Эти удивительные животные. Самые неожиданные факты о братьях наших... разумных - Вирджиния Морелл

Ни один ученый еще не сообщил о выявлении зеркальных нейронов в мозге рыб, на данный момент они были обнаружены только у млекопитающих.

Существует давнее правило для всех исследователей, которые изучают разум животных, и называется оно «канон Моргана». Это правило названо в честь британского психолога К. Ллойд-Моргана, который предложил его в конце ХIХ века как способ обуздать некоторые дикие антропоморфные заявления о когнитивных способностях животных. Учитывая его влияние, это правило скорее разочаровывает (оно не простое и не очень элегантно сформулировано), но все же приведем его полностью: «Ни в коем случае нельзя интерпретировать то или иное действие как результат проявления какой-либо высшей психологической функции, если это действие можно объяснить на основе наличия у животного способности, занимающей более низкую ступень на психологической шкале». Иными словами, ученые должны были искать самое простое объяснение поведению животных.

Поэтому, хотя поведение брызгунов в точности соответствовало определению термина подражания, Шустер придерживается канона Моргана и не использует это спорное слово. Он и его соавторы просто сказали, что рыбы «копируют» более аккуратных исполнителей.

Но Шлегель все же добавил:

– Это на самом деле невероятно.

И Шустер согласился:

– Мы не ожидали этого.

Свое удивительное открытие Шустер сделал благодаря серии экспериментов с брызгунами, которые он проводил в течение семи лет. Он всегда предполагал, что животные с небольшим мозгом не просто имеют встроенные инстинкты, а способны принимать гибкие решения, и пытался проверить это с помощью своих экспериментов. Для начала он решил выяснить, влияет ли процесс принятия решений на быстрые и точные выстрелы брызгунов.

Старая поговорка «Поспешишь – людей насмешишь» применительна и к животным. Ученые доказали, что существа, которые принимают поспешные решения, чаще совершают ошибки. Но только не брызгуны. Они так редко промахиваются, что их видео на YouTube пользуются постоянной популярностью. До исследований Шустера считалось, что брызгунам всегда удается поразить свою добычу, потому что у рыб встроенные инстинкты, а значит, у них нет никаких когнитивных навыков и они не могут обучаться или принимать решения. Шустер со своими студентами доказали, что это не так. Брызгуны учатся совершать все свои выстрелы, и для того, чтобы попасть в цель, им приходится принимать много решений, причем некоторые из них в считаные миллисекунды.

Чтобы показать, как именно брызгуны поражают свою добычу, Шустер пригласил меня в свой кабинет, где мы посмотрели замедленное видео на компьютере. На экране появился брызгун, гребя плавниками и исследуя зеленую ветку, висящую над водой на метровой высоте. На ветке отдыхал жук.

– Теперь смотрите, что он будет делать, – сказал Шустер. Брызгун едва высунул морду над поверхностью воды и выстрелил струей воды, попав точно в цель. – У брызгуна есть паз или щель над его ртом и язык очень странной формы, – объяснил Шустер. – С их помощью он образует трубку, похожую на паяльную трубку или на ствол пистолета. Рыба засасывает воду в эту трубку, хлопая жабрами. Вообще, они стреляют очень метко и быстро и точно знают, сколько сил должны приложить, чтобы сбить свою добычу.

На экране в это время брызгун одного за другим сбивал пауков, бабочек, кузнечиков и муравьев. Рыбы были похожи на персонажей из видеоигр, действуя удивительно быстро и точно, поэтому наблюдать за ними было очень интересно. Но почему Шустер был так уверен, что их навыки были не просто проявлением инстинктивного поведения?

Шустер улыбнулся, услышав мой вопрос, и, сохраняя на лице выражение «просто-посмотрите-на-это», открыл еще одно видео. На нем в замедленной съемке было записано, как брызгун стреляет в паука. Струя воды, вылетевшая изо рта рыбы, летит по воздуху как мокрый снаряд и сбивает паука в бассейн.

– Чтобы сделать этот выстрел, рыба должна просчитать все: расстояние до цели, силу, которую ей нужно приложить, чтобы сбить его, место, куда он приземлится, и скорость, с которой он будет падать, чтобы успеть поймать его, – объяснил Шустер. Так как молодые брызгуны плохие стрелки, они должны научиться все это делать, – добавил он. – А это, в свою очередь, означает, что этот процесс носит когнитивный характер.

В лаборатории Шустер со своими учениками записывал на видеокамеру выстрелы рыб по различным целям: стационарным, движущимся, горизонтальным, вертикальным, большим и маленьким. А уже после этого исследователи анализировали высокоскоростные изображения кадр за кадром. Из проведенных экспериментов ученые узнали, что большинство рыб могут управлять горизонтальными выстрелами, но должны практиковаться, чтобы научиться выполнять вертикальные выстрелы. Большинство брызгунов также очень хорошо справляются со стационарными целями, но даже самые лучшие стрелки не могут поразить движущуюся добычу, пока не отработают этот навык в течение нескольких дней. По словам Шустера, каждое увеличение высоты цели или скорости мгновенно останавливает рыб, заставляя их «скорректировать свои выстрелы и сделать новые расчеты».

У брызгунов есть «общие правила», которые лежат в основе их расчетов. Вместо того чтобы просто выбрасывать струю воды наугад, рыба прицеливается, но при этом ориентируется не на размер добычи, а на то, насколько крепко насекомое держится за ветку. Другие исследователи доказали, что эта сила сцепления прямо пропорциональна размеру животного.

– Именно эта сила сцепления является целью брызгуна, – пояснил Шустер. – Они сбивают свою жертву струей воды, которая примерно в десять раз сильнее той силы, с которой насекомое цепляется за ветку.

После того как брызгун сбил свою жертву, он должен просчитать, куда упадет добыча и с какой скоростью ему нужно плыть, чтобы схватить ее. Рыба не следит за полетом своей добычи, как делают бейсболисты, когда вычисляют, где нужно ловить летящий мяч. Это было бы напрасной тратой времени. Вместо этого Шустер и Шлегель обнаружили, что как только добыча начинает падать, брызгун вычисляет, куда она упадет, и определяет, насколько быстро ему нужно плыть, чтобы попасть туда и схватить добычу, когда она только соприкоснется с водой. Стрелок не может долго думать, ведь в дикой природе брызгунам, живущим стаями, за каждого сбитого насекомого приходится конкурировать друг с другом, а также со многими другими крупными рыбами. Им приходится принимать моментальные решения.

– Брызгуны делают эти расчеты за сорок миллисекунд, т. е. за доли секунды, – сказал Шустер. – Сейчас некоторые люди критикуют нас и говорят, что они не могут думать, потому что всё это слишком быстро. Значит ли это, что если бы рыба делала это медленнее, то тогда она могла бы думать? – Шустер засмеялся и покачал головой. – Мы иногда принимаем решения так же быстро. Но никто не ставит под сомнение наши мыслительные способности. На самом деле брызгун может охотиться на свою добычу медленнее, но делает это только тогда, когда он находится в аквариуме один. В конце концов, зачем тратить энергию, если не с кем соревноваться?

– Брызгуны принимают свои решения и делают расчеты, используя свой мозг, – подчеркнул Шустер. – Из сравнительных анатомических исследований нейробиологи узнали, что мозг всех позвоночных, и у рыб в том числе, работает одинаково, передавая химические и электрические сигналы между клетками.