Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

На закате и рассвете тунец выполняет странный маневр, который называют «пикирующим погружением»: он быстро опускается под крутым углом в глубину, а затем возвращается на поверхность. Это происходит приблизительно за полчаса до рассвета или через полчаса после заката, когда солнце находится градусах в шести ниже горизонта [450] Willis, J., Phillips, J., Muheim, R., Diego-Rasilla, F. J., & Hobday, A. J. (2009). ‘Spike dives of juvenile southern bluefin tuna (Thunnus maccoyii): a navigational role?’, Behavioral Ecology and Sociobiology, 64 (1). P. 57. .

Как ни странно, в верхней части головы тунца, между глазами, имеется светопроницаемое «окошко». Этот «иллюминатор» соединен с мозгом рыбы полой трубкой, что позволяет свету достигать светочувствительных клеток на поверхности шишковидного тела, необычайно развитого у этих животных. Трубка расположена так, что на этапе подъема из пикирующего погружения она должна быть направлена вертикально вверх.

Одна из гипотез утверждает, что таким образом тунец производит съемку поляризационных рисунков в сумеречном небе для калибровки своего магнитного компаса. А на глубинных этапах погружения (при котором они ныряют на глубину до 600 метров) они, возможно, могут измерять напряженность магнитного поля на океанском дне с более высокой точностью, чем находясь у поверхности. Этот процесс может быть нужен для использования магнитной карты.

Поскольку у других представителей рода тунцов была обнаружена чувствительность к магнитным полям [451] Walker, M. M. (1984). ‘Learned magnetic field discrimination in yellowfin tuna, Thunnus albacares’, Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology, 155 (5). P. 673–679. , вполне логично предположить, что тунцы могут использовать в навигации геомагнетизм, но точно этого никто не знает.

Крысы играют в исследованиях бионавигации еще более заметную роль, чем голуби, пчелы или муравьи. Отчасти это связано с тем, что их легко содержать и они не (слишком) возражают, когда ими манипулируют. Но еще важнее то обстоятельство, что они относятся к млекопитающим и, следовательно, гораздо больше сходны с нами, чем птицы или насекомые. Это делает их неотразимо привлекательными для исследователей.

Благодаря десяткам тысяч экспериментов, в которых крыс учили находить дорогу в хитроумно спроектированных лабиринтах, мы знаем, что они — как и мы — активно используют для прокладки маршрута разнообразные визуальные ориентиры. Но значит ли это, что для объяснения их навигационного поведения совершенно не нужно привлекать какие бы то ни было «высшие» мыслительные процессы, не говоря уже об использовании карт? Или все же нужно?

В течение первой половины XX века представители господствовавшей тогда «бихевиористской» школы психологии упорно цеплялись за теорию, утверждающую, что любое выученное поведение можно объяснить в терминах так называемой модели стимула и реакции (С-Р). Теория С-Р действительно позволяет описать многое из того, что животные учатся делать в лабораторных условиях. Но ортодоксальный бихевиоризм давно уже вышел из моды. Сегодня ни один ученый не станет спорить с тем, что у животных, отличных от человека, может быть сложная умственная и даже эмоциональная жизнь. Как сказал великий приматолог Франс де Вааль:

Приписывая любое поведение единому механизму обучения, бихевиоризм сам подготовил свое падение. Излишний догматизм сделал его больше похожим на религию, чем на научную теорию [452] De Waal, F., Are We Smart Enough to Know How Smart Animals Are? (Granta, 2016). P. 55. [453] Цит по изд.: Де Вааль Ф. Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных? / Пер. Н. Майсуряна. М.: Альпина нон-фикшен, 2017. .

Даже в эпоху расцвета бихевиоризма находились психологи широких взглядов, которые осмеливались ставить ортодоксальную точку зрения под вопрос. Одним из них был Эдвард Толмен (1886–1959) из Калифорнийского университета в Беркли. В своей знаменитой статье, опубликованной в 1948 году, он дерзнул усомниться в применимости теории С-Р в области бионавигации:

Научение, согласно этой школе [бихевиористов], состоит в упрочении одних связей и в ослаблении других. В соответствии со схемой «стимул — реакция» крыса в процессе обучения в лабиринте беспомощно отвечает на ряд внешних стимулов: свет, звук, запах, прикосновение и т. п., — оставляющих следы в ее органах чувств, плюс ряд внутренних стимулов, приходящих от висцеральной системы и от скелетных мускулов. Эти внешние и внутренние стимулы вызывают реакции — ходьбу, бег, повороты, возвращения, принюхивания и т. п. Согласно этой точке зрения, центральную нервную систему крысы можно сравнить с работой телефонной станции [454] Tolman, E. C. (1948). ‘Cognitive maps in rats and men’, Psychological Review, 55 (4). P. 189. [455] Цит. по: Толмен Э. Когнитивные карты у крыс и у человека // История психологии (10–30-е гг. Период открытого кризиса): Тексты. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1992. С. 124–143. .

Однако Толмен считал такое механистическое описание безнадежно неполным. Самое важное наблюдение, которое он сделал, заключалось в том, что крысы умеют находить и использовать короткие пути к цели, до которой их до этого обучали добираться только по более длинным, непрямым маршрутам. А когда на заученном маршруте обнаруживается препятствие, им удается находить обходные пути. Как такое может быть? Толмену казалось, что крысы не слепо следуют по фиксированному маршруту , определенному в точном соответствии с моделью С-Р, а каким-то образом определяют положение цели в пространстве . Другими словами, казалось, что они используют какого-то рода навигацию, где точкой отсчета служат внешние объекты.

Дальнейшие эксперименты, поставленные Толменом и другими, привели его к выводу, что крысы по собственной инициативе исследуют ту среду, в которой они находятся, и приобретают при этом «когнитивные карты», на которых каким-то образом отмечены все важные для них места и объекты. Это утверждение, разумеется, привело в ярость ортодоксальных бихевиористов, которые попытались — с изобретательностью, достойной средневековых богословов, — объяснить полученные им результаты в рамках теории С-Р.

Толмен не первым из известных ученых высказал предположение, что отличные от человека животные могут использовать карты. В 1920-х годах ведущий немецкий психолог Вольфганг Кёлер [456] Кёлер Вольфганг (1887–1967) — один из основателей гештальтпсихологии. С 1913 по 1920 г. работал директором станции исследования человекообразных обезьян Прусской академии наук на о. Тенерифе. опубликовал весьма загадочные результаты наблюдений, сделанных им во время Первой мировой войны, когда он жил вместе со своей собакой на Канарских островах [457] См. краткое изложение: Gould & Gould, Nature’s Compass. P. 155–157. .