Этология — раздел зоологии , изучающий поведение животных, не относящихся к человеку . Его научные корни уходят в работы Чарльза Дарвина и американских и немецких орнитологов конца XIX и начала XX века, включая Чарльза О. Уитмена , Оскара Хайнрота и Уоллеса Крейга . Считается, что современная дисциплина этология зародилась в 1930-х годах с работы голландского биолога Николаса Тинбергена и австрийских биологов Конрада Лоренца и Карла фон Фриша , трех лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 1973 года . Этология объединяет лабораторные и полевые науки, тесно связанные с нейроанатомией , экологией и эволюционной биологией .
Современный термин этология происходит от греческого языка : ἦθος, ethos означает «характер» и -λογία , -logia означает «изучение». Термин был впервые популяризирован американским энтомологом Уильямом Мортоном Уиллером в 1902 году. [1]
Этологи были особенно озабочены эволюцией поведения и его пониманием с точки зрения естественного отбора . В каком-то смысле первым современным этологом был Чарльз Дарвин , чья книга 1872 года «Выражение эмоций у человека и животных» повлияла на многих этологов. Он продолжал интересоваться поведением, поощряя своего ученика Джорджа Романеса , который исследовал обучение и интеллект животных, используя антропоморфный метод, анекдотический когнитивизм , который не получил научной поддержки. [2]
Другие ранние этологи, такие как Эжен Маре , Чарльз О. Уитмен , Оскар Хайнрот , Уоллес Крейг и Джулиан Хаксли , вместо этого сосредоточились на поведении, которое можно назвать инстинктивным, поскольку оно встречается у всех представителей вида при определенных обстоятельствах. [3] [4] [1] Их отправной точкой для изучения поведения нового вида было построение этограммы , описания основных типов поведения с их частотой встречаемости. Это обеспечило объективную, кумулятивную базу данных поведения. [1]
Благодаря работам Конрада Лоренца и Нико Тинбергена этология получила сильное развитие в континентальной Европе в годы, предшествовавшие Второй мировой войне . [1] После войны Тинберген перешел в Оксфордский университет , и этология стала сильнее в Великобритании , с дополнительным влиянием Уильяма Торпа , Роберта Хайнда и Патрика Бейтсона в Кембриджском университете . [5]
Лоренц, Тинберген и фон Фриш были совместно удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1973 году за свою работу по развитию этологии. [6]
Этология в настоящее время является общепризнанной научной дисциплиной, с собственными журналами, такими как Animal Behaviour , Applied Animal Behaviour Science , Animal Cognition , Behaviour , Behavioral Ecology и Ethology . В 1972 году было основано Международное общество человеческой этологии вместе со своим журналом Human Ethology . [7]
В 1972 году английский этолог Джон Х. Крук провел различие между сравнительной этологией и социальной этологией и утверждал, что большая часть существовавшей до сих пор этологии на самом деле была сравнительной этологией — рассматривающей животных как индивидуумов — тогда как в будущем этологам необходимо будет сосредоточиться на поведении социальных групп животных и социальной структуре внутри них. [8]
Книга EO Wilson «Социобиология: новый синтез» появилась в 1975 году [9], и с тех пор изучение поведения стало гораздо больше интересоваться социальными аспектами. Оно было обусловлено дарвинизмом, связанным с Уилсоном, Робертом Триверсом и У. Д. Гамильтоном . Сопутствующее развитие поведенческой экологии помогло трансформировать этологию. [10] Кроме того, произошло существенное сближение со сравнительной психологией , поэтому современное научное изучение поведения предлагает спектр подходов. В 2020 году Тобиас Старзак и Альберт Ньюен из Института философии II в Рурском университете в Бохуме предположили, что у животных могут быть убеждения. [11]
Поведение определяется тремя основными факторами, а именно врожденными инстинктами , обучением и факторами окружающей среды . Последние включают абиотические и биотические факторы. Абиотические факторы, такие как температура или световые условия, оказывают драматическое воздействие на животных, особенно если они являются пойманными или ведут ночной образ жизни . Биотические факторы включают членов одного и того же вида (например, половое поведение), хищников (борьба или бегство) или паразитов и болезни . [12]
Словарь Уэбстера определяет инстинкт как «в значительной степени наследуемую и неизменную тенденцию организма вырабатывать сложную и специфическую реакцию на стимулы окружающей среды без привлечения разума» [13] .
Важным достижением, связанным с именем Конрада Лоренца, хотя, вероятно, больше благодаря его учителю Оскару Хайнроту , было выявление фиксированных моделей действий . Лоренц популяризировал их как инстинктивные реакции, которые возникали бы надежно при наличии идентифицируемых стимулов, называемых знаковыми стимулами или «стимулами высвобождения». Фиксированные модели действий теперь считаются инстинктивными поведенческими последовательностями, которые относительно инвариантны в пределах вида и которые почти неизбежно доходят до завершения. [14]
Одним из примеров пускового механизма являются движения клюва многих видов птиц, совершаемые недавно вылупившимися птенцами, которые стимулируют мать отрыгивать пищу для своего потомства. [15] Другими примерами являются классические исследования Тинбергена о поведении поиска яиц и влиянии « сверхнормального стимула » на поведение серых гусей . [16] [17]
Одним из исследований такого рода было изучение виляющего танца («языка танца») в общении пчел, проведенное Карлом фон Фришем . [18]
Привыкание — это простая форма обучения, которая встречается во многих таксонах животных. Это процесс, при котором животное перестает реагировать на раздражитель. Часто реакция является врожденным поведением. По сути, животное учится не реагировать на нерелевантные раздражители. Например, луговые собачки ( Cynomys ludovicianus ) подают сигналы тревоги при приближении хищников, заставляя всех особей в группе быстро спускаться в норы. Когда поселения луговых собачек расположены вблизи троп, используемых людьми, подача сигналов тревоги каждый раз, когда мимо проходит человек, обходится дорого с точки зрения времени и энергии. Поэтому привыкание к людям является важным поведением в этом контексте. [19] [20] [21]
Ассоциативное обучение в поведении животных — это любой процесс обучения, в котором новая реакция становится связанной с определенным стимулом. [22] Первые исследования ассоциативного обучения были проведены русским физиологом Иваном Павловым , который заметил, что собаки, обученные связывать еду со звоном колокольчика, выделяли слюну, услышав звонок. [23]
Импринтинг позволяет молодняку различать членов своего собственного вида, что жизненно важно для репродуктивного успеха. Этот важный тип обучения происходит только в очень ограниченный период времени. Конрад Лоренц наблюдал, что детеныши птиц, таких как гуси и куры, спонтанно следовали за своими матерями почти с первого дня после вылупления, и он обнаружил, что эту реакцию можно имитировать с помощью произвольного стимула, если яйца инкубировать искусственно, а стимул предъявлять в критический период, который продолжался в течение нескольких дней после вылупления. [24]
Имитация — это продвинутое поведение, при котором животное наблюдает и точно копирует поведение другого. Национальные институты здравоохранения сообщили, что обезьяны-капуцины предпочитали компанию исследователей, которые подражали им, чем компанию исследователей, которые этого не делали. Обезьяны не только проводили больше времени со своими имитаторами, но и предпочитали заниматься с ними простым заданием, даже когда им предоставлялась возможность выполнить то же задание с не-имитатором. [25] Имитация наблюдалась в недавних исследованиях на шимпанзе; эти шимпанзе не только копировали действия другой особи, когда им предоставлялся выбор, шимпанзе предпочитали имитировать действия старшего шимпанзе более высокого ранга, чем молодого шимпанзе более низкого ранга. [26]
Животные могут обучаться, используя наблюдательное обучение, но без процесса имитации. Одним из способов является стимулирующее усиление , при котором индивидуумы начинают интересоваться объектом в результате наблюдения за другими, взаимодействующими с объектом. [27] Повышенный интерес к объекту может привести к манипулированию объектом, что позволяет формировать новое поведение, связанное с объектом, путем обучения методом проб и ошибок. Хаггерти (1909) придумал эксперимент, в котором обезьяна взбиралась по стенке клетки, помещала свою руку в деревянный желоб и тянула за веревку в желобе, чтобы выпустить еду. Другой обезьяне была предоставлена возможность получить еду после того, как она наблюдала, как обезьяна проходит через этот процесс четыре раза. Обезьяна применила другой метод и, наконец, добилась успеха после проб и ошибок. [28] При локальном улучшении демонстратор привлекает внимание наблюдателя к определенному месту. [29] Было замечено, что локальное усиление передает информацию о поиске пищи среди птиц, крыс и свиней. [30] Безжалая пчела ( Trigona corvina ) использует локальное улучшение для обнаружения других членов своей колонии и пищевых ресурсов. [31]
Хорошо задокументированный пример социальной передачи поведения произошел в группе макак на острове Хатидзёдзима , Япония. Макаки жили во внутреннем лесу до 1960-х годов, когда группа исследователей начала давать им картофель на пляже: вскоре они начали выходить на пляж, подбирать картофель с песка, чистить и есть его. [9] Примерно через год была замечена особь, которая приносила картофель к морю, одной рукой опускала его в воду, а другой чистила. Это поведение вскоре стало проявляться у особей, живущих в контакте с ней; когда они рожали, это поведение также проявлялось у их детенышей — форма социальной передачи. [32]
Обучение — это узкоспециализированный аспект обучения, в котором «учитель» (демонстратор) корректирует свое поведение, чтобы увеличить вероятность того, что «ученик» (наблюдатель) достигнет желаемого конечного результата поведения. Например, известно, что косатки намеренно выбрасываются на берег, чтобы поймать ластоногих . [33] Матери-косатки обучают своих детенышей ловить ластоногих, выталкивая их на берег и поощряя их атаковать добычу. Поскольку мать-косатка изменяет свое поведение, чтобы помочь своему потомству научиться ловить добычу, это является доказательством обучения. [33] Обучение не ограничивается млекопитающими. Например, было замечено, что многие насекомые демонстрируют различные формы обучения, чтобы добыть пищу. Муравьи , например, направляют друг друга к источникам пищи с помощью процесса, называемого « тандемным бегом », в котором муравей направляет муравья-компаньона к источнику пищи. [34] Было высказано предположение, что муравей-ученик способен выучить этот маршрут, чтобы в будущем добывать пищу или научить этому маршруту других муравьев. Такое поведение обучения также демонстрируют вороны, в частности новокаледонские вороны . Взрослые особи (по отдельности или в семьях) обучают своих молодых подростков, как создавать и использовать инструменты. Например, ветки пандануса используются для извлечения насекомых и других личинок из отверстий в деревьях. [35]
Индивидуальное размножение является наиболее важной фазой в распространении особей или генов внутри вида: по этой причине существуют сложные ритуалы спаривания , которые могут быть очень сложными, даже если их часто рассматривают как фиксированные модели действий. Сложный ритуал спаривания колюшки , изученный Тинбергеном, считается ярким примером. [36]
Часто в социальной жизни животные борются за право на размножение, а также за социальное превосходство. Распространенным примером борьбы за социальное и сексуальное превосходство является так называемый порядок клевания среди домашних птиц . Каждый раз, когда группа домашних птиц сожительствует в течение определенного периода времени, они устанавливают порядок клевания. В этих группах одна курица доминирует над другими и может клевать, не будучи клюнутой. Вторая курица может клевать всех остальных, кроме первой, и так далее. Куры, находящиеся выше в порядке клевания, иногда могут отличаться более здоровым внешним видом по сравнению с курами более низкого уровня. [ необходима цитата ] Пока устанавливается порядок клевания, могут происходить частые и жестокие драки, но как только он устанавливается, он нарушается только тогда, когда в группу входят другие особи, и в этом случае порядок клевания восстанавливается с нуля. [37]
Несколько видов животных, включая людей, склонны жить группами. Размер группы является важным аспектом их социальной среды. Социальная жизнь , вероятно, является сложной и эффективной стратегией выживания. Ее можно рассматривать как своего рода симбиоз между особями одного вида: общество состоит из группы особей, принадлежащих к одному виду, живущих в рамках четко определенных правил управления питанием , распределения ролей и взаимной зависимости. [38]
Когда биологи, интересующиеся теорией эволюции, впервые начали изучать социальное поведение, возникли некоторые, по-видимому, неразрешимые вопросы, например, как рождение стерильных каст , как у пчел , можно объяснить с помощью эволюционного механизма, который подчеркивает репродуктивный успех как можно большего числа особей, или почему среди животных, живущих небольшими группами, таких как белки , особь рискует собственной жизнью, чтобы спасти остальную часть группы. Такое поведение может быть примером альтруизма . [39] Не все виды поведения являются альтруистическими, как указано в таблице ниже. Например, в какой-то момент утверждалось, что мстительное поведение наблюдалось исключительно у Homo sapiens . Однако сообщалось, что другие виды были мстительными, включая шимпанзе, [40] , а также были отдельные сообщения о мстительных верблюдах. [41]
Альтруистическое поведение объясняется геноцентрическим взглядом на эволюцию . [42] [43]
Одним из преимуществ группового проживания является снижение хищничества. Если количество нападений хищников остается прежним, несмотря на увеличение размера группы добычи, каждая добыча имеет сниженный риск нападения хищников за счет эффекта разбавления. [10] [ нужна страница ] Кроме того, согласно теории эгоистичного стада , преимущества приспособленности, связанные с групповым проживанием, варьируются в зависимости от местоположения особи в группе. Теория предполагает, что особи того же вида, расположенные в центре группы, уменьшат вероятность нападения хищников, в то время как те, кто находится на периферии, станут более уязвимыми для нападения. [44] В группах добыча также может активно снижать риск нападения хищников за счет более эффективной тактики защиты или за счет более раннего обнаружения хищников за счет повышенной бдительности. [10]
Еще одним преимуществом групповой жизни является повышенная способность добывать пищу. Члены группы могут обмениваться информацией об источниках пищи, облегчая процесс поиска ресурсов . [10] [ нужна страница ] Медоносные пчелы являются ярким примером этого, используя танец виляния , чтобы сообщать о местоположении цветов остальной части улья. [45] Хищники также получают выгоду от охоты в группах , используя лучшие стратегии и имея возможность убивать более крупную добычу. [10] [ нужна страница ]
Некоторые недостатки сопровождают жизнь в группах. Жизнь в непосредственной близости от других животных может способствовать передаче паразитов и болезней, а слишком большие группы могут также испытывать большую конкуренцию за ресурсы и партнеров. [46]
Теоретически, социальные животные должны иметь оптимальные размеры групп, которые максимизируют выгоды и минимизируют издержки группового проживания. Однако в природе большинство групп стабильны при размерах, немного превышающих оптимальные. [10] [ нужна страница ] Поскольку обычно для особи выгодно присоединиться к группе оптимального размера, несмотря на небольшое уменьшение преимущества для всех членов, группы могут продолжать увеличиваться в размерах до тех пор, пока не станет выгоднее оставаться в одиночестве, чем присоединиться к слишком полной группе. [47]
Тинберген утверждал, что этология должна включать четыре вида объяснения в любой пример поведения: [48] [49]
Эти объяснения являются взаимодополняющими, а не взаимоисключающими — все примеры поведения требуют объяснения на каждом из этих четырех уровней. Например, функция еды заключается в получении питательных веществ (что в конечном итоге способствует выживанию и размножению), но непосредственной причиной еды является голод (причинность). Голод и еда эволюционно древние и встречаются у многих видов (эволюционная история) и развиваются на ранних этапах жизненного цикла организма (развитие). Легко спутать такие вопросы — например, утверждать, что люди едят, потому что они голодны, а не для получения питательных веществ — не осознавая, что причина, по которой люди испытывают голод, заключается в том, что он заставляет их получать питательные вещества. [50]
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1973 года была присуждена совместно Карлу фон Фришу, Конраду Лоренцу и Николаасу Тинбергену "за открытия, касающиеся организации и выявления индивидуальных и социальных моделей поведения".
{{cite journal}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2024 г. ( ссылка )