Социальные отношения у животных

Очень многое в нашей жизни зависит от того, с кем мы поддерживаем социальные отношения. Мы полагаемся на мнения родственников, друзей наших друзей, коллег и их знакомых практически во всем: какие книги читать, за кого голосовать, какую искать работу. И в этом уникальными нас никак не назовешь. У множества видов животных социальные отношения влияют на повседневное поведение и, конечно, на выживание. Уже многие десятилетия известно, что и шимпанзе, и другие приматы формируют сложные социальные отношения. Как выяснилось из более свежих исследований, чтобы полностью понять поведение отдельной птицы, дельфина и другого животного, необходимо учитывать социальный контекст. Эти открытия могут повлиять на многие области начиная от проблемы сохранения видов и заканчивая попытками разобраться в наших социальных связях.

Используя на животных методы, разработанные для исследования группового поведения людей, мы получаем возможность иначе взглянуть на наше собственное поведение.

Почему необходимо исследовать социальные связи

Чтобы понять, насколько важны социальные связи, потребовались много времени и новые подходы в этологии — науке об изучении поведения животных.

В 1930-х гг. будущий нобелевский лауреат Конрад Лоренц описал явление запечатления (импринтинга) у гусей— врожденную способность вылупившегося птенца в определенный критический период формировать эмоциональную привязанность к первому встреченному опекуну. Тогда утвердилась идея, что большинство животных — по сути своей автоматы с жестко запрограммированным поведением, которое контролируется генами.

Однако вскоре исследователи поняли, что со встроенными генетическими программами взаимодействуют факторы внешней среды. Поведение животных определяется совместным влиянием генов и индивидуального опыта. Кажется, что данное утверждение многое объясняет, но на самом деле оно не песет большой пользы: результат любого воздействия на организм определяется генами и средой.

Далее ученые начали выяснять, как обучение методом проб и ошибок влияет на формирование поведения. Благодаря этим работам и полевым наблюдениям стало ясно, что животные гораздо умнее, чем считалось ранее: шимпанзе и вороны используют орудия, попугаи решают логические задачи, слоны отключают электрические изгороди, сбрасывая на них большие камни. Изучая проявления интеллекта, исследователи заметили, что некоторые животные, живущие группами, могут обучаться, копируя поведение сородичей. Так, какая-то особь может получить полезную информацию, посмотрев, куда обращено внимание других членов группы.

Физики знают, что как только проблема выходит за пределы задачи о двух телах, она становится невероятно сложной. Первые попытки изучения социальных отношений охватывали взаимодействия двух или трех особей. В этих работах изучалось, как одна особь выбирает того же полового партнера, что и другая, как член группы оценивает боевые способности своего конкурента или как ловкий тунеядец ворует еду у более обеспеченного сородича. Однако чем больше этологи изучали такое поведение, тем сильнее крепло их убеждение в том, что взаимодействия нескольких особей — лишь бледная тень по сравнению со сложными социальными отношениями, объединяющими всех членов группы. Чтобы полностью понять, как устроено общество у животных, надо было признать, что животные, как и люди, образуют сложные социальные сети, связывающие каждую особь со всеми другими членами группы.

Как изучают социальные связи

Современный этап развития исследований начался около 15 лет назад, когда этологи стали применять методы, разработанные социологами для изучения связей внутри человеческого общества. Социологи сначала использовали этот подход для исследования связей среди коллег по работе и соседей, а затем для анализа взаимодействий в виртуальных сетях вроде Twitter или Facebook.

Социальные отношения у животных варьируются от самых простых, как, например, косяк рыб, передвигающихся вместе, до значительно более сложных, как у павианов, где каждая особь вовлечена в разные системы отношений (брачные, иерархические и другие), которые могут напрямую или косвенно влиять на членов группы. Социальная структура часто меняется: особи приходят и уходят, в результате болезни или благодаря полученным знаниям изменяются их положение в группе и связи с ее участниками.

И в сложных и в простых сообществах взаимодействия между членами группы крайне важны для выживания и размножения. От социальной структуры зависят точность и скорость поступления информации о доступной пище, хищниках или половых партнерах. Структурой группы определяется, кто с кем дерется, кто кому помогает или кто от кого зависит. Даже заболевания и паразиты могут передаваться не только напрямую от особи к особи, но и через общение двух животных с третьим — посредником.

При исследовании социальности животных ученые выделяют несколько ключевых понятий: основная особь (та, у которой максимальное количество социальных связей и чье изъятие разрушит всю структуру); узлы (любая особь, входящая в группу); плотность сети (отношение числа реальных связей в сети к общему числу потенциально возможных); степень вершины (общее число связей каждой особи); охват (число друзей у друзей особи) и центральность (соотношение числа социальных связей, включающих данную особь, к общему числу связей в группе). Например, у большинства жителей США в масштабе страны очень низкая центральность, но практически каждый из них знает президента и может обратиться к нему через местные службы. Центральность президента, соответственно, приближается к 100%.

Чтобы показать, как социальные связи работают в природе и как они могут определять поведение группы, мы рассмотрим особенности социальных взаимодействий у трех видов животных.

Полиция макак следит за целостностью группы

Свинохвостые макаки (Мосаса nemestrina) создают множество социальных объединений, каждое из которых состоит из партнеров по играм или по грумингу (чистке шерсти). Объединения могут различаться по размеру, и у каждой обезьяны могут быть разные предпочитаемые партнеры в разных объединениях. Какая-нибудь макака может водном случае занимать более важное положение, в другом – менее. Все обезьяны пристально контролируются несколькими авторитетными особями, которые поддерживают порядок. Этот «полицейский отряд» состоит из высокоранговых самцов, тратящих свои силы и время на прекращение драк между членами группы.

В середине 2000-х гг. Джессика Флак (Jessica Flack) из Института Санта-Фе со своими коллегами (в их числе был известный приматолог Франс де Вааль (Frans de Waal) из Университета Эмори) изучали роль такой полиции в группе из 84 макак, живущих в Национальном центре приматологических исследований им. Йеркса при Университете Эмори. Чтобы узнать функцию какого-нибудь гена, ученые могут выключить его и наблюдать за произошедшими изменениями. Группа под руководством Флак применила аналогичный подход к макакам. Исследователи удалили из группы обезьян трех «полицейских» и стали ждать.

Потеря низкоранговых самцов мало повлияла бы на социальную структуру группы, но, как и ожидалось, отсутствие полиции привело к росту агрессивности в группе и ослаблению примирительных ритуалов после драк. Менее предсказуемым результатом было то, что социальные объединения для игр или груминга подверглись глобальной перестройке.

С исчезновением полиции количество партнеров по игре или грумингу заметно снизилось, т.е. снизился показатель степени вершины для каждой из этих сетей. Кроме того, для оставшихся обезьян уменьшился и показатель охвата, т.е. числа друзей их друзей. Более того, сплоченность всей группы ослабла, произошло что-то вроде балканизации — распада большой группы на несколько меньших, более однородных и редко контактирующих друг с другом. На основе этих наблюдений Флак пришла к выводу, что именно присутствие полиции помогает поддерживать многочисленную группу в хорошем состоянии, с обширными дружественными контактами между участниками.

Эксперименты, в которых показано, что некоторые особи особенно важны для сохранения группы, убедительно свидетельствуют о значимости знаний о социальной структуре животных для сохранения вида. Возьмем, например, косаток (Orcinus огса). По всей видимости, важнейшими узлами для передачи информации о возможности питания и других аспектах жизни в море служат молодые самки. Соответственно, все действия, приводящие к разрушению связей между ними или уничтожению этих особей, например охота или постройка каких-либо барьеров, мешающих их свободному передвижению, нарушат социальную сеть косаток, что снизит способность к выживанию целой группы. Если наши политики будет знать эти факты, то, может быть, удастся снизить силу разрушительного воздействия человека на этих удивительных животных.

Социальная сеть птиц: песни и танцы

Поведение птиц в естественной среде обитания можно использовать для анализа их социальных связей. Длиннохвостый красноногий манакин (Chiroxiphia linearis) живет в Центральной Америке. Самцы этих птиц поразительно красивы. Их тела покрыты сине-фиолетовыми перьями, на голове красная шапочка, и, что очевидно из названия, у них длинный тонкий хвост. Увидев двух самцов вместе на одной веточке, можно с удовольствием наблюдать ритуальную последовательность песен и танцев. Самки манакина смотрят и оценивают такие представления. Множество самцов желают выступить в этом состязании, но, к несчастью, путь к месту в таком дуэте труден и часто сопряжен с агрессией и конфликтами.

Дэвид Макдональд (David McDonald) из Вайомингского университета провел более десяти лет в Коста-Рике, потратив на наблюдения за птицами 9288 часов. Используя методы анализа социальных сетей, он обнаружил, что место в этом ночном шоу с большей вероятностью получают самцы с высоким значением показателя степени вершины. Это состязание, равно как и любой танцевальный турнир, устроено довольно сложно. Вкратце его можно описать так: группа из 8-15 самцов располагается в зоне, где имеются одна или несколько веток, на которых в конечном итоге и будет про исходить выступление. Вне сезона размножения (с конца февраля по начало сентября) или даже во время этого сезона, пока самки нет рядом, любой самец может попробовать спеть и станцевать. Но с появлением самки только два самых высокоранговых самца (альфа и бета) могут петь и танцевать на ветке. Эти две особи объединяются и прогоняют всех других самцов в округе.

Обычно побеждает альфа-самец. Выгода для бета-самца в том, что когда альфа умрет, именно он займет главенствующее положение. Такая система предоставляет огромное преимущество для этих двух особей: у них есть то, чего все хотят, но мало кому удается достичь.

Молодые самцы в возрасте от года до шести лет активно передвигаются между разными зонами около «сцены», устанавливая социальные связи с другими самцами. К десяти годам, а это возраст, в котором самцы приступают к размножению, каждая особь включается в большую социальную сеть с другими самцами. За почти 10 тыс. часов наблюдений Макдональд проследил, кто среди самцов с кем общался в каждый из годов на протяжении более десяти лет. Он построил карту этих социальных связей, по которой можно было бы предсказать, какой из самцов победит и выйдет на сцену в состязательном дуэте.

Показатели, которые он измерял, учитывали как короткие и прямые связи между особями, так и длинные, когда две птицы связаны через несколько особей. Это можно описать так: «Я не знаю Берта лично, но я знаю Кермита, который знает Эрни, а он уже знает Берта». Макдональд показал, что ключевым параметром в данном случае была центральность. Чем выше была центральность у самца, тем выше было его место в иерархии птиц, позволяя даже достичь статуса альфы или беты, подняться на сцену и с помощью песен и танцев найти путь к сердцу самки.

Важно отметить, что такие исследования выявляют социальную структуру и сопоставляют ее с наблюдаемым поведением. При этом прямая причинно-следственная связь между ними лишь предполагается, но не доказана. Возможно, что альфа- и бета-самцы получают свой статус не потому, что у них много социальных связей, а потому, что у них есть свои индивидуальные особенности, которые обеспечивают популярность у сородичей и соответственно, множество связей.

Дельфины и рыбаки

Как уже говорилось, многие методы изучения структуры групп у животных пришли к нам из социологии. Неудивительно, что одними из первых животных, кого стали исследовать таким образом, были дельфины афалины. Эти умные создания по хожи на нас (в лучшие наши годы) большим мозгом и сложной социальной структурой.

В конце 1990-х гг., аспирант Дэвид Луссо (David Lusseau) увлекся афалинами (Tursiops truncaius), обитающими в изумительном Даутфул-Саунде, фьорде на юге Новой Зеландии, недалеко от Университета Отаго, где Луссо в то время писал диссертацию. Семь лет Луссо следил за этими красивыми животными. С помощью фотографий он смог идентифицировать каждого из 64 дельфинов этого фьорда по уникальному расположению естественных меток и пятен на теле.

Сделав более тысяч наблюдений затем, как эти 64 особи образовывали стаи различного размера. Луссо определил, что эти дельфины формируют одну большую социальную сеть, дистанционно объединяющую всех их. Более того, он показал, что отдельные особи предпочитали компанию только определенных других особей. Однако Луссо не по нял, почему так происходит. Какую роль выполняют дельфиньи стаи, как среди их членов распространяется информация и в чем их преимущества?

Чтобы ответить на эти вопросы. Луссо объединился с Пауло Симоэш-Лопешем сотрудником лаборатории водных млекопитающих в Федеральном университете штата Санта-Катарина в Бразилии. Вместе они изучили группу из 55 афалин, обитающую на другой стороне земного шара. Дельфины этой популяции демонстрируют уникальное поведение: они взаимовыгодно сотрудничают с местными рыбаками вида Homo sapiens.

Каждую весну с апреля по июнь бразильские рыбаки, живущие рядом с городом Лагуной, рыбачат, применяя технологии, пришедший с Азорских островов более 200 лет назад. Они забрасывают в море длинные сети, чтобы поймать косяки кефали (Mugil plotanus), мигрирующей из более холодных аргентинских вод. В последнее время рыбакам стали помогать некоторые (но только некоторые!) афалины, которые гонят косяк рыбы под водой прямо на рыбаков. В нужный момент дельфин шлепает по воде хвостом или головой. Этот звук говорит партнеру человеку, когда и куда надо забросить сеть. В результате этого удивительного сотрудничества оба вида ловят вместе больше рыбы, чем поодиночке.

Предыдущие исследования Луссо подсказали ему, что метод изучения социальных сетей может выявить важные детали этого невероятного поведения. С сентября 2007 г. по сентябрь 2008 г. Луссо, Симоэш-Лопеш и их коллеги объезжали систему лагун на катерах, рассматривая и идентифицируя дельфинов, и выясняли, какие особи плавают вместе. Ученым удалось получить достоверные данные про 35 из 55 животных из этой популяции. Даже такой неполный материал однозначно свидетельствовал о сложной структуре социальной системы дельфинов.

Статистический анализ показал, что дельфинов можно разделить натри группы, в которых особи проводят большую часть своего времени. Животные каждой группы предпочитали плавать и взаимодействовать между собой, хотя у каждого из них встречались редкие контакты с особями из других групп. Такая сплоченность может облегчать передачу информации среди членов группы.

Первая группа состояла из 15 дельфинов, каждый из которых сотрудничал с местными рыбаками. В этой группе были сильно развиты внутренние связи: каждый дельфин общался с каждым другим дельфином как во время сезона ловли кефали, так и в оставшееся время года. Они легко могли обмениваться информацией. Неудивительно, что эта группа получала пользу от общения с рыбаками, в то время как дельфины из других групп были лишены такой возможности. Вторая и третья группы очень сильно отличались от первой. Ни один из дюжины дельфинов, образующих вторую группу, не взаимодействовал с рыбаками. Хотя афалины из этой группы также часто проводили время вместе в течение всего года, их социальные отношения были слабее, чем между особями первой группы.

Среди восьми особей третьей группы только один дельфин, известный под номером 20, сотрудничал с рыбаками. Как и все дельфины в этой популяции, «номер 20» большую часть времени проводил в своей группе. Получается, что этот дельфин выступал как бы посредником между своей и сотрудничающей первой группами. В будущих исследованиях было бы полезно заняться выяснением значения таких связей в сложной разветвленной социальной сети. На основе имеющихся пока результатов можно предположить, что такие тесные социальные связи, как впервой группе, вероятно, помогают животным решать задачи, с которыми они не могут справиться в одиночку. В данном случае был изобретен способ эффективного общения с представителем другого вида — человеком-рыбаком.

Исследователи пока не знают, учат ли старые опытные дельфины молодых особей тому, как надо сотрудничать с рыбаками. Учитывая, что такое обучение было показано для других сложных форм пищедобывательного поведения, вполне может быть, что оно обнаружится и здесь. Такие традиции, передающиеся через социальное обучение, составляют основу культуры у животных. Социальные связи сильно облегчают процесс передачи традиций.

Наше представление о поведении животных принципиально изменилось с тех пор, как считалось, что животные похожи на роботов, строго выполняющих генетические программы. Современные ученые знают, что многие животные гораздо умнее, их поведение гибче и они более способны к обучению, чем могли предполагать этологи в середине прошлого века. Мы ожидаем, что представления людей будут и дальше меняться по мере увеличения числа работ, посвященных социальным взаимодействиям животных, а также роста внимания к этим исследованиям. Множество организмов живут вовсе не как запрограммированные автоматы, а почти как люди, в сложной социальной среде, где прямое и косвенное взаимодействие с другими особями имеет большое значение для выживания.