Искусные адаптации. Крот-звездонос, электрический угорь и другие чудеса эволюции - Кеннет Катания

ее челюстям под прямым углом. Змея замерла в форме буквы J и изо всех сил притворяется корягой. Ее острое зрение и щупальца, улавливающие колебания воды, определяют точное положение приближающейся головы жертвы. Ловушка срабатывает, змея атакует. Во время атаки змея на мгновение слепнет. Стало быть, она никогда не видит движение рыбы во время C-старта! И хотя герпетон тщательно отслеживает положение жертвы перед атакой, во время атаки жертва всегда оказывается в другом месте. Иными словами, с точки зрения змеи рыба находится вовсе не там, где кажется.

Представьте себе, что каждый раз, когда вы тянетесь за каким-нибудь очень нужным вам предметом, он всякий раз оказывается не там, где должен: скажем, чашка кофе стоит на пятнадцать сантиметров правее, чем кажется. Ближе всего к этому ощущению можно подойти, надев очки, искажающие пространственное восприятие. Эксперимент на людях показал, что со временем человек учится учитывать искажение и даже в таких очках находит милую его сердцу чашку кофе там, где она стоит на самом деле.

Рыба невероятно мила сердцу герпетона, и он, можно сказать, видит ее через очки C-старта. Змея приходит к тому же метафорическому решению: не верь глазам своим – и считает местоположение головы рыбы оптической иллюзией. «Помни, что на самом деле рыба изогнута в форме буквы C, и целься с учетом этого». Разумеется, змея не размышляет о местонахождении рыбы – как и человек, привыкнув к искажающим очкам, не размышляет о местонахождении чашки кофе. Это просто аналогия между тем, чему можем научиться мы, и тем, чему могла бы научиться змея.

Но можно ли сказать, что змея учится отвечать на реакцию бегства, как человек учится ориентироваться в искажающих очках? Или герпетон рождается с умением атаковать рыбу с учетом C-старта? Война щупальценосных змей с рыбами длится миллионы лет, так что времени для естественного отбора и появления змей с «врожденными настройками» было предостаточно.

Этот вопрос воплощает типичную для множества научных изысканий двойственность. С одной стороны, трудно представить себе более странную область исследований, чем выяснение того, как новорожденный герпетон атакует рыбу. С другой стороны, это часть гораздо более общего вопроса о пределах, до которых эволюция может дойти в стремлении приспособить свое детище к окружающему миру. В тандеме природы и воспитания – точнее, инстинктов и научения – при формировании поведенческих моделей животных адаптация к движениям оппонента обычно полностью зависит от научения. Если смотреть шире, именно научение позволяет животному приспособиться к изменчивой окружающей среде. Но у этого есть недостаток: научение требует времени. Новорожденная змея – крайне уязвимое создание, для которого первая в жизни еда означает спасение от голодной смерти или перспективы быть съеденным другим хищником. Обиднее всего, конечно, стать легкой добычей для крупной рыбы. Позорная участь для одного из лучших рыболовов.

О преимуществах и недостатках инстинктивного поведения по сравнению с выученным я мог бы рассуждать бесконечно. Я мог бы привести аргументы в пользу врожденного умения герпетонов предсказывать положение рыбы или, напротив, в пользу необходимости учиться этому трюку. Это мой любимый тип вопросов: есть веские основания ожидать любого исхода – и есть очевидный путь к ответу. Мне лишь требовались новорожденные герпетоны, которые никогда в жизни не имели дела с рыбьим C-стартом.

Врожденный навык?

Казалось, прошла целая вечность, прежде чем одна из крупных самок стала выглядеть особенно пухлой. Еще какое-то время в предвкушении (как же долго!) – и однажды, заглянув в аквариум, я увидел среди растений пучок тоненьких веточек. Эти веточки оказались новорожденными щупальценосными змеями. Всего на свет появилось семнадцать змеек из двух пометов, и ни одна из них никогда не видела рыбы и не прикасалась к ней.

Но была одна проблема: как снять змей, атакующих рыб, не позволив им в процессе узнать о С-старте? Схема «одна особь – один эксперимент» не позволит получить полноценные данные. Моя первая идея состояла в том, чтобы создать анимированную рыбку, которая будет перемещаться по экрану. Мы установили монитор с таким видеороликом экраном вверх и поставили на него прозрачный контейнер со змеей, то есть рыба «плавала» по дну контейнера. Чтобы змея оказалась максимально близко к фальшивой рыбе, дно контейнера мы заменили тонкой прозрачной пленкой, выиграв несколько миллиметров между змеей и монитором.

Казалось, все должно получиться. Однако после долгих часов создания ролика и размещения контейнеров с водой и змеями на дорогих компьютерных мониторах выяснилось лишь одно: цифровые рыбы змей не интересуют. Это настолько типичная для исследователя неудача, что я тут же выбросил ее из головы. Рассказываю об этом эксперименте только потому, что впоследствии он оказался ключом к успеху.

В следующем эксперименте я поместил контейнер с дном из тонкой прозрачной пленки в неглубокий аквариум с настоящей рыбой – так, чтобы она могла плавать только в пространстве под пленкой. Такая расстановка показалась змеям более убедительной, и они активно пытались атаковать рыбу, хотя и не могли к ней прикоснуться.

В этот момент мне на помощь пришел лучший друг ученого – счастливый случай. Если бы не первый неудачный опыт с мониторами, я бы не заменил дно контейнера пленкой. А теперь, благодаря тонкой пленке, передающей малейшие колебания, ударная волна от подергивания змеиной шеи достигла рыбы, и рыба отреагировала C-стартом. Удачное стечение обстоятельств – и мы получили идеальный эксперимент. Теперь мы могли наблюдать в замедленном режиме поведение атакующей змеи и спасающейся рыбы, хотя они даже не контактировали между собой. (Позднее, когда мы использовали вместо пленки стекло, C-старт в ответ на атаку змеи не запускался. Это лишний раз подтверждает, что для запуска реакции бегства рыбе недостаточно одних лишь зрительных сигналов9.)

Итак, что же мы увидели? Мы увидели, как новорожденные змеи успешно используют все «взрослые» трюки и прогнозируют будущее положение жертвы9. Мы провели по десять экспериментов с каждой змеей, а затем убрали пленку, и детеныши, ничего не знавшие о C-старте, успешно наловили себе еды.

Трудно подобрать слова, чтобы описать мой восторг. Щупальценосные змеи так долго эволюционировали бок о бок с рыбами, что теперь обладают врожденным умением использовать их реакцию бегства в своих интересах: делать обманное движение телом и прогнозировать направление бегства рыбы. Это как если бы бейсболист учился не только принимать мяч, но и определять траекторию его полета еще до броска питчера, или даже лучше: рождался бы с этим умением. Если рыбы видят сны, совершенно очевидно, кто является им в самых страшных кошмарах.

Почему же, спросите вы, рыбы не выработали свою стратегию, чтобы не попадаться в ловушку? Здесь