Наблюдения за сородичами помогли крысам найти лакомство в незнакомом месте
Зоологи обнаружили, что крысы легко находят спрятанное в незнакомом месте лакомство, если до этого они видели, как его отыскал там их сородич. Таким образом, эти грызуны способны составлять мысленную карту пространства, в котором никогда не были, ориентируясь исключительно на наблюдения за поведением сородичей. Как отмечается в статье для журнала Frontiers in Behavioral Neuroscience, результаты исследования в очередной раз подтверждают выдающиеся способности крыс к социальному обучению.
Подобно людям, многие беспозвоночные, рыбы, птицы и млекопитающие способны получать новые навыки, наблюдая за сородичами. Специалисты называют это явление социальным обучением. Например, гладкошерстные выдры (Lutrogale perspicillata) в экспериментах научились открывать контейнеры с едой, копируя поведение членов своей группы. А среди больших желтохохлых какаду (Cacatua galerita) в австралийских городах похожим образом распространилось умение открывать крышки мусорных баков.
Особенно активно социальное обучение исследуют на примере грызунов. Эксперименты показывают, что крысы и мыши быстрее осваивают решение сложных задач (например таких, где для получения лакомства необходимо найти его в уже знакомом им лабиринте или нажать на рычаг), если наблюдают за представителями своего вида. При этом социальное обучение идет эффективнее, если сородич терпит неудачу.
Команда зоологов, которую возглавил Тома Дубле (Thomas Doublet) из Норвежского университета естественных и технических наук, решила выяснить, сумеют ли крысы сориентироваться в незнакомом пространстве, основываясь исключительно на наблюдениях за сородичами. Для этого исследователи отобрали сорок четыре самца серых крыс (Rattus norvegicus) линии Лонг-Эванс и провели с ними ряд тестов. Все эксперименты проходили в установке, которая состояла из прозрачного плексигласового ящика, помещенного внутрь большего ящика с непрозрачными стенками. Между стенками двух ящиков располагались двенадцать лунок, накрытых камешками.
Авторы разделили крыс на две группы. Особей из первой научили находить шоколадное колечко, спрятанное под камешком в одной из лунок. Чтобы грызуны не нашли его по запаху, такие же колечки равномерно распределили под перфорированным дном ящика. После того, как крыса из первой группы двадцать раз подряд находила колечко, в прозрачный ящик помещали крысу из второй группы, чтобы она могла видеть, как ее сородич ищет лакомство. Когда крыса-демонстратор на глазах наблюдателя находила 25 колечек в течение пяти дней, процесс обучения завершали. Затем крысу-наблюдателя выпускали из прозрачного ящика и позволяли ей самой поискать лакомство (во всех тестах с одной парой его всегда помещали в одну и ту же лунку). В попытке увеличить шансы на успешное обучение исследователи объединяли крыс в пары таким образом, чтобы демонстратор и наблюдатель приходились друг другу сиблингами.
Сначала крысы из первой группы находили шоколадное колечко лишь в 12,5 процента попыток, что мало отличается от случайности. Однако довольно быстро доля успешных попыток увеличилась до примерно пятидесяти, а потом и до ста процентов. Кроме того, заметно сократилось время поиска лакомства. При этом после одиннадцати попыток особи из первой группы перестали совершать ошибки и искать корм в неправильных лунках. Таким образом, успешный поиск лакомства требует от крыс опыта.
Когда Дубле с соавторами позволили крысам-наблюдателям из второй группы самостоятельно поискать шоколадные колечки, те справились с задачей уже с первого раза. Доля успешных попыток у них составила 100 процентов. А чтобы впервые найти лакомство, крысам-наблюдателям понадобилось вдвое меньше времени, чем крысам-демонстраторам.
Полученные результаты свидетельствуют, что крысы получают информацию о незнакомом им пространстве, ориентируясь исключительно на поведение сородичей. Тем не менее исследователям необходимо было исключить возможность, что грызуны ориентируются на запах приманки. Для этого крысам-демонстраторам вновь предложили выбрать одну из двенадцати лунок, при этом в первой половине случаев в нужной лунке лежало лакомство, а во второй все лунки были пусты. Доля успешных попыток в обоих случаях оказалась примерно одинаковой. А когда исследователи повторили эксперимент с крысами-наблюдателями, которые обучались поиску лакомств на примере сородичей, оказалось, что те почти всегда выбирают нужную лунку, даже если из-под нее предварительно убрали колечко. Таким образом, в данном исследовании запах мало влиял на успех крыс при поиске корма.
На финальном этапе Дубле и его коллеги решили убедиться, что крысы-наблюдатели составляют мысленную карту пространства, где им предстоит искать лакомство, на основе наблюдений за сородичами — то есть до того, как сами в него попадут. Для этого пяти особям сделали инъекции циклопарафенилена — антагониста NMDA-рецепторов, который мешает гиппокампу формировать новые представления об окружающем пространстве, но не влияет на уже существующие. Вещество вводили крысам-наблюдателям после завершения обучения и за час до того, как они сами отправлялись на поиски правильной лунки. Инъекция никак не повлияла на поведение крыс: во время первых попыток все пять получивших ее особей верно выбрали лунку.
Таким образом, социальное обучение действительно позволяет крысам эффективно решать пространственные задачи в незнакомой среде. Если наивным грызунам во время первой попытки удавалось отыскать нужную лунку лишь случайно, то особи, наблюдавшие за сородичами, сразу же находили ее в ста процентах случаев. Авторы подчеркивают, что данная способность описана для грызунов впервые.
Ранее мы рассказывали о том, как зоологи обнаружили у крыс эффект свидетеля. Он заключается в том, что эти грызуны менее склонны помогать сородичам, если рядом есть другие особи их вида, теоретически способные помочь. Ранее такой эффект был описан только для человека.
Сергей Коленов
Решаясь на сотрудничество, они стремились снизить затраты и увеличить выгоды
Многолетние наблюдения за гиенами в заповеднике Кении помогли биологам из США обнаружить закономерности, лежащие в основе кооперации в условиях высокого риска. Исследователи фиксировали случаи, когда гиены собирались в группы и нападали на львов, с которыми делили, к примеру, пищу. Анализ показал, что гиены чаще объединялись в тех случаях, когда риск был ниже, а следовательно — ниже были и затраты. При этом потенциальная выгода от объединения была не так важна, хотя тоже играла роль. Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B. Пятнистые гиены (Crocuta crocuta) живут большими кланами до 130 особей. Самцы гиен расселяются по мере взросления, а самки остаются там, где родились. В итоге кланы представляют собой большое сообщество из самок, их потомства и самцов-мигрантов. Все они взаимодействуют друг с другом, вместе выращивают детенышей и защищают территорию, но большую часть времени проводят поодиночке или в небольших группах, связи в которых более крепкие. Нередко гиены одного клана объединяются — например, чтобы конкурировать с другими животными. Основные конкуренты гиен — львы, они же — основная причина их смерти. Стычки с этими хищниками опасны, поэтому в каждой ситуации гиены должны оценивать риски, чтобы решить, стоит ли кооперироваться ли с сородичами в борьбе со львами, например, за еду. С одной стороны, у группы гиен против одного-двух львов шансов больше, а с другой — можно избежать конфликта, но затем все равно получить выгоду в виде добытой сородичами пищи. Трэйси Монтгомери (Tracy M. Montgomery) из Мичиганского университета и ее коллеги наблюдали за четырьмя кланами диких пятнистых гиен в национальном заповеднике Масаи Мара в Кении с 1988 по 2016 год. Ученые внимательно фиксировали все ситуации, в которых гиены объединялись в группы из двух или более особей и вступали в конфликты со львами. Нападением или атакой авторы называли случаи, когда две или более гиен ощетинивались и приближались хотя бы к одному льву на расстояние хотя бы 10 метров. Исследователи определяли каждую гиену, участвующую в таком взаимодействии, а также тех, кто предпочитал избежать столкновения, по рисунку пятен и другим отличительным признакам. Кроме этого, они учитывали, насколько близки друг другу гиены, участвующие в совместной атаке, и являются ли они родственниками. Также учитывались количество, пол и возраст львов и контекст столкновения. Исследователи предположили, что гиены с большей вероятностью будут участвовать в конфликтах вместе с сородичами, если возможная выгода будет выше, а затраты — ниже. Тогда гиены должны были чаще сотрудничать в тех случаях, когда львов было меньше или когда среди них было мало самцов; когда в результате столкновения можно было отвоевать тушу животного (чем она больше и свежее — тем лучше); когда их ранг был выше (а значит — больше шансов получить доступ к пище); когда объединяться нужно было с родственниками или другими близкими особями; или когда они были более голодными. Анализ показал, что гиены сталкивались со львами примерно по четыре раза в месяц, и в 42 процентах таких случаев объединялись в группы и вступали в стычки. Это происходило чаще, когда гиен было больше и когда среди львов не было самцов. Также ученые обнаружили, что приветствия, которыми обменивались гиены до того, как объединиться против львов, способствовали увеличению сотрудничества. В целом гиены вдвое чаще дезертировали в моменты, когда другие собирались в группы, чем присоединялись к сородичам. Чаще кооперировались самки (77 процентов участников коалиций) и взрослые особи (89 процентов). Более крепкая социальная связь и родственные отношения между гиенами, а также более высокий ранг также предсказывали сотрудничество. Еще одно важное открытие состояло в том, что у гиен, участвовавших в столкновении со львами за тушу животного, было больше шансов поесть, чем у тех, кто был рядом, но не стал включаться в конфликт. Размер и качество туши, которую гиены могли отбить у львов, обычно не играли роли, однако гиены старались не бороться за тушу крупного животного — бегемота или слона. Вероятно, это связано с тем, что такие туши остаются свежими в течение нескольких дней, и в таких случаях выгоднее просто подождать, пока львы уйдут. Авторы заключили, что в коллективных стычках чаще участвуют те гиены, которые в результате больше получат, чем проиграют. Например, самки, которых в кланах гиен всегда больше, или особи более высокого ранга. При этом потенциальные затраты, судя по всему, важнее, чем потенциальные выгоды: гиены чаще объединялись в условиях низкого риска, независимо от возможного выигрыша. Также роль играли крепкие социальные связи и краткосрочное просоциальное поведение — приветствия, которыми гиены могут обмениваться, прежде чем начнут сотрудничать. Сотрудничество нередко встречается внутри одной социальной группы. А вот с сородичами из других групп нечеловеческие животные объединяются редко, но недавно исследователи заметили такое поведение у бонобо.
