Чувства животных

теми же тропинками, не только о том, что они здесь были, но и о том, какого они пола и в каком состоянии находится их репродуктивная система; свежесть метки позволяет судить о передвижениях животного. Собаки — наиболее хорошо известные нам животные, которые метят свои владения и исследуют «автографы» всех тех, кто проходил по ним; коты тоже оставляют пахучие сигналы, хотя мы и не видим, когда они это делают. Бегемот очень оригинальным способом обеспечивает распространение своего запаха: во время дефекации он машет хвостом из стороны в сторону, разбрызгивая помет по довольно большой площади, так чтобы он попал на окружающую растительность на высоте ноздрей бегемота.

Феромоны млекопитающих столь же специфичны, как и у насекомых. Животные обычно не обращают никакого внимания на сигналы животных других видов. Оленьи мыши, например, используют запах для предотвращения межвидового скрещивания. Американская оленья мышь по внешнему виду и образу жизни напоминает обыкновенную лесную мышь. На обширых территориях страны — от болотистых мест до полупустынь — обитает 55 видов мышевидных грызунов, а в некоторых местах несколько видов живут вместе, но даже в таких местах не происходит межвидового скрещивания. Как животные используют запах для сохранения обособленности вида, было показано в экспериментах со специальными клетками, разделенными на три отсека. В один из отсеков помещали, например, оленью мышь из района Скалистых гор, а в другой — оленью мышь из Флориды. Когда оба отсека приобрели характерные для мышей запахи, этих мышей убрали. Затем в третий отсек поместили новую мышь, принадлежавшую к одному из этих двух видов, дав ей возможность двигаться по всем отсекам. Регистрируя время пребывания мыши в каждом отсеке, удалось показать, что она предпочитала ту часть клетки, в которой сохранился запах мыши ее же вида. Почти наверняка именно запах привлекает друг к другу мышей одного вида, даже если они занимают одно и то же местообитание с мышами других видов. В этих же опытах было установлено, что самцов мышей особенно притягивала та часть клетки, в которой стоял запах самки их вида, находившейся в состоянии готовности к спариванию.

Запах имеет очень большое значение и для общественных животных. Животные, принадлежащие к одной группе, постоянно находятся в тесном контакте и трутся друг о друга, в результате чего приобретают общий запах. Иногда этот запах распространяется намеренно: например, кролики-самцы метят крольчат своей группы, потирая их своим подбородком, на котором находятся железы, вырабатывающие пахучий секрет. Групповой запах уменьшает агрессивность между членами группы и дает возможность мгновенно опознать чужака. Если в помещение, где живет вполне сложившаяся группа крыс, поместить новую крысу, хозяева тут же на нее набрасываются. Они примут ее (если, конечно, она выживет) только после того, как она приобретет запах данной группы. Пчелы также используют групповой запах, чтобы узнать своих сожителей по улью. Любое чужое насекомое, пытающееся проникнуть в улей, будет убито пчелами-сторожами.

Недавно было установлено, что групповой запах имеет и другую, быть может даже более важную, функцию. Если содержать колонию крыс в просторном помещении, то их численность возрастает не бесконечно, а стабилизируется на каком-то определенном уровне. Это обусловлено не увеличением смертности и не просто повышенной гибелью молодняка. Численность популяции стабилизируется, когда число особей на квадратный метр становится несколько больше, чем в естественных условиях обитания, и именно плотность популяции является фактором, тормозящим дальнейшее увеличение численности крыс. Когда численность крыс или других животных чрезмерно возрастает, драки между ними становятся обычным явлением, а у членов группы наблюдаются признаки физического и нервного стресса. Функции желез внутренней секреции нарушаются, и поведение животных становится аномальным. Особенно заметно это сказывается на брачном поведении. Процедура ухаживания нарушается, самки теряют способность давать приплод, а те, которым это удается, часто не проявляют должной заботы о потомстве. Короче говоря, жизнь сообщества нарушается, рождаемость падает, а смертность молодняка увеличивается.

Имеются достаточно веские основания полагать, что важную роль в этих изменениях играют феромоны. Если через четыре дня после спаривания подсадить к беременной самке чужого самца, ее беременность прерывается. При этом вовсе не обязательно, чтобы новый самец вступил с ней в контакт. Для прекращения беременности достаточно того, что его запах проникнет в клетку самки. Создается впечатление, что запах самца каким-то образом предотвращает секрецию гормона, который регулирует половой цикл самки.

ГЛАВА 9 Восприятие вибраций

Осязание, или чувство прикосновения, — это способность ощущать давление; его обеспечивают рецепторы, по своей структуре и функции напоминающие пачиниевы тельца, описанные в гл. 1. Эти рецепторы, называемые механорецепторами, распределены по поверхности тела неравномерно. Например, на тыльной стороне кисти их меньше, чем на ладони, и поэтому тыльная сторона менее чувствительна к прикосновениям. На кончиках пальцев находится особенно много механорецепторов; вот почему кончики пальцев обладают чрезвычайно высокой чувствительностью.

Чувствительность различных участков кожи легко проверить с помощью двух булавочек или жестких щетинок. Покалывая булавками какой-либо участок кожи, можно определить, при каком минимальном расстоянии между ними уколы будут восприниматься раздельно (при проведении этого эксперимента необходимо завязать испытуемому глаза). На тыльной стороне кисти уколы воспринимаются раздельно, если расстояние между булавками составляет не менее 32 мм; на ладони для этого достаточно расположить булавки на расстоянии 11 мм, а на кончиках пальцев — на расстоянии всего лишь 2 мм друг от друга. Самая чувствительная к прикосновениям часть тела — язык; здесь уколы двух булавок воспринимаются раздельно даже тогда, когда расстояние между ними составляет 1 мм. Вот почему любая язвочка во рту или щель на месте удаленного зуба всегда кажутся нам такими большими.

Важная особенность чувства прикосновения состоит в том, что при постоянном действии раздражителя последний быстро перестает ощущаться. Мы почти тотчас же забываем о надетой шляпе, так как кожные механорецепторы головы быстро адаптируются к новой ситуации. Когда мы снимем шляпу, восстановление исходного состояния этих механорецепторов происходит медленно, и потому нам кажется, будто шляпа все еще находится на голове. Адаптация механорецепторов вовсе не означает, что они перестают функционировать: мы в любой момент можем сказать, есть ли шляпа у нас на голове, достаточно лишь сосредоточить на этом внимание.

С помощью осязания человек получает самые общие сведения, например, о том, из какой ткани сшита одежда, или о том, лежит ли он на боку или на спине. Кроме того, осязание необходимо и для выполнения специальных задач, когда мы совершаем руками какую-нибудь сложную и тонкую работу. При исследовании какого-либо предмета мы используем руки в качестве органов осязания, дополняя с их помощью информацию, полученную при осмотре предмета. Осязание, в основе которого лежит ощущение давления, играет важную роль в жизни многих животных. Такие различные существа, как змеи и дельфины, во время ухаживания ласкают партнеров, сообщая о своих намерениях с помощью прикосновений; более низкоорганизованные животные воспринимают прикосновение или вибрацию как сигнал опасности. Нежные актинии, живущие на дне моря, в ответ на прикосновение отдергивают щупальца и прячут их в своих трубочках, а улитки, если к ним прикоснуться, втягиваются в раковины.

Предполагают, что вибриссы служат органами осязания, поскольку у их основания находится целая сеть механорецепторов; однако еще никому не удалось выяснить, как именно они используются. У кошки имеется две группы вибрисс, расположенных по обе стороны носа; кроме того, у нее есть пучки вибрисс над глазами и в нижней части подбородка. Все вместе эти вибриссы создают вокруг головы кошки своеобразный веер из щетинок; естественно предположить, что кошка использует их во время ночных прогулок, чтобы избежать столкновений с препятствиями.

В гл. 1 говорилось, что при изучении чувств какого-либо животного необходимо прежде всего узнать, какие органы чувств развиты у него наиболее сильно. И, наоборот, прежде чем изучать какой-либо орган чувств, следует внимательно понаблюдать за животным, которое, по-видимому, использует это чувство. Так, например, у кошачьих, выслеживающих добычу ночью, вибриссы развиты лучше, чем у собачьих, которые в естественных условиях обычно охотятся в дневное время. Песчанки, живущие в пустынях Северной Африки и Азии, проводят весь день в норах и выходят из них только ночью. Эти зверьки, ставшие очень популярными у любителей комнатных животных, имеют всего около 10 см в длину (от кончика носа до основания хвоста), а их вибриссы торчат в стороны на 5 см и вперед на 3 см. Можно предположить, что с помощью таких вибрисс песчанка исследует стенки своей норки и обнаруживает препятствия на пути. У водных животных, таких, как тюлень или выдра, вибриссы также хорошо развиты и, возможно, помогают им находить добычу или обнаруживать препятствия в мутной воде.

Итак, основываясь на косвенных данных, вполне естественно предположить, что животные пользуются вибриссами для обнаружения каких-либо объектов, находящихся в непосредственной близости от них. Весьма вероятно, что с помощью вибрисс животное способно многое узнать о каком-либо объекте, так же как слесарь с помощью отвертки способен определить форму головки шурупа и не глядя вставить отвертку в ее прорезь. Можно рассматривать вибриссы как продолжение тела животного, так же как отвертку можно считать продолжением пальцев слесаря.

Вибриссы могут использоваться и для «дистантного осязания», т. е. с их помощью можно обнаруживать объекты, находящиеся на некотором расстоянии от животного. Движения объекта создают волнообразные колебания воздуха или воды, которые вызывают соответствующие колебания вибрисс, точно так же как звуковые волны заставляют вибрировать антенны комаров. Эти колебания, к которым, возможно, чувствительны вибриссы, характеризуются очень низкой частотой и воспринимаются с помощью осязания, а не слуха, подобно тому как мы ощущаем вибрации, когда мимо нас прогромыхает тяжелый грузовик. Колебания, которые мы воспринимаем с помощью уха, отличаются от колебаний, которые мы осязаем, только по частоте. Ухо воспринимает высокочастотные колебания, тогда как волны низкой частоты ощущаются с помощью органов осязания. Почему бы не предположить, что тюлени и выдры способны обнаруживать плавающую поблизости рыбу по колебаниям воды, которые вызываются ее движением? При этом вибриссы должны действовать подобно рычагам: любое слабое движение будет усиливаться и стимулировать механорецепторы, сконцентрированные у оснований вибрисс.

Еще одно водное млекопитающее, которое может пользоваться «дистантным осязанием», — это дельфин афалина. Мы уже отмечали, что дельфины и близкие к ним виды животных обладают хорошо развитым аппаратом эхолокации, помогающим им обнаруживать добычу; можно было бы предположить, что любая другая система органов чувств для них совершенно лишняя. Однако и афалина и другие дельфины рождаются с несколькими щетинками на морде. Эти щетинки вскоре отпадают, но ямки, из которых они росли, остаются. У взрослого дельфина в каждой такой ямке имеется небольшой «пенечек» — остаток вибриссы, окруженный рецепторами. Пока что мы не располагаем никакими доказательствами того, что эти остатки вибрисс выполняют какую-либо функцию, однако они могли бы использоваться для обнаружения недоступных уху низкочастотных колебаний или завихрений, приходящих от других дельфинов или от камней.

У крота имеется целый набор вибрисс, и вполне вероятно, что он использует их в качестве органов «дистантного осязания» при передвижениях по своим подземным ходам. Хорошо известна способность кротов избегать ловушек, которые ставят им в норы. Кроты засыпают землей подходы к ловушкам и прорывают вокруг них обходные ходы; вполне возможно, что кротам помогает в этом способность обнаруживать встречающиеся на их пути препятствия с помощью вибраций. Тело крота настолько плотно прилегает к стенкам норы, что крот, по сути дела, движется подобно поршню в цилиндре. Создаваемые кротом воздушные потоки могут усиливаться по мере их распространения вдоль хода; весьма вероятно, что крот ощущает их, когда они отражаются от препятствия и возвращаются к нему. Таким же образом ему легко уловить и движения других кротов.

Все, о чем говорилось в предыдущих главах, показывает, что мы еще слишком мало знаем, как функционируют органы чувств животных. Всем хорошо известен такой орган чувств, как вибриссы, и все согласны с тем, что они непосредственно связаны с осязанием, однако еще никому не удалось выяснить, каким образом они осуществляют свою функцию. Единственный, по-видимому, эксперимент, поставленный для выяснения этого вопроса, состоял в том, что нескольким мышам обрезали вибриссы, а затем наблюдали за их поведением. Оказалось, что такая операция нисколько не уменьшала шансов мышей остаться в живых; однако мы не очень-то много узнали из этого эксперимента; вероятно, такие же результаты мы получили бы, отрезав мышам хвосты. Лишь в одном случае с некоторой долей вероятности можно говорить о том, что вибриссы играют какую-то роль в поведении животных: самка морского котика отгоняет агрессивных самцов, хватая их за вибриссы. Охотники на котиков и ученые используют эту специфическую чувствительность: пробираясь по лежбищу, они защищаются от попадающихся на пути рассерженных котиков, проводя по их вибриссам бамбуковыми палками.

Такими же загадочными остаются пока и органы боковой линии, которые обнаружены почти у всех рыб и водных амфибий, например у тритона. Эти органы расположены в виде цепочки по бокам тела животного. В области головы цепочка разветвляется. Сенсорные органы лежат в особых каналах, погруженных в кожу и — сообщающихся с внешней средой посредством небольших пор. Поры можно хорошо рассмотреть на боковой поверхности тела карпа (фото XIV). Каждый орган расположен не непосредственно под порами, а в промежутках между ними и представляет собой группу углубленных в дно канала механорецепторов, волосковидные отростки которых оканчиваются в желеобразном бугорке —