Введение

Научное объективное изучение поведения животных, не относящихся к человеку. Этология – это раздел зоологии, изучающий поведение животных, не относящихся к человеку. Научные корни этого направления уходят в работы Чарльза Дарвина, а также американских и немецких орнитологов конца XIX и начала XX века, включая Чарльза Уитмана, Оскара Хейнрота и Уоллеса Крейга. Современная дисциплина этологии обычно считается начавшейся в 1930-х годах с работ голландского биолога Николаса Тинбергена и австрийских биологов Конрада Лоренца и Карла фон Фриша, трех лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 1973 года. Этология сочетает в себе лабораторные и полевые исследования, тесно связанная с нейроанатомией, экологией и эволюционной биологией.

Этимология

Современный термин этология происходит от греческого языка: ἦθος, ethos, означающее "характер", и [[wikt: λογία, logia, означающее "изучение". Термин был впервые популяризирован американским энтомологом Уильямом Мортоном Уилером в 1902 году.

Начало этиологии

Этологи особенно интересовались эволюцией поведения и его пониманием в контексте естественного отбора. В некотором смысле, первым современным этологом был Чарльз Дарвин, чья книга 1872 года «Выражение эмоций у человека и животных» оказала влияние на многих этологов. Он развивал свой интерес к поведению, поддерживая своего ученика Джорджа Романеса, который исследовал обучение и интеллект животных, используя антропоморфный метод, анекдотический когнитивизм, не получивший научного подтверждения. Другие ранние этологи, такие как Эжен Маре, Чарльз О. Уитман, Оскар Хайнрот, Уоллес Крейг и Джулиан Хаксли, вместо этого сосредоточились на поведении, которое можно назвать инстинктивным, поскольку оно проявляется у всех особей вида при определенных условиях. Лоренц, Тинберген и фон Фриш совместно получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1973 году за их вклад в развитие этологии. Этология сегодня – общепризнанная научная дисциплина, имеющая собственные журналы, такие как Animal Behaviour, Applied Animal Behaviour Science, Animal Cognition, Behaviour, Behavioral Ecology и Ethology. В 1972 году было основано Международное общество по изучению человеческой этологии вместе со своим журналом Human Ethology.

Социальная этиология

В 1972 году английский этолог Джон Х. Крук разграничил сравнительную и социальную этологию, утверждая, что значительная часть существовавшей ранее этологии фактически являлась сравнительной – изучением животных как отдельных особей, – тогда как в будущем этологам необходимо будет сосредоточиться на поведении социальных групп животных и социальной структуре внутри этих групп. Книга Э. О. Уилсона «Социобиология: Новый синтез» была опубликована в 1975 году.

Определяющие факторы поведения

Поведение определяется тремя основными факторами: врожденными инстинктами, обучением и факторами окружающей среды. Последние включают абиотические и биотические факторы. Абиотические факторы, такие как температура или условия освещения, оказывают существенное влияние на животных, особенно на эктотермических или ночных. Биотические факторы включают особей того же вида (например, половое поведение), хищников (реакция борьбы или бегства), а также паразитов и болезни.

Инстинкт

В словаре Уэбстера инстинкт определяется как «врожденная, в значительной степени наследуемая и неустранимая склонность организма к совершению сложных и специфических реакций на внешние раздражители без участия разума».

Фиксированные модели действий

Важным открытием, связанным с именем Конрада Лоренца, хотя, вероятно, в большей степени заслугой его учителя Оскара Хейнрота, стало выявление фиксированных моделей действий. Лоренц популяризировал их как инстинктивные реакции, надежно возникающие в присутствии определенных стимулов, называемых сигнальными или "высвобождающими стимулами". В настоящее время фиксированные модели действий рассматриваются как инстинктивные поведенческие последовательности, относительно инвариантные внутри вида и почти неизбежно доводимые до конца. Одним из примеров высвобождающего стимула являются движения клювом у многих видов птиц, выполняемые новорожденными птенцами, которые стимулируют мать к извержению пищи для потомства. Другие примеры – классические исследования Тинбергена, посвященные поведению по возврату яиц в гнездо и влиянию "сверхнормального стимула" на поведение серых гусей. Одним из подобных исследований стало изучение "танца виляния" ("языка танца") в коммуникации пчел, проведенное Карлом фон Фришем.

Привыкание

Привыкание – это простая форма обучения, встречающаяся у многих таксонов животных. Это процесс, в ходе которого животное прекращает реагировать на стимул. Часто реакция представляет собой врожденное поведение. По сути, животное учится игнорировать незначимые стимулы. Например, суслики прерийные (Cynomys ludovicianus) издают сигналы тревоги при приближении хищников, заставляя всех особей в группе быстро скрываться в норах. Если поселения сусликов прерийных расположены рядом с тропами, используемыми людьми, то постоянная подача сигналов тревоги при каждом проходящем человеке требует значительных затрат времени и энергии. Поэтому привыкание к людям является важным адаптивным поведением в данном случае.

Ассоциативное обучение

Ассоциативное обучение в поведении животных — это любой процесс обучения, в котором новый ответ становится связанным с определенным стимулом. Первые исследования ассоциативного обучения были проведены русским физиологом Иваном Павловым, который заметил, что собаки, обученные ассоциировать пищу со звонком колокола, начинали выделять слюну при звуке колокола.

Отпечатка

Отпечатывание позволяет молодым животным различать особей своего вида, что критически важно для репродуктивного успеха. Этот важный вид обучения происходит только в очень короткий период времени. Конрад Лоренц заметил, что птенцы, такие как гуси и цыплята, спонтанно следуют за своими матерями практически с первого дня после вылупления, и он обнаружил, что на этот инстинкт можно повлиять, заменив мать произвольным стимулом, если яйца вылупляются искусственно и этот стимул предъявляется в течение критического периода, продолжающегося несколько дней после вылупления.

Имитация

Имитация – это сложное поведение, при котором животное наблюдает и точно воспроизводит поведение другого. Национальный институт здоровья сообщил, что капуцины предпочитали компанию исследователей, которые их имитировали, обществу тех, кто этого не делал. Обезьяны не только проводили больше времени со своими имитаторами, но и предпочитали выполнять с ними простое задание, даже если им предоставлялась возможность выполнить то же задание с тем, кто не имитировал. Имитация наблюдалась в недавних исследованиях шимпанзе: эти шимпанзе не только копировали действия другого индивидуума, но и, получив выбор, предпочитали имитировать действия старшего шимпанзе с более высоким статусом, а не молодого шимпанзе с более низким статусом.

Стимулирование и местное усиление

Животные могут обучаться посредством наблюдения, но без процесса имитации. Один из способов – усиление стимула, при котором особи проявляют интерес к объекту в результате наблюдения за взаимодействием других особей с этим объектом. Возросший интерес к объекту может привести к манипулированию им, что позволяет формировать новые поведенческие реакции, связанные с объектом, методом проб и ошибок. Хаггерти (1909) разработал эксперимент, в котором обезьяна забиралась по стенкам клетки, помещала руку в деревянный желоб и тянула веревку в желобе, чтобы получить пищу. Другой обезьяне предоставили возможность получить пищу после того, как она четыре раза наблюдала за тем, как другая обезьяна проходит через эту процедуру. Обезьяна использовала другой способ и в конечном итоге добилась успеха методом проб и ошибок. Другой пример, знакомый многим владельцам кошек и собак, – это способность их питомцев открывать двери. Действие человека, поворачивающего ручку, чтобы открыть дверь, вызывает у животных интерес к ручке, после чего они методом проб и ошибок учатся поворачивать ручку и открывать дверь. При локальном усилении демонстрирующий привлекает внимание наблюдателя к определенному месту. Локальное усиление наблюдалось при передаче информации о добыче пищи среди птиц, крыс и свиней. Бесжальная пчела (Trigona corvina) использует локальное усиление для поиска других членов своей колонии и источников пищи.

Социальная передача

Хорошо документированный пример социальной передачи поведения произошел в группе макак на острове Хачиджодзима, Япония. Макаки обитали во внутренних лесах до 1960-х годов, когда группа исследователей начала подкармливать их картофелем на пляже. Вскоре они стали выходить на пляж, собирать картофель с песка, очищать и есть его. Примерно через год было замечено, как одна особь приносила картофель к морю, погружала его в воду одной рукой, а другой очищала. Это поведение вскоре стали демонстрировать особи, находившиеся с ней в контакте; когда они рожали детенышей, это поведение проявлялось и у них – это был один из видов социальной передачи.

Преподавание

Обучение – это высокоспециализированный аспект познания, в котором "учитель" (демонстратор) изменяет свое поведение, чтобы повысить вероятность достижения "учеником" (наблюдателем) желаемого результата. Например, известно, что косатки намеренно выбрасываются на берег, чтобы поймать ластоногих. Мать-косатка учит своих детенышей ловить ластоногих, выталкивая их на берег и побуждая к атаке добычи. Поскольку мать-косатка изменяет свое поведение, чтобы помочь потомству научиться охотиться, это является свидетельством обучения. Предполагается, что муравей-ученик способен запомнить этот маршрут для последующего получения пищи или передать его другим муравьям. Подобное поведение, связанное с обучением, наблюдается и у ворон, особенно у новокаледонских ворон. Взрослые особи (как одиночные, так и семейные группы) учат своих молодых особей-подростков строить и использовать инструменты. Например, ветви пандануса используются для извлечения насекомых и других личинок из отверстий в деревьях.

Парение и борьба за превосходство

Индивидуальное размножение – наиболее важная фаза в распространении особей или генов внутри вида: поэтому существуют сложные ритуалы ухаживания, которые могут быть весьма сложными, даже если их часто рассматривают как врожденные формы поведения. Сложный ритуал ухаживания у колюшек, изученный Тинбергеном, считается ярким примером. Часто в социальной жизни животные борются за право на размножение, а также за социальное доминирование. Распространенным примером борьбы за социальное и сексуальное доминирование является так называемая иерархия клевки у домашней птицы. Каждый раз, когда группа птиц сосуществует в течение определенного времени, они устанавливают иерархию клевки. В этих группах одна курица доминирует над остальными и может клевать, не подвергаясь клеванию в ответ. Вторая курица может клевать всех, кроме первой, и так далее. Курицы, занимающие более высокие позиции в иерархии, иногда отличаются более здоровым видом по сравнению с курицами, находящимися ниже. Пока иерархия клевки устанавливается, могут происходить частые и жестокие драки, но после установления она нарушается только при появлении новых особей в группе, после чего иерархия восстанавливается заново.

Преимущества и издержки групповой жизни

Одним из преимуществ группового образа жизни является снижение риска нападения хищников. Если число атак хищников остается прежним, несмотря на увеличение численности группы жертв, то для каждой жертвы риск нападения хищника снижается за счет эффекта разбавления. Более того, согласно теории эгоистичного стада, преимущества группового образа жизни для отдельной особи зависят от ее местоположения в группе. Теория предполагает, что особи, находящиеся в центре группы, снижают вероятность стать жертвой нападения, в то время как особи на периферии становятся более уязвимыми. В группах жертвы также могут активно снижать риск нападения, используя более эффективные стратегии защиты или более быстро обнаруживая хищников благодаря повышенной бдительности. Хищники также получают преимущества от совместной охоты, используя более эффективные стратегии и получая возможность охотиться на более крупную добычу.

Размер группы

Теоретически, у социальных животных должны быть оптимальные размеры групп, максимизирующие преимущества и минимизирующие издержки жизни в группе. Однако в природе большинство групп стабильно сохраняются в размерах, лишь немного превышающих оптимальные.