розвідників використовувалося так зване бінарне дерево, розроблене свого часу Жанною Резникової і фахівцем з теорії інформації Борисом Рябко. Це такий лабіринт, в якому мурашки потрібно йти по доріжках-гілочках, щоб дістатися до ватки, змоченою сиропом. Після цього він повинен повернутися і повідомити мурашкам-фуражирам, де знаходиться їжа. Припустимо, для знаходження мети треба повернути ліворуч, праворуч, направо, наліво і ще раз направо. Цю послідовність поворотів мураха-розвідник повинен запам'ятати і передати мурашкам-фуражирам (а щоб вони не використовували пахучий слід, лабіринт кожен раз замінюється новим).

Бінарне дерево - одна з найцікавіших методик, розроблених в лабораторії Жанни Резникової.

Експерименти з мурахами-розвідниками Резнікова і Рябко проводили багато років, їх підсумкова стаття опублікована в 2011 році в журналі Behaviour. Деякі висновки можна вважати сенсаційними. 

По-перше, мурахи вміють рахувати як мінімум в межах трьох десятків. 

По-друге, вони використовують якусь систему обчислення, що нагадує наші римські цифри. 

По-третє, вони вміють складати і віднімати. 

По-четверте, вони архівують інформацію. І це все з мозком в третину міліграма! Вчені фіксували час, який йде на передачу інформації про потрібної гілочці. У базовому варіанті все було приблизно так, як у примітивних людських мовах ( «палець, палець, палець ... черепашка, черепашка, черепашка ..») - чим далі потрібна гілочка від входу, тим більше часу йде на повідомлення про неї. Але при зміні схеми досвіду, коли на «спеціальну» гілку (скажімо, десяту) годівницю поміщали набагато частіше, ніж на будь-яку іншу, то виявилося, що на передачу числа «одинадцять» часу витрачається стільки ж, скільки на позначення «десять» плюс ще невеликий відрізок часу. І приблизно стільки ж на число «дев'ять». Це приблизно те ​​ж саме, як запис чисел X, XI і IX. - Ми можемо відносно впевнено говорити, що мурахи вміють складати і віднімати, правда, в досить скромних межах, - вважає Рєзнікова. Загалом, мурахи-розвідники - істоти близькі до геніальності. Процитуємо статтю Ацаркіной, Яковлєва та Резникової: «З'ясувалося, що розвідники є однорідною групою з високим рівнем дослідницької активності і здатністю часто перемикатися на різні види діяльності. Специфіка дослідницької активності вказує на схожість розвідників зі збирачами паді. <...>

Після подорожі бінарним деревом розвідники повідомляють фуражирам, де саме знаходиться їжа.

За рівнем агресивності, що проявляється в тестах "зустріч з ворогом", розвідники і залучені ними фуражири займають проміжне положення між мирними збирачами паді і агресивними мисливцями і охоронцями. Визначними рисами розвідників є переважання дослідних реакцій по відношенню до ворога, повна відсутність прояви реакції "мертвої хватки", смертельно небезпечної для мурашок і характерною для охоронців, а також відносно висока частота реакції уникнення ворога, відсутньої в репертуарі охоронців і мисливців. За попередніми даними, отриманим в тестах "пошук виходу з лабіринту", можна вважати, що розвідники запам'ятовують шлях краще і зберігають пам'ять про нього довше, ніж мобілізуються ними фуражири». 

«Філософський пароплав» на лабораторному столі 

Іноді незакінчені дослідження виявляються куди більш яскравими, ніж ті, що були повністю завершені, перевірені і запротокольовані. Класичний приклад - Стенфордський тюремний експеримент, який так і не був доведений до кінця, але потрапив у всі підручники. Не виключено, що подібна доля чекає і Жанну Рєзникову з її мурахами. Один з найважливіших результатів її експерименту не потрапив в академічну публікацію через недостатність вибірки. Але він цілком може обговорюватися на сторінках науково-популярного журналу як метафора людського суспільства. Отже, розвідників відселили з лабораторного гнізда на окрему арену. Жанна Рєзнікова порівнює це з відплиттям «філософського пароплава». Нагадаємо, в 1922 році за наказом Леніна з Росії були вислані провідні філософи і вчені: Микола Бердяєв, Сергій Булгаков, Семен Франк і багато інших. Добре, що не посадили і не розстріляли, але все одно - країна позбулася гідних умів.

«Мурахи-розвідники, здатні вловлювати закономірності і використовувати їх для оптимізації повідомлень, складають всього 0,2-0,3% населення мурашника. Це інтелектуальна еліта».

Ось і в лабораторії інтелектуальна еліта мурах покинула батьківщину і стала об'єктом досліджень, які влаштовує інтелектуальна еліта людей. Один експеримент, другий, третій ... - Ми так захопилися експериментом, що не зважали на особливу увагу на базове гніздо, звідки взяли розвідників.Звичайно, ми їх годували, підтримували вологість, але ретельно не стежили, - зізнається Резнікова. І раптом з'ясувалося, що, залишившись без інтелектуалів, мурахи забарикадувалися в своєму гнізді і відмовляються приймати їжу. Спочатку деякі ще виходили за їжею і підгодовували інших (в якомусь сенсі у мурах колективний шлунок). Але потім настав тотальний бойкот. Комахи почали вимирати. Перш ніж вчені спохватилися і достроково припинили експеримент, загинула мало не половина мурашника. При цьому в контрольному гнізді, звідки не забирали інтелектуалів, все було нормально.

- Знаєте, що цікаво, - розмірковує Рєзнікова, - відносна чисельність мурах-розвідників порівнянна з часткою випускників Новосибірського державного університету, якщо розглядати Новосибірськ як мурашник ... У мене вирвалося: - ... І можна сказати, що історія з мурахами - це притча про роль інтелектуалів в суспільстві. Якщо їх ізолювати, суспільство чекає біда. Чи не так? ..Але тут починається чиста публіцистика: роль інтелігенції в суспільстві, вчені-дисиденти радянської епохи, інтелект і влада, витік мізків з країни, проблема популяризація науки, впровадження інноваційних технологій ... Але це вже історії тільки про людей, а не про мурах. Тому ми пропонуємо подумати про них самостійно. 

Опубліковано в журналі «Кот Шредінгера» №3 (05) за березень 2015 р.