§ 12. Раздражимость и поведение животных

РАЗДРАЖИМОСТЬ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ЖИВОГО

Окружающий мир никогда не остается неизменным: непрерывно колеблются температура воздуха и воды, меняется освещенность, влажность, химический состав среды, появляются хищники или ускользает добыча. Чтобы выжить и продолжить свой род в этой переменчивой среде, всякий живой организм должен чутко улавливать происходящие перемены и оперативно подстраивать под них свое состояние.

В основе этой жизненной необходимости лежит раздражимость — базовое свойство живой материи воспринимать воздействия внешней и внутренней среды (раздражители) и отвечать на них адекватными приспособительными реакциями. Если бы организмы утратили раздражимость, они не смогли бы находить пищу, спасаться от смертельного перегрева или мороза, укрываться от врагов и мгновенно погибли бы при первых же климатических сдвигах.

СУТОЧНЫЕ И СЕЗОННЫЕ БИОРИТМЫ В ЖИЗНИ ЖИВОТНЫХ

Все живое на Земле подчиняется циклическому ходу космических процессов, выработав устойчивые биологические ритмы:

• Суточный ритм: обусловлен вращением Земли вокруг своей оси и регулярным чередованием дня и ночи. По типу суточной активности животные четко разделились на две группы:
  • Дневные виды: дневные бабочки, медоносные пчелы, ящерицы, суслики, прудовые лягушки, большинство птиц. Их зрение адаптировано к яркому солнцу, они активно ищут корм и ориентируются на свету, а с наступлением сумерек прячутся в норы, дупла или густую траву;
  • Ночные виды: совы, летучие мыши, ежи, волки, мышевидные грызуны, жабы, дождевые черви и речные раки. В темноте они почти незаметны для хищников, защищены от палящих солнечных лучей и потери влаги. Ночью они выходят на промысел, безошибочно ориентируясь с помощью тонкого слуха, обоняния, осязания или эхолокации.
• Сезонный ритм: диктуется движением Земли по орбите вокруг Солнца и сменой времен года. При приближении осени животные разворачивают масштабную подготовку к неблагоприятному холодному периоду:
  • Активно откармливаются и накапливают подкожные запасы калорийного жира;
  • Делают масштабные кладовые с кормом (белки прячут орехи, бобры заготавливают ветви);
  • Меняют летнюю шерсть и перья на густой зимний покров (осенняя линька);
  • Совершают дальние кочевки и перелеты в теплые края с обильной кормовой базой;
  • При наступлении суровых морозов снижают интенсивность обмена веществ и впадают в оцепенение, глубокую спячку (сурки, ежи) или зимний сон (бурые медведи, барсуки).

ФОТОПЕРИОДИЗМ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

Каким же образом животные безошибочно узнают о приближении зимы задолго до того, как ударят первые морозы и замерзнут водоемы? Температура и осадки осенью очень капризны — теплая погода может стоять вплоть до ноября, и полагаться только на показания термометра для животных было бы смертельно опасно.

Главным, абсолютно надежным астрономическим ориентиром в природе выступает фотопериодизм — физиологическая реакция организмов на соотношение светлого (дня) и темного (ночи) времени суток. В умеренных и северных широтах длина светового дня строго закономерна:

• Начиная с конца июня (после дня летнего солнцестояния) продолжительность светлого времени суток начинает неуклонно сокращаться. Это убывание дня служит безошибочным сигналом скорой зимы, запуская внутренние эндокринные часы животных: стимулирует аппетит, запускает линьку и готовит стаи перелетных птиц к старту за тысячи километров;
• Наоборот, когда после 22 декабря день начинает прибывать, световой импульс пробуждает гормональную активность половых желез, возвещая о скором приходе весны и готовя животных к брачному сезону.

ДВИГАТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ПРОСТЕЙШИХ (ТАКСИСЫ)

Особый научный интерес представляет проявление раздражимости у одноклеточных существ (амёб, инфузорий, эвглен). Несмотря на полное отсутствие у них нервных клеток и синапсов, одноклеточные чутко улавливают малейшие изменения среды — нагрев, освещение, присутствие солей, кислот, щелочей, механические толчки и электрические поля.

Двигательные реакции простейших клеток в ответ на действие раздражителей называют таксисами. Таксис заключается в направленном движении всей клетки относительно источника стимула:

• Положительный таксис: перемещение клетки по направлению к благоприятному источнику. Например, положительный фототаксис эвглены зеленой, которая благодаря светочувствительному глазку (стигме) плывет к освещенной части водоема для эффективного фотосинтеза;
• Отрицательный таксис: уход клетки в сторону от вредоносного фактора. Например, отрицательный хемотаксис инфузории-туфельки, стремительно уплывающей прочь от помещенного в каплю воды кристаллика поваренной соли;
• Термотаксис: перемещение одноклеточных организмов в зону с наиболее комфортной, оптимальной для их ферментов температурой воды.

Благодаря таксисам одноклеточные избегают зон гибели, оперативно находят скопления бактериальной пищи и концентрируются в наиболее безопасных участках среды.

ФОРМЫ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ И ИХ АДАПТИВНЫЙ СМЫСЛ

У многоклеточных животных с развитой нервной системой раздражимость поднимается на принципиально новую ступень и воплощается в поведении. Поведение — это сложная упорядоченная цепь скоординированных действий, движений, поз и звуковых сигналов, с помощью которых организм взаимодействует с окружающей средой, сохраняет жизнь и дает потомство.

Поведение проявляется через мимику, жесты, звуки, изменение позы тела и даже оттенков покровов. Этологи выделяют следующие ключевые формы поведения животных:

• Пищевое поведение: поиск, преследование, умерщвление добычи или сбор растительного корма. Классический пример — охота домашней кошки: она терпеливо караулит мышь в засаде, прижимается к земле, неслышно скрадывает расстояние, замирает с опущенной головой и завершает охоту молниеносным броском;
• Оборонительное (защитное) поведение: комплекс мер спасения от опасности — мгновенное бегство, затаивание в укрытии, принятие устрашающих поз (вздыбленная шерсть, раскрытая пасть, шипение, демонстрация клыков);
• Территориальное поведение: защита границ индивидуального участка от сородичей. Звери активно метят границы пахучими секретами желез и мочой (например, кошка трется щеками и боками о стволы деревьев и мебель, оставляя свой уникальный химический маркер);
• Репродуктивное поведение и забота о потомстве: брачные ритуалы, серенады, ухаживание за самкой, сооружение гнезд и нор, а также бескорыстная опека детенышей (кошка вылизывает котят шершавым языком, кормит молоком, согревает и яростно защищает от любых врагов);
• Агрессивное и конкурентное поведение: ритуальные демонстрации силы и превосходства между самцами из-за территории, корма или самки. Такие демонстрации позволяют выстроить четкую иерархию внутри сообщества без кровопролития и смертельных травм;
• Ориентационное и общественное (социальное) поведение: навигация в пространстве во время сезонных миграций и согласованные действия особей внутри стаи волков, табуна лошадей или колонии бобров.

Главный адаптивный смысл любого поведения предельно прагматичен: оно позволяет животному удовлетворить все свои насущные потребности в пище, безопасности, территории и размножении с наименьшими энергетическими затратами и минимальным риском для жизни.