Экология
В дикой природе для того чтобы выжить, нужно уметь приспосабливаться. Многие животные следуют этому золотому правилу, поэтому их популяции процветают. Некоторые адаптации возникли миллионы лет назад и до сих пор успешно используются представителями животного мира. Узнайте об этих самых главных адаптациях, благодаря которым мы сегодня можем быть свидетелями такого большого разнообразия фауны на планете.
1) Стаи, стада, группы
Среди всех адаптаций животного мира, пожалуй, самая важная – это привычка жить в коллективе. Животные получают немало пользы, живя бок о бок с представителями своего вида. Они помогают друг другу добывать пищу, защищаться от врагов и вместе заботиться о потомстве. Бесчисленное количество видов объединяются в группы, колонии, стада, стаи, сложные сообщества или свободные ассоциации. Однако самыми распространенными группами в животном мире являются группы под названием "нуклеарные семьи" , в которые входят самец, самка и их потомство, или самец, несколько самок и их потомство, или группа самок и их потомство, или другие комбинации.
2) Полет
Животные приспособились по-разному перемещаться, живя на планете, включая ходьбу, плавание, лазание или прыгание. Но самой примечательной из адаптаций к передвижению можно назвать полет. Полет позволяет животным не только перемещаться на дальние расстояния намного быстрее, чем при ходьбе или беге по поверхности, умение летать позволяет скрываться от врагов, находить новые территории, искать источники пищи, которые в противном случае были бы недоступны. Полет изменил жизнь не только многих животных, он также полностью поменял и нашу жизнь, трансформировал человеческое общества, подарил множество возможностей.
3) Миграции
Эта адаптация встречается у многих живых существ, особенно птиц и насекомых. Ничто в природе так не впечатляет, как движение целых популяций животных, которые перемещаются большими группами с одного места в другое. Причины миграций могут быть самые разные, но обычно связаны с недостатком пищи и поиском новых, более богатых пищей мест, а также животные часто мигрируют для того, чтобы спариваться и производить на свет потомство. Некоторые живые существа способны мигрировать на поразительно дальние расстояния, преодолевая ежегодно тысячи километров. Например, полярная крачка каждый год мигрирует с мест размножения в Арктике к местам зимовки в Антарктиде, преодолевая расстояние в 40 тысяч километров.
4) Маскировка
Способность слиться с окружающей средой и стать незамеченным очень помогает для того, чтобы избежать хищников, особенно тем животным, которые достаточно малы и не имеют других средств защиты от врагов в своем арсенале. Маскировкой пользуются многие живые существа. Некоторые виды животных, включая скорпену и древесную лягушку, могут менять внешность для того, чтобы соответствовать окружающей среде. Другие в ходе эволюции превратились в нечто совершенно не похожее на животный организм, например, ветку или листик. Зебры – животные, которые тоже используют маскировку для обмана потенциального врага. Для льва зебра кажется массой черных и белых полос, но не соблазнительным лакомством.
5) Спячка
Вылезать из постели в холодные и пасмурные зимние дни – занятие не из приятных, поэтому некоторые животные предпочитают проводить всю зиму в спячке. Это гениальный способ избежать холода и выжить в суровых условиях, когда ресурсы очень скудны. Многие животные впадают в спячку, включая бурундуков, ежей, летучих мышей и медведей. Некоторые животные, например американский черный медведь, спят всю зиму, но его достаточно легко разбудить. Другие животные, например, большая часть млекопитающих, которые впадают в спячку зимой, спят так крепко, что впадают в анабиоз и у них приостанавливаются многие функции организма. Разбудить их очень сложно, если вообще возможно.
6) Сохранение ресурсов
Для животных, которые обитают в местах, где ресурсы, такие как пища и вода, очень скудны в течение долго периода, способность запасать жир и воду в своем теле помогает выжить. Этой удивительной особенностью обладает двугорбый верблюд, который обитает в засушливых районах Центральной и Восточной Азии, где температура воздуха летом варьируется от минус 5 до 40 градусов Цельсия. Эти верблюды прекрасно приспособились к таким суровым условиям. Во-первых, их горбы заполнены жиром, который превращается в энергию и воду, необходимые для того, чтобы выжить в суровое время года. Более того, эти верблюды совершенно не потеют, пока температура их тела не поднимется до 40 градусов.
7) Обманчивое изменение размеров
Многие животные адаптировались казаться крупнее для того, чтобы отпугивать врагов. Например, иглобрюхие рыбы могут раздуться и увеличиться в размерах почти в два раза для того, чтобы запугать врага и получить преимущества. В случае опасности эти рыбы закачивают воздух и воду в свой очень эластичный живот и становятся круглыми, как мячики. В раздутом состоянии этим рыбам сложно двигаться, но это уже не так важно, так как они становятся на вид не особо привлекательными в качестве обеда.
8) Шерсть
Для нас, людей, волосы на теле не несут какого-то особо важного значения, и мы можем прекрасно жить и без них. Однако для большинства животных в дикой природе шерсть – важный защитный элемент. Возьмем, к примеру, мускусного быка. Шерсть жизненно важна для этих животных, которые обитают в очень холодных условиях на Аляске. Плотная лохматая шерсть свисает до самой земли, давая быку необходимую защиту от холода, что позволяет этим существам выдерживать экстремально низкие температуры. Мех помогает животным выжить зимой при средней температуре минус 35 градусов Цельсия. Животные сбрасывают зимнюю шерсть и меняют ее на более легкую летнюю, когда температура воздуха повышается до 5-10 градусов Цельсия.
Живут группами. Антилопы гну, например, собираются в огромные стада, чтобы вместе отправиться в далекое путешествие на поиски богатых кормом пастбищ. Грифы собираются стаями, чтобы расправиться с добычей. Есть другие группы с более строгой организацией. Рыбы сбиваются в большие стаи, чтобы помешать хищникам охотиться за ними, поскольку из плотной стаи труднее выхватить отдельную рыбу.
Многие птицы также образуют большие стаи, чтобы было легче защищаться от хищников. Однако существуют еще более организованные группы, в которых каждое животное играет свою особую роль и выполняет определенные функции, служащие на пользу всему сообществу.
Семейные группы животных
Обитающие в пустынях Южной Африки сурикаты объединяются несколькими семьями в группы из 10-30 животных. Они поселяются в одних жилищах с другими видами виверровых и бурундуками. Семейные союзы очень прочные, и все их члены помогают друг другу в повседневной жизни. Один член семейства всегда следит за нападением хищников с воздуха, а другой - за наземными хищниками. Все члены семьи принимают участие в добывании пищи и вместе нападают на врага.
Жизнь в стае
Волки, собираясь стаями, могут нападать даже на более крупных, чем они сами, травоядных животных. Каждый член стаи во время охоты выполняет определенную задачу. Как правило, в стаю объединяется довольно много волков. Однако там, где травоядных мало и волки вынуждены питаться более мелкими животными, стаи бывают небольшими и состоят лишь из нескольких животных.
Еще недавно в умеренных климатических зонах не было хищников более распространенных и опасных, чем волки. Их можно было встретить на североамериканском континенте от Аляски до Мексики и повсюду в Европе и в России. Многолетнее преследование этих животных привело к тому, что они оказались на грани исчезновения. Но теперь в Йеллоустонском парке в США, куда их завезли, снова можно услышать их вой. Волки - хищники, питающиеся практически любыми животными, живущими на их территории, от мелких грызунов до крупных травоядных, будь то лоси, олени или даже овцебыки. Тактика охоты волков зависит от животного, на которого они охотятся. Порой стая прочесывает местность в поисках полевых мышей и кроликов, порой организуется погоня за крупным зверем с применением различных уловок. Чем больше крупной добычи приходится на каждого члена стаи, тем меньше охраняемая волками охотничья территория. Из своего логова волки громким воем оповещают соседей о размерах стаи и о своей силе.
Гиеновая собака
Родичи волков и собак гиеновые собаки живут в саваннах на востоке и юге Африки. Как и волки, они объединяются в стаи, чтобы вместе охотиться на гну, газелей и другие виды антилоп. Они гонят их перед собой до тех пор, пока выбившееся из сил животное упадет. Так же как у волков, лишь одна пара гиеновых собак заводит детенышей. Другие родичи доминирующего животного не размножаются и только помогают растить щенят. Когда стая отправляется на охоту, одна из "теток" остается в убежище, чтобы охранять щенят.
Колонии у животных
Некоторые виды животных собираются вместе только во время спаривания. Они организуют большие колонии, которые сразу после выполнения своей задачи вновь распадаются. В таких колониях распределения ролей не существует. Однако, особенно у менее развитых видов животных, существуют сохраняющиеся на всю жизнь сообщества, члены которого ведут себя так, словно составляют единый живой организм.
Коралловые полипы
Коралловые полипы - просто устроенные организмы, каждый из которых имеет длину лишь около 2 миллиметров. Вместе, однако, они строят огромные известняковые образования, которые постоянно разрастаются. В зависимости от вида кораллов их колонии выглядят совершенно по-разному (внизу слева). Некоторым из них уже более тысячи лет. Самый большой коралловый риф в мире, Большой Барьерный риф, также состоящий из мельчайших полипов, находится вблизи Австралии.
Физалия
Родственная медузам и кораллам физалия, называемая также португальским корабликом, представляет собой не одиночное животное, а группу мелких живых организмов (зооидов). Каждый из них выполняет определенную задачу. Некоторые зооиды имеют ротовой аппарат, и они длинными щупальцами ловят мелкую рыбешку, которой питается вся колония. Другие превращаются в наполненные воздухом пузыри и удерживают всю колонию у поверхности воды. Отвечающие за размножение организмы выделяют сперматозоиды и яйцеклетки.
Колонии пингвинов
Императорские пингвины в брачный сезон собираются в большие колонии на льду Антарктиды. Там насчитывается более 30 гигантских колоний пингвинов, большей частью на паковом льду, который в течение долгой зимы представляет собой единый монолит. Почему в столь негостеприимном крае именно в это время собирается такое количество пингвинов, может показаться загадкой. Однако императорские пингвины высиживают птенцов именно зимой, чтобы они вылупились к весне, когда появляется много корма.
Шествие гусениц
Гусеницы походных шелкопрядов собираются вместе, чтобы добывать пищу и защищаться от врагов. Они плетут огромные паутинные гнезда в верхушках елей и в дневные часы прячутся в них. Ночью они выползают из гнезд и длинной процессией, растягивающейся порой до 10 м, во главе с предводителем отправляются на поиски пищи.
Гнезда на скалах
Олуши - широко распространенные морские птицы. Их шумные колонии располагаются по возможности в отдаленных местах, например на мелких прибрежных островах. Несмотря на то что эти элегантные птицы живут тесно друг с другом, они очень агрессивны и никого не допускают на свою территорию, которая редко бывает больше их гнезда. Хищникам бывает трудно нападать на такие огромные агрессивные скопления птиц.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Сейчас домашние кошки не видят никаких преимуществ в стадном существовании, однако обозреватель выяснил, что в будущем это может измениться. Или все-таки нет?
Насколько трудно заставить кошек объединиться в стаю?
Спросите у Дэниэла Миллса, профессора ветеринарной поведенческой медицины из Университета Линкольна (Великобритания).
В своем недавнем исследовании Миллс и его коллега Элис Поттер продемонстрировали, что кошки более независимы и больше любят одиночество, чем собаки.
Трудности, с которыми они столкнулись во время исследования, стали еще одним подтверждением неоднозначной репутации этих животных.
"Заставить их поступать так, как хотите вы, очень непросто, - говорит Миллс. - Они всегда все делают по-своему".
Любой владелец кошки с этим согласится. Но почему же кошки так не хотят сотрудничать ни с себе подобными, ни с человеком?
Или, если взглянуть на этот вопрос с другой стороны, почему столь многие животные, как дикие, так и домашние, совершенно не против жить в коллективе?
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Стадо зебр пересекает рекуВ природе стадное существование распространено очень широко. Птицы сбиваются в стаи, антилопы гну - в стада, а рыба - в косяки. Да и хищники тоже часто охотятся вместе.
Даже родственники домашней кошки - львы - живут в прайдах.
Представители видов, рискующих стать жертвой хищника, поступают так ради безопасности.
Когда у членов группы появляется потомство, его воспитывают всем миром
"Это называется эффектом рассеивания", - говорит биолог Крейг Пакер из Университета Миннесоты в Сент-Поле (США).
"Хищник может схватить только одного, а если вас сотня, то шанс быть съеденным снижается до 1%. А когда ты один, то тебя схватят в любом случае", - объясняет он.
Еще одним преимуществом жизни в группе является так называемый эффект множества глаз: чем больше группа потенциальных жертв, тем больше вероятность того, что они заметят приближающегося хищника.
"А чем раньше вы обнаружите хищника, тем больше у вас времени на то, чтобы избежать встречи с ним", - говорит Йенс Краузе из Берлинского университета имени Гумбольдта (Германия).
Подобная коллективная бдительность имеет и другие преимущества. Так, отдельные особи могут потратить больше времени и энергии на поиск пищи.
Однако дело не только в избегании встреч с хищниками. Животным, живущим в группе, не нужно бродить в поисках подходящей пары, в то время как для одиночек, путешествующих на далекие расстояния, это может быть довольно серьезной проблемой.
Очевидно, что найти себе партнера в стаде или стае намного проще.
Сбившись в кучу, гораздо легче сохранить тепло и не замерзнуть
Когда у членов группы появляется потомство, его воспитывают всем миром: взрослые особи могут сотрудничать друг с другом, чтобы защитить молодняк или добыть для него пищу.
У многих видов птиц, в том числе у арабской дроздовой тимелии, обитающей в Израиле, птенцы остаются в семейных группах до тех пор, пока не будут готовы к размножению. Они танцуют вместе, купаются вместе и даже дарят друг другу подарки.
Стадное существование также помогает экономить энергию. Птицы в стаях и рыбы в косяках передвигаются более эффективно, чем особи-одиночки.
По тому же самому принципу во время Тур-де-Франс велосипедисты формируют пелотон. "Те, кто находится позади, тратят меньше энергии для того, чтобы развить такую же скорость", - говорит Краузе.
А еще (это подтвердят летучие мыши и императорские пингвины) сбившись в кучу, гораздо легче сохранить тепло и не замерзнуть.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Пингвины обычно держатся поближе друг к другуУчитывая все эти преимущества, кажется странным, что некоторые животные избегают компании себе подобных.
Тем не менее, как видно на примере домашних кошек, стадное существование привлекает далеко не всех.
Для некоторых животных никакие плюсы коллективной жизни не стоят того, чтобы делиться едой.
"Всегда наступает момент, когда непосредственная близость других особей приводит к снижению объема потребляемой пищи", - говорит Джон Фрайкселл, специалист в области интегративной биологии из Гуэлфского университета (Канада).
Поймав мышь, кошка меньше всего хочет видеть кого-то рядом с собой, ведь она собирается съесть ее сама
В этом случае ключевым фактором становится наличие достаточного количества пищи, что, в свою очередь, зависит от того, сколько пищи требуется конкретному животному.
А кошачьи в этом вопросе очень требовательны. Так, например, леопард съедает около 23 кг мяса раз в несколько дней.
Как правило, конкуренция за пищу среди диких кошек очень высока, и поэтому леопарды предпочитают жить и охотиться в одиночку.
Тем не менее из этого правила есть одно исключение - львы. По словам Пакера, который занимается изучением африканских львов на протяжении уже почти 50 лет, этим животным очень важно иметь собственную территорию.
В покрытой травой саванне имеются места, которые могут служить идеальным укрытием для ловли добычи, и у животных, которые контролируют эти территории, значительно больше шансов выжить.
"Они просто вынуждены вести социальный образ жизни, чтобы доминировать на своей территории и изгонять конкурентов. При этом выигрывает большая по размеру стая", - говорит Пакер.
Это успешное сосуществование возможно потому, что одной убитой львом жертвы - антилопы гну или зебры - достаточно для того, чтобы накормить сразу несколько самок.
"Размер добычи позволяет им жить в группах, однако на самом деле их к этому подталкивают географические особенности среды обитания", - считает Пакер.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Домашней кошке ни к чему стая, ей и одной отлично среди людейОднако домашние кошки находятся совершенно в другой ситуации, ведь они охотятся на мелких животных.
"Поймав мышь, кошка меньше всего хочет видеть кого-то рядом с собой, ведь она собирается съесть ее сама, - говорит Пакер. - Именно так она и поступает. Ей нечем делиться".
Эти эгоистичные мотивы столь глубоко укоренились в кошачьем поведении, что даже одомашнивание не смогло победить величайшую любовь этих животных к одиночеству.
Это вдвойне верно, если учесть, что человек не одомашнивал кошек. На самом деле, в свойственной для них манере, кошки одомашнили себя сами.
Все домашние кошки происходят от ближневосточных диких кошек (Felis silvestris), "лесных кошек". Люди не выманили этих первых кошек из леса; кошки сами пришли в наши амбары, где бесконтрольно кормилось множество мышей.
Если они вдруг столкнутся лицом к лицу, шерсть у них встает дыбом, а из мягких лапок показываются когти
Быстро положив конец этому безобразию, кошки заложили основу наших поистине симбиотических отношений.
Кошкам нравилось обилие еды в амбарах, а люди были рады избавиться от вредителей.
Домашние кошки не полностью асоциальны, но их общение друг с другом и с владельцами должно происходить только на их условиях.
"Они сохранили высокую степень независимости и проводят с нами время только тогда, когда сами захотят", - говорит Деннис Тернер, фелинолог и специалист в области поведения животных из Института прикладной этологии и зоопсихологии в Хоргене, Швейцария.
"У кошек развилось множество механизмов для того, чтобы держаться отдельно. Эти механизмы препятствуют их стадному существованию", - говорит Миллс.
Кошки помечают свою территорию, чтобы избежать нежелательных встреч друг с другом. Если они вдруг столкнутся лицом к лицу, шерсть у них встает дыбом, а из мягких лапок показываются когти.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Кошки часто конфликтуют друг с другомВ определенных ситуациях может показаться, что домашние кошки все же смирились с жизнью в группах. Например, в сельской местности можно целую стаю кошек, которые живут вместе в амбаре.
Однако Фрайкселл говорит, что это впечатление обманчиво.
"Подобные сообщества кошек непостоянны и, по сути, группой не являются, - говорит он. - Они просто делят территорию, на которой выращивают потомство".
На самом же деле, даже перед лицом высочайшей опасности, которая часто заставляет животных объединиться ради собственной защиты, кошки вряд ли станут сотрудничать.
Оправдав свою репутацию одиночек-недотрог, они оказались нервными, импульсивными и непослушными
"Это просто нетипичное для них поведение, даже при наличии угрозы", - подчеркивает Моник Юделл, биолог из Университета штата Орегон. Кошки просто не верят в численное превосходство.
Все это объясняет, почему кошки заслужили репутацию животных, которых невозможно заставить жить в группе.
Тем не менее есть определенные свидетельства того, что презрение кошек к групповой жизни начинает ослабевать.
В исследовании, опубликованном в 2014 году в журнале Journal of Comparative Psychology, журналисты изучили черты характера домашних кошек. Оправдав свою репутацию одиночек-недотрог, те оказались нервными, импульсивными и непослушными.
Впрочем, интересен тот факт, что домашние кошки могут быть не такими несговорчивыми, как их дикие родственники.
Когда исследователи сравнили домашних кошек с четырьмя дикими - шотландскими дикими кошками, дымчатыми леопардами, снежными барсами и африканскими львами, - то по своему характеру домашние кошки оказались наиболее похожими на львов, живущих в группах.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption В отличие от других кошачьих, львы живут вместеСправедливости ради стоит отметить, что домашние кошки намного лучше терпят компанию друг друга, чем их предки.
Несмотря на то, что группы кошек, живущих в амбарах, являются непостоянными сообществами, они все же очень неплохо уживаются в столь ограниченных пространствах.
В римском Колизее бок о бок живут примерно 200 кошек, а на японском острове Аосима число кошек в шесть раз превышает число людей.
Возможно, сотрудничество в этих колониях не развито, однако такой образ жизни разительно отличается от одиночного образа жизни их дальних предков.
В то же время ученым приходится идти на уступки, чтобы контролировать поведение кошек во время экспериментов.
Львам это удалось, поэтому не исключено, что соответствующая цепочка мутаций все же случится
Когда Юделл проводила свои первые эксперименты с участием кошек, ей было очень трудно заставить испытуемых выполнять приготовленные для них задания.
Раньше она работала с собаками, и те с радостью выполняли любые задания за угощение. Но кошкам угодить было намного труднее.
Юделл удалось достичь успеха только тогда, когда она начала давать кошкам возможность выбрать свое вознаграждение.
"Мне кажется, что нам трудно взаимодействовать с кошками, потому что мы мало о них знаем", - говорит она.
Если ученые смогут проникнуть в глубины кошачьего разума, на смену принудительному сплочению может прийти хитроумное воздействие.
Поведение животных, в том числе склонность или нежелание образовывать группы, во многом обусловлено строением их нейронной сети.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Захочет ли ваш Барсик жить в коллективе? Очень сомнительно...По словам Фрайкселла, даже думать не стоит о том, чтобы в один момент изменить то, что было создано за многие годы естественного отбора.
"Но кто знает? Львам это удалось, поэтому не исключено, что соответствующая цепочка мутаций все же случится, - говорит он. - И если они смогли проделать этот трюк, возможно, и объединение кошек в группы - не такая уж и сумасшедшая идея".
В группах второго типа иерархия и доминирование обычно отсутствуют. Животные держатся вместе в силу инстинкта стайности. Если иерархические группы можно наблюдать почти у всех классов позвоночных, то стаи без доминирования в основном имеют место и особенно распространены в классе рыб. В какой-то степени их можно предполагать в стаях воробьиных птиц. Однако наиболее пристально они изучались именно в классе рыб. Дело в том, что стайные рыбы представляют особую ценность в хозяйственном отношении. Кроме того, изучать стайное поведение, механизмы этого поведения наиболее удобно на стаях рыб, помещенных в аквариумы и бассейны, да и просто в водоемах с применением современной техники (акустическая локация, авианаблюдения, подводные наблюдения и киносъемка). Интенсивные исследования стайного поведения рыб проводил в лаборатории Д. В. Радаков, который на основе своих работ написал интересную монографию «Стайность рыб как экологическое явление» . В этой книге он дает свое определение стаи рыб как «временной группы особей обычно одного вида, которые находятся (все или большей частью) в одной фазе жизненного цикла, активно поддерживают взаимный контакт и проявляют или могут проявлять в любой момент организованность действий, биологически полезную, как правило, для всех особей данной группы. Внешний облик стаи может часто и сильно изменяться в зависимости от состояния рыб и условий, в которых они находятся».
Основные типы структуры стаи пелагических рыб доказаны на схеме. Большое внимание Радаков уделил механизмам согласованности (или организованности) действий рыб в стае, что представляет интерес особенно в связи с отсутствием постоянных вожаков в стае рыб. В этом отношении стаю рыб, говоря языком кибернетики, следует рассматривать, как пример самоуправляемой системы без центрального управления. Опыты Радакова над некоторыми видами стайных рыб подтвердили вывод о том, что в стаях большинства рыб постоянные вожаки отсутствуют. При этом рыбы, идущие в головной части стаи, постоянно заменяются новыми из основной массы данной стаи. Расшифровка кадров киносъемки движущихся стай в экспериментальных бассейнах показала, как рыбы, движущиеся в головной части, даже при прямолинейном движении, постепенно отстают и оказываются в середине стаи, а при повороте на 180 градусов передние начинают поворот, но в поворот включаются все особи и в результате идущие в задней части оказываются впереди (см. рис.). Эти эксперименты также показали, что роль «вожака» на каждый данный момент выполняет достаточно большая по численности часть стаи. Так, для молоди сельди и карповых рыб было доказано, что изменение поведения и движения всей стаи определялось соответствующим изменением части стаи в том случае, если эта часть по своей численности составляла не менее 30- 40% от общего количества особей стаи. Сигнализация в данном случае заключается в передаче особенностей поведения и скорости движения определенной части стаи, выполняющей в этот момент функцию инициатора поведенческой реакции, остальным членам стаи.
Кроме того, экспериментируя в бассейнах Института океанологии Академии наук Республики Куба со стаями атериноморуса (Atherinomorus stipes Muller a. Troshel), Д. В. Радаков установил при помощи киносъемки, что в случае локального испуга у рыб, составляющих незначительную часть стаи, по всей стае пробегает «волна возбуждения». Это быстро перемещающаяся по стае сигнальная зона, в которой рыбы мгновенно реагируют на действия соседей измененном позы тела. Сами рыбы при этом почти не двигаются, но подгибают хвост, как бы готовясь к броску, а передвижение «волны возбуждения» достигает скорости 11, 8- 15, 1 м/сек, т. е. она в 10-15 раз превышает максимальную (бросковую) скорость плавания атериноморусов (рис. 28). Таким образом, сигнал испуга обычно передается по стае атериноморуса быстрее, чем за секунду. Далее этот сигнал может или затухнуть или вызовет «поток движения» всей стаи или ее части. «Поток движения» наблюдался в стаях почти всех исследованных видов рыб. В свою очередь, возникнув у части стаи, он может затухнуть или превратиться в «лавинообразный поток» всей стаи, что зависит от реактивности рыб, количества их в «потоке», скорости его движения и расстояния между «потоком» и остальными рыбами стаи. В большой степени общая реакция стаи зависит и от силы и направления пугающего раздражителя.
Защитное значение стаи.
Для животных, находящихся в естественных условиях, там, где они, как правило, окружены врагами, скопление в многочисленные группы, казалось бы, должно было увеличить их способность к обороне, если сами эти группы не имеют оборонительных способностей. Но поскольку в группах (стаях, стадах, колониях) держатся (по временам или постоянно) животные, относящиеся к весьма различным таксонам, невольно приходит мысль о том, что именно такие группы представляют собой конвергентные оборонительные адаптации, служащие для сохранения численности популяции вида.
И, действительно, исследования выявляют все больший «арсенал» оборонительных возможностей организованной группы животных. Прежде всего, группа животных, которая ведет «тактику кругового обзора», замечает своего врага на значительно большем расстоянии, чем одна особь. Поэтому хищнику намного труднее приблизиться к группе животных на расстояние броска. Одиночные гольяны легче становились добычей щуки. В стаях большинства позвоночных животные могут более спокойно отдыхать или питаться, поскольку часть из них (случайно или даже специально) выполняет роль «часовых» и при появлении опасности движениями или звуками настораживает всю группу. Затем следуют различные оборонительные действия всей группы.
Животные ряда видов, объединившись в группы, активно обороняются от врагов и даже нападают на них. Такое поведение известно для копытных животных (быков, вилорогов и овцебыков). Эти животные при нападении волков и некоторых других хищников часто образуют каре, и, спрятав телят в середину, становятся рогами наружу, организуя круговую защиту. Морские чайки, так же как и вороны, объединившись в гнездовые колонии, часто нападают на хищников и прогоняют их. Следует вспомнить, что активные способы групповой защиты существуют и в ветви первичноротых, где ряд видов общественных перепончатокрылых активно защищают свои гнезда и колонии коллективно, нападая на врагов и пуская в ход свое «оружие».
Такая активная защита - нападение характерна для тех животных, ведущих групповой образ жизни, которые по тем или иным причинам не могут спасаться от врагов бегством, будучи приуроченными к постоянным местам (гнезда с потомством, колонии перепончатокрылых, слабый молодняк) и в то же время имеют различные возможности нападения.
Многие стайные животные спасаются от хищников, убегая, улетая или уплывая от них тесной группой. Казалось бы, увеличенное количество особей в стае увеличивает возможность их поимки хищником, но данные научных исследований показывают обратное: в ряде случаев рыбы, птицы и млекопитающие, так же как и некоторые другие животные, держась в стаях, оказываются менее доступными или даже совсем недоступными для хищников. Даже рыбы, питаясь беспозвоночными (например, дафниями), находящимися в плотных скоплениях, поедают их менее интенсивно, чем при более разреженных концентрациях. Такое явление называют «эффектом смущения» хищника многочисленностью жертв. В погоне за стаей рыб дневной хищник как бы «дезориентируется» большим количеством мелькающих рыбешек, его погоня становится менее целеустремленной, броски следуют один за другим и их подавляющее большинство оканчивается промахами. В то же время погоня за одной рыбкой проходит очень направленно и завершается одним удачным броском». Это дало основание назвать описываемое явление «дезориентацией хищника» вследствие многочисленности жертв.
Дезориентация хищника еще более увеличивается в результате особых защитных «маневров» стаи. Эти маневры неоднократно наблюдал и фиксировал Д. В. Радаков киносъемкой для целого ряда морских и пресноводных рыб, как в отношении живых хищников, так и их моделей. «Маневрирование» заключается в том, что при броске хищника на стаю, находящуюся в состоянии кругового обзора, рыбы ближайшей части стаи рассыпаются от хищника веером вперед и в стороны, создавая перед мордой хищника постоянную «пустоту», и, немного проплывая, тут же заворачивают к хвосту хищника против направления его броска. При этом часто стая, разделившись на две части, снова соединяется и следит за удаляющимся хищником. Этот маневр, если его нанести на бумагу, похож на букву Ф, причем путь хищника составляет вертикальную часть этой буквы (см. рис. А). За это сходство называют такой маневр стаи условно «Ф-маневром». Такое маневрирование было зафиксировано для целого ряда рыб в экспериментах в больших бассейнах. Они были отмечены при погоне кефали и морского налима за стаями атерины (Atherina mochon pontica Euch.), саргана (Belone belone (L.)) за стаями хамсы (Engraulis encrasicholus (L.)), ставриды (Trachurus mediterraneus ponticus Aleev), за стаями мальков кефали, щуки, за стаями верховок и в ряде других случаев.
для стаи песчанки (Ammodytidae), преследуемой пловцом. В момент внезапного испуга (например, бросок хищника) стая мелких рыб часто рассыпается веером, что также дезориентирует хищника. Рассеявшаяся таким образом стая обычно снова быстро восстанавливается. Следует заметить, что картина реагирования стаи пелагических рыб на хищника и специфика ее маневрирования в значительной степени зависят также от соотношения направлении движения стаи и движения хищника.
Указанные особенности стайного поведения рыб в условиях дневной освещенности значительно затрудняют охоту хищников за рыбами, находящимися в стае. Эксперименты, проведенные Д. В. Радаковым и его сотрудниками, показали примерно одно и то же: рыбы в стаях при нападении хищников оказывались для них значительно менее доступными, чем одиночные особи, и истреблялись в 5-6 раз медленнее. Это было доказано как на морских, так и на пресноводных рыбах. Как пишет Радаков, «хищник, нападая на стаю, не преследует какой-нибудь одной рыбки до тех пор, пока не поймает ее. Погнавшись сначала за одной и упустив се, он устремляется за другой, за третьей, пока, наконец, ему удается схватить одну из жертв. В результате, на ее поимку уходит больше времени, чем, если в аквариуме находится одиночная рыбка, погоня за которой получается более целеустремленной».
Обычно голодные хищники,
помещенные при достаточной освещенности вместе со стайкой рыб-жертв, в первые
минуты начинали энергичную погоню и за это время иногда успевали схватить
несколько рыбок. За эти первые минуты в результате пугающего воздействия
хищника стая уплотнялась, принимая «оборонительную» структуру (см. рис. Б). Это
в еще большей степени снижало эффективность охоты, соответственно его пищевая
активность уменьшалась, а в ряде случаев прекращалась совсем. Можно считать,
что прекращение охоты связано с том, что энергия, затрачиваемая хищником на
погоню, оказывается значительно большей, чем энергия, получаемая от пищи. Таким
образом, охота становится энергетически невыгодной.
При изучении оборонительного значения стайного поведения рыб особый интерес представляет их химическая защитная сигнализация. Впервые эту сигнализацию обнаружил Фриш , установивший, что при ранении одного гольяна вся стайка становилась испуганной, разбегалась или уходила в сторону. Фриш показал, что такое же действие оказывает на стаю экстракт из кожи только что убитого гольяна. Эти исследования, продолженные Фришем и другими исследователями, показали, что в коже целого ряда видов рыб находятся специальные колбовидные клетки, не имеющие связи с поверхностью и содержащие вещества, которые при ранении кожи выходят в воду и немедленно вызывают у рыб данного вида сильнейшую реакцию испуга. Это вещество названо «веществом испуга», и установлено, что оно воспринимается при помощи обоняния даже в очень небольших концентрациях. Фриш в опытах с гольянами подсчитал, что пороговая концентрация этого вещества в воде равнялась примерно 1, 4 10 10 г/л. «Вещество испуга» (иногда его называют «феромоном тревоги») и соответствующие реакции были обнаружены у подавляющего большинства рыб отряда карпообразных (Cyprinifornies) и у некоторых видов из других отрядов. Это действие у рыб разных экологических групп проходило по-разному: рыбы, обитающие в зарослях и у других укрытий, состаивались и четко ориентировались на источник запаха, а затем затаивались или уходили в укрытия; придонные рыбы после кратковременного состаивания и броска от источника запаха затаивались у дна на длительное время; рыбы, обитающие в толще воды и у поверхности, реагировали уходом или бросками, а затем снижали активность с образованием плотной защитной стайки. Таким образом, можно сделать вывод, что при воздействии «вещества испуга» образуются определенные экологические стереотипы оборонительного поведения рыб.
Весьма близко к указанной сигнализации стоит явление «запаха страха», установленное для грызунов. Запах, оставленный раненой живой домовой мышью, отпугивает от данного места се сородичей. Было отмечено, что поскольку пятна крови и остатки шерсти мышью не оказывают такого отпугивающего действия на других мышей, то можно думать, что «запах страха» выделяется соответствующими железами испуганного зверька. Наличие таких сигналов, приносящих пользу всей стае, или популяции, еще раз подчеркивает правоту вывода Радакова о том, что групповая жизнь животных, и в частности стайное поведение, - это явление, характерное для надорганизменного уровня, это - групповая защитная адаптация, которая могла создаться в результате группового, а не индивидуального отбора.
Защитное значение стаи известно и для ряда птиц. Ориентолог В. Э. Якоби пишет, что плотные и быстроманеврирующие стаи скворцов, а также некоторых болотных птиц мешают хищникам, и в частности соколу-сапсану, прицельноиуспешно атаковать и схватить определенную птицу. Поэтому хищные птицы при нападении на стаю, прежде всего, стараются отбить от стаи одну особь, а потом уже хватают ее. Часто же при нападении ястреба на стаю мелких птиц он не может схватить ни одной из них.
Для некоторых копытных животных стайное скопление имеет определенное защитное значение также по отношению к кровососущим насекомым. Летом при обилии гнуса (оводов, комаров, кровососущих мух) северные олени собираются в плотное стадо. Кровососы обычно облепляют оленей, находящихся в наружных рядах, и почти не проникают в глубь стада. Поэтому животные в центре стада спокойно стоят или лежат, а внешние ряды оленей ведут себя беспокойно и постепенно передвигаются вокруг центра стада. Чем активнее ведут себя кровососы, тем больше внешних рядов стада оленей находятся в движении, но их число обычно не превышает пяти. Время от времени крайние олени, измученные гнусом, силой прорываются в центр, расталкивая соседей. Учитывая количество оленей в стаде и количество оленей во внешних (беспокойных) рядах, подсчитано, что при 500 оленях в стаде, защищено от кровососов 56% стада, при 2000-77%, а при 4000-83%.
Говоря о защитном
значении группового поведения, следует отметить и защиту животных от
неблагоприятных абиотических факторов среды. В целом ряде работ можно найти
данные о том, что животные, собравшись в группу, тем самым как бы влияют здесь
на микроклимат и потому легче переносят ветры, метели, чрезмерную низкую или
высокую температуру. Взаимное обогревание и коллективную регуляцию температуры
в группах животных самых разных таксонов отмечали большое количество исследователей.
Оно известно и в колониях общественных насекомых (пчелы, муравьи), и при
ночевках некоторых птиц и для ряда стадных млекопитающих. Неоднократно описаны
скопления пингвинов во время морозных ураганов. Эти антарктические птицы
образуют плотные тысячные стаи, в которых птицы со стороны постепенно
передвигаются на подветренную. При этом огромная их масса постоянно «ползет»,
подгоняемая ветром. Такое движущееся скопление пингвинов иногда называют «черепахой».
Сходно ведут себя во время снежных буранов стада овец, лошадей, антилоп и
северных оленей. В степях и пустынях в летние жаркие дни овцы также образуют
скопления, пряча свои головы в тени, отбрасываемой сочленами стада. Наконец,
многие рыбы, змеи и некоторые млекопитающие, впадая в зимнюю спячку, также
образуют большие зимовочные скопления, в которых значительно снижается уровень
обмена веществ.
Значение стаи при питании.
Значение стаи (пли вообще группирования) животных при питании также довольно разнообразно. Прежде всего, в группах животные легче находят скопления пищи. Как показали опыты, проведенные с молодью сайды, та часть рыб из стаи, которая обнаружила корм и бросалась к нему, увлекала за собой других рыб стаи, которые не могли видеть корма (он был от этих рыб скрыт непрозрачной перегородкой), а те в свою очередь увлекали еще более отдаленных сочленов стаи (См. рис3. 1). Таким образом, стадность облегчала рыбе поиск пищи, и в считанные секунды вся стая собиралась на скоплении кормовых организмов, обнаруженных лишь частью ее сочленов.
Велико значение стаи и при поимке добычи у тех хищников, которые применяют тактику «коллективной охоты». Выше было показано, что рыбы, держащиеся оборонительными стаями, становятся почти недоступными для одиночных хищников. Однако в качестве коадаптации у некоторых хищников выработался стайный способ охоты за стайными жертвами. Крупные окуни стаей окружают стайку молоди карповых рыб, отгоняют ее от укрытий и поедают Примерно также описано подобное явление для хищных рыб тропических морей. Д. В. Радаков приводит два своих наблюдения: днем у Западной Африки на поверхности воды, было замечено несколько стай анчоусов, преследуемых снизу тупцами и акулами, а сверху серыми буревестниками. Над стаями стояла пена и брызги. Стаи имели около 5 м в диаметре. Вскоре стаи были уничтожены, и на их месте можно было видеть лишь медленно погружающуюся чешую. Второе наблюдение было произведено в Черном море около Карадагской биологической станции, где Д. В. Радакову удалось приблизиться в подводной маске к стае ставрид, напавших на стаю песчанки. Песчанка держалась в очень плотной стае около полуметра в поперечнике и преследуемая снизу ставридами, была «буквально прижата к поверхности поды». Численность этой стайки быстро уменьшалась. Исходя из этих наблюдений, Д. В. Радаков заключает, что стая хищных рыб прижимает стаю своей добычи к поверхности воды снизу, в результате чего рыбы этой стаи не могут ни спастись бегством в стороны, ни скрыться в глубину. Далее этот автор делает общий вывод, что стайное поведение хищных рыб представляет собой адаптацию, способствующую поимке добычи, поскольку стая хищников может:
1) легче обнаружить стаю жертв и приблизиться к ней;
2) окружить добычу, препятствуя ее бегству;
3) оттеснить добычу от обычных укрытий и, в частности, «прижать» ее снизу к поверхности воды;
4) дезориентировать стаю жертв и внести в ее поведение элементы паники. Таким образом, стайное, организованное поведение рыб хищников оказывается полезным для всей группы в отношении питания. Это верно именно для стай, отличающихся взаимообусловленным, согласованным поведением, тогда как для простого скопления индивидуумов без согласованного поведения вполне подходит заключение «чем больше ртов, тем меньше на долю каждого».
Широко известна «коллективная» стайная охота хищников из семейства собачьих, при которой употребляются самые разные приемы: «оцепление», «гоньба», «нагон», «подстанавливание» и т. п. Они описаны для волков, гиеновых собак, австралийских динго и некоторых других хищников. Коллективная охота описана и для касаток. Эти китообразные охотятся всегда стадом, причем при охоте и на моржей и на дельфинов их приемы были сходны: «сначала следовало окружение стада, а затем расправа с жертвами.
Значение стаи при миграциях и размножении.
Большая часть мигрирующих животных совершает миграции, собираясь в большие стаи, объединяющиеся в передвигающиеся скопления. Исходя из этого, можно полагать, что групповое поведение представляет собой важную адаптацию и при миграциях животных. По всей вероятности, стайность и групповое поведение и в этом случае важны, прежде всего, в защитном и пищевом отношениях. Для животных, передвигающихся по неосвоеннным ими пространствам, защита от врагов и обнаружение мест скопления пищи и мест отдыха должны иметь первоочередное значение. Возможно, в стаях животные легче ориентируются при миграциях. Наконец, весьма вероятно, что стайные миграции рыб имеют прямое отношение к гидродинамическим расчетам, которые показали, что стая рыб, плывущая определенным строем, затрачивает значительно меньшую энергию. В общем же следует заметить, что значение стайного поведения животных при миграциях изучено совершенно недостаточно и нуждается в дальнейших исследованиях.
Еще меньше изучено значение группового поведения животных при размножении. Некоторые позвоночные образуют в этот период скопления типа гнездовых колоний (у птиц и рыб) или лежбищ (у ластоногих). Многие рыбы, подходя к нерестилищу большими скоплениями стай, размножаются, продолжая оставаться в этих скоплениях. Так, например, баренцевоморская треска нерестует у берегов Норвегии, собравшись в большие косяки. Измеренный при помощи эхолота нерестовый косяк имел протяжение и ширину более километра, а толщина его составляла 10-15 м. Такое скопление состояло, по произведенным подсчетам, из нескольких миллионов особей
Следует отметить, что массовые скопления при размножении отмечены и у некоторых беспозвоночных. Так, неоднократно описаны подъемы от дна к поверхности моря нереид, которые временами образуют у поверхности огромные скопления. Интересный случай произошёл летом 1944 г на Белом море, вблизи берегов внезапно появилась масса нереисов (Nereis virens). Они плавали на поверхности моря, изгибаясь, как змеи. Тела их были длиной 30-40 см. В тихую погоду вода буквально кишела этими животными. Рыбаки даже были вынуждены прекратить лов рыбы и сообщить, что на море появились «морские змеи». Обычно эти черви живут на дне, а когда начинают созревать половые продукты, всплывают к поверхности воды для размножения. Тысячи нереид внезапно появляются в воде и «роятся» - плавают, змеевидно изгибаясь, до тех пор, пока половые продукты не выйдут в воду.
Можно предполагать, что все указанные группировки и скопления животных также полифункциональные и могут иметь значение как для интенсификации и синхронизации процессов размножения, так и для защиты от уничтожения хищниками производителей. Возможно также, что собравшиеся животные вносят свою молодую генерацию в больших концентрациях в наиболее оптимальные для нее условия.
Непостоянство стайности.
Следует еще упомянуть об относительном непостоянстве, изменчивости несемейных групп группового поведения животных. У многих видов животных группы (стаи, . стада) образуются лишь на определенных этапах жизненного цикла (миграции, зимовки н т. д.), а при размножении они распадаются на пары и семейные группы. Так обстоит дело у многих птиц и у некоторых рыб. Кроме того, у образовавшихся стай очень часто меняется их состав в результате перемешивания. Так что нельзя со всей уверенностью сказать, что группы – явление постоянное.
Loading...