Факультет

Студентам

Посетителям

Биологические преимущества и недостатки группового образа жизни

Изучение эффективности функционирования ассоциаций животных показывает, что коллективная жизнь имеет неоспоримые преимущества для выживания и процветания многих видов.

Для некоторых видов жизнь в одиночку вообще невозможна. В природе встречаются животные, которые коллективно создают для себя нужную среду обитания. Так, например, мелкие рачки дафнии обитают во всех типах водоемов только в виде многочисленных скоплений. Скопление рачков выделяет во внешнюю среду вещества с основными (щелочными) свойствами. Поэтому водная среда внутри и вокруг скопления всегда слабокислая. В щелочной среде рачки погибают. Одиночная особь не в состоянии создать для себя необходимое значение pH воды; это по силам лишь группе рачков. Поэтому коллективный образ жизни дафний — это обязательное условие процветания данного рода животных, их повсеместного распространения.

Другой пример вынужденной общественной жизни приведем из класса насекомых — это будет плодовая мушка дрозофила. Эти существа не способны к жизни в одиночку. Дело в том, что личинки плодовых мух в природе развиваются только на рыхлой питательной среде (гниющие фрукты, овощи). Одиночная личинка не в состоянии подготовить для себя среду обитания — взрыхлить субстрат, на который отложены яйца. Это по силам только скоплению личинок дрозофилы. Поэтому одиночное яйцо, в какую бы питательную среду оно ни было бы отложено, обречено на гибель.

Индивидуум в составе ассоциации получает высокий уровень личной физической безопасности.

Хищнику труднее поймать отдельное животное в составе группы по сравнению с индивидуумом, ведущим одиночный образ жизни.

В отсутствие опасности стая имеет рыхлую структуру. Отдельные особи держатся на достаточном удалении друг от друга. Это позволяет животным расширить фронт кормления. При возникновении опасности стая преобразуется. Животные формируют плотное ядро, к которому хищнику сложно подобрать ключи.

Чем беззащитнее животное, тем большую потребность затеряться в группе оно испытывает. Чем монолитнее группа, тем меньший интерес она вызывает у хищника. Атака с его стороны последует лишь в случае, когда кто-то из группы по каким-то причинам отделится от основного ядра.

Опытный охотник не нападает на все стадо, а старается прежде отбить, отделить от группы какую-то выделяющуюся на общем фоне особь (хромое животное, неокрепший молодняк, отстающее от группы старое ослабевшее животное). Наблюдения за поведением хищников и стадных копытных животных свидетельствуют, что хищники большую часть своей жизни остаются голодными. Охота за стадными животными отнимает много физических сил и имеет низкую результативность. Так, самое быстрое наземное животное — гепард — добивается успеха лишь в одной из десяти попыток. В 90% случаев коллективные животные тактически переигрывают хищника.

Однако и в случае потери группой одной особи стадо не утрачивает жизнеспособности. Как правило, хищнику достаются не самые нужные члены сообщества. Гораздо чаще жертва уже создавала проблемы группе. Поэтому избавление от больного или старого члена стада — своеобразное благо для большинства. Совершенно справедливо утверждение о том, что хищники выполняют санитарную роль, способствуют оздоровлению стада.

Еще К. Лоренц обратил внимание на то, что в клетке или в вольере поймать одиночную птицу проще, чем поймать ту же особь в тех же условиях, но в составе стаи. С этой проблемой сталкивается лисица и хорь в курятнике, волк при встрече с табуном.

Д. В. Радакова изучала стайное поведение молоди рыб и подтвердила, что в группе животные получают качественно новый и более высокий уровень безопасности. Стая кефали весьма эффективно уклоняется от нападок хищников (горбыль, сарган). В то же время кефаль-одиночка при встрече с горбылем или сарганом обречена на гибель.

Похожие отношения характерны и для других видов рыб. За единицу времени ставрида ловит разное количество атерины. Причем доступность пищи для хищника имеет обратно пропорциональную связь с ее количеством. Чем многочисленнее стая атерины, тем ниже результативность охоты ставриды.

В начале лета на пересыхающих лужах вдоль полевых дорог можно наблюдать большие скопления бабочек — капустниц, лимонниц, пестрянок и др. Птицы редко нападают на эти скопления. Однако если в сырых местах появляются три-пять бабочек, то обязательно находится птица, которая периодически наведывается в это место и методично поодиночке ловит этих бабочек.

Мирные в обычной жизни копытные при возникновении опасности проявляют сплоченность и смело атакуют хищника. Так ведут себя овцы при приближении к ним собаки или лисицы. Так поступают бизоны и зубры в случае приближения к ним стаи волков. Причем коллективные действия мирных животных имеют желаемый результат. Как правило, хищник (лиса, шакал, волк) не рискует нападать на группу сплотившихся животных. Даже львы отступают под напором коллективных угроз буйволов, зебр и антилоп. А стая опытных гусей может задать хорошую трепку молодой лисе.

Таким образом, объединение животных в группы гарантирует индивидууму то, что в одиночку ему недоступно — защиту от хищника. Конечно, группа не дает стопроцентную гарантию безопасности всем своим членам. Но вероятность гибели от хищника у отдельных животных в составе группы значительно ниже, чем у одиночки.

Каковы же причины внешне парадоксального явления — низкой результативности охоты хищника на группу животных и высокой жизнеспособности ассоциации животных? Их несколько.

Во-первых, на охоте хищник может сконцентрировать свое внимание на ограниченном пространстве. Стая занимает такое пространство, которое выходит за пределы, внимания хищника. Схватить и удержать стаю как объект охоты хищник не в состоянии. При нападении на стаю последняя просто рассыпается пополам. И хищнику достается пустота. Поэтому за стаей гоняются только молодые хищники, которые, однако, довольно скоро понимают безнадежность этого занятия. Опытные охотники сил и времени на это не тратят.

Во многих случаях специфическая окраска отдельных особей в составе ассоциации представляет для хищника дополнительную трудность. Например, в составе стада полосатых зебр чрезвычайно трудно произвести дифференциацию отдельной особи, поскольку полосы отдельных животных сливаются и превращают группу движущихся животных в своеобразное абстрактное полотно.

Во-вторых, животные, концентрируясь на ограниченном пространстве, снижают вероятность встречи с врагом отдельной особи. Наглядно этот тезис можно подкрепить примером с водоплавающими птицами. Так, во время линьки лебеди, гуси, утки формируют скопления из сотен и даже тысяч беспомощных особей и размещаются не на открытом водном пространстве, а на весьма ограниченном участке водоема — в зарослях прибрежной растительности (тростник, рогоз, камыш). При этом птицы концентрируются на охотничьей территории, которая контролируется только одной или двумя парами хищных птиц. Если скопление водоплавающих птиц рассредоточить, то это же поголовье заняло бы охотничью территорию большого количества хищников. Хищникам нужна пища для поддержания своей жизненной стратегии. Они бы воспользовались присутствием на своей территории беззащитных линяющих гусей и уток. И, как следствие, популяция водоплавающих птиц в данном водоеме имела бы значительно большие потери. В скоплении ассоциация жертвует малым, успешно решая стратегически важную задачу — провести линьку и подготовиться к грядущему перелету в теплые края с минимальными потерями численности своей популяции.

Другим примером, наглядно подтверждающим факт повышенной индивидуальной безопасности животного в составе ассоциации, служит все та же зебра. Яркая полосатая окраска тела этого животного привлекает внимание хищника, когда зебра отделяется от стада. Но в составе стада ту же особь обнаружить чрезвычайно трудно.

В-третьих, группа животных раньше замечает опасность по сравнению с животным-одиночкой. Для того, чтобы не проглядеть приближение хищника, животное, ведущее одиночный образ жизни, должно быть постоянно начеку. В группе внимательных глаз и ушей много. Для предупреждения соплеменников о потенциальной опасности достаточно и одной особи в группе животных. Сигналы тревоги относятся к категории стимулов, имеющих первостепенную биологическую значимость. Поэтому они являются приоритетными и воспринимаются всеми членами сообщества с мгновенно запускаемыми защитно-оборонительными поведенческими стереотипами. Следовательно, в группе у отдельных особей высвобождается время на другие формы поведения — отдых, питание, размножение и пр.

В сложных ситуациях решение проблемы возлагается на опытного и сильного вожака и на коллективный опыт. Заблудившаяся в ненастье отара овец, табун лошадей или стая индеек скорее находят путь домой по сравнению с потерявшимися одиночками.

Стрессированность животных в группе ниже. Группе животных легче выбраться из снежного заноса или зарослей, поскольку коллективно животные в состоянии пробить тоннель в преграде, непреодолимой для одиночного животного.

Наконец, имеет место чисто психологическое давление группы пусть даже мирных животных на хищника. Орнитологи давно подметили распространенное в классе птиц явление психологического подавления одиночного хищника группой мелких птиц, которое получило название мобинга. Частенько можно видеть, как группа ласточек из 3-5 особей приводит в жалкое состояние ястреба или ворону.

Групповой образ жизни облегчает поиск кормных мест и миграцию к ним. В этом животным также помогает как личный опыт вожаков, так и коллективный опыт всего сообщества.

Еще одно преимущество жизни в группе — облегчение процесса воспроизводства. Коллективные животные не тратят силы и время на поиск полового партнера. Самцы держат под постоянным контролем физиологическое состояние самок. Поэтому неплодотворные половые циклы у половозрелых физически здоровых самок при жизни в группе исключены.

Наконец, групповой образ жизни предполагает коллективный характер научения молодняка. Новорожденные в стаде быстро начинают подражать старшим и рано приобретают необходимый личный опыт. Справедливости ради надо отметить, что у коллективных животных облегчен лишь процесс облигатного научения. В группе молодняку всегда доступны такие методы научения, как подражание старшим, реакция следования.

Крупные ассоциации животных, помимо перечисленных аргументов, имеют и другие преимущества с точки зрения безопасности. Группа животных имеет механизмы коллективной защиты от неблагоприятных погодных и прочих факторов среды. Например, северные олени в летнее время образуют плотные стада с целью защиты от кровососущих насекомых — гнуса, овода, слепней. Насекомые в состоянии повредить кожу оленей только в тех участках тела, которые имеют тонкую дерму и развитую капиллярную сеть. Это прежде всего паховые области, молочные железы и наружные половые органы, брюхо, морда. Когда олени плотно прижимаются друг к другу, уязвимые части их тел становятся для кровососущих насекомых недоступными. А кожа на спине оленей имеет большую толщину и плотный волосяной покров. Поэтому от насекомых страдают лишь олени из внешних рядов. Но животные с периферии периодически меняются местами с теми особями, которые занимают центр скопления. Такая ротация оленей дает возможность отдохнуть всем членам данной ассоциации.

Стадо может быть хорошей защитой отдельным ее членам и от неблагоприятных климатических факторов — холодов, жары и ветра. В Антарктиде полярники наблюдают забавные скопления пингвинов, которые медленно перемещаются, за что получили название черепахи, поскольку именно аналогии с медленно ползущей черепахой возникают при наблюдении за пингвинами со стороны. Стая, подгоняемая сильными порывами ледяного ветра, медленно кочует вследствие того, что птицы с наветренной стороны скопления поочередно переходят на подветренную сторону, где от ветра их защищают тела сотоварищей.

С целью защиты от смертельного холода образуют стада якутские аборигенные лошади и крупный рогатый скот, которые в зимнее время тебенюют в тайге. Эти породы хорошо приспособлены к жизни в суровых условиях Сибири и не нуждаются в животноводческих помещениях, как их более окультуренные соплеменники, например, европейские породы лошадей и крупного рогатого скота. В холодную погоду якутские животные образуют плотное ядро, куда прежде всего допускаются беременные самки и молодняк. Внешние ряды животных кружат вокруг ядра, уходя с наветренной холодной стороны на подветренную или в центр скопления животных. Дополнительно стадо становится защищенным от ветра и тем, что, кружа вокруг ядра, животные утаптывают и даже частично плавят снег. В конце концов стадо оказывается в своеобразном снежном котловане, который служит животным защитой от ветра.

Такие скопления лошадей и крупного рогатого скота пастухи контролируют на большом расстоянии, поскольку над животными образуются облака пара, хорошо видимые в ясную морозную погоду.

Групповой образ жизни облегчает изотермным животным поддержание температуры тела. Это особенно важно для новорожденных, механизмы регуляции температуры тела у которых несовершенны. Поэтому поросята, щенки, котята, цыплята стремятся держаться вместе, кучно, когда температура окружающей среды понижается. В ряде случаев и взрослые животные используют преимущества группового образа жизни для дополнительного обогрева. Например, домовые воробьи в зимнюю стужу на ночлег собираются в укрытиях и при этом плотно прижимаются друг к другу. В летнее время они спят поодиночке, а соприкосновение двух птиц приводит к дракам.

Подобное ассоциирование наблюдали даже у одичавших домашних кошек, которые известны своей любовью к одиночеству. За полярным кругом кошки устраиваются на отдых и сон коллективно и спят вповалку, обогревая друг друга теплом своего тела.

Пингвины в условиях антарктической зимы насиживают яйца коллективно. Птицы прижимаются друг к другу и таким способом обеспечивают необходимый температурный режим для инкубации яиц. В одиночку пингвин не может противостоять лютым холодам Антарктики, где в зимнее время температура опускается ниже -60°С.

В южных районах животные встречаются с другим неблагоприятным для их гомеостаза природным явлением — жарой и дефицитом воды. Но и в этом случае коллективные действия животных оказываются востребованными не меньше, чем на севере. В знойные летние месяцы в степных и пустынных районах коллективные животные применяют похожую тактику для защиты от палящего солнца и пыльных бурь. Уже с 10 часов утра овцы начинают прятать головы в тень от соседей, образуя круги, в которых животные располагаются головой к центру. Однако очень скоро в ядре такого скопления создаются невыносимые условия: там становится очень жарко и душно. Поэтому овцы начинают перемещаться из центра группы на периферию, отдавая предпочтения северной экспозиции, где относительно прохладно.

Еще одно преимущество жизни животных в ассоциациях заключается в том, что любая группа индивидуумов предоставляет отдельным особям условия для необходимого отдыха. Животное, попавшее в стрессовую ситуацию, по возвращении в свое стадо быстро успокаивается. Большое количество сородичей успокаивает отдельную особь, располагает к отдыху, а пробравшись в глубь скопления животных, она даже засыпает.

Групповой образ жизни более экономичен с точки зрения затрат энергии и пластического материала для обеспечения основного и продуктивного обмена. Обследование одиночных животных и их скоплений (грызуны, летучие мыши, овцы, обезьяны) показало, что обмен веществ у отдельных особей в составе группы сородичей понижен. Преднамеренная временная изоляция мыши, овцы или, скажем, рыбы гольяна, приводит к резкому повышению обмена веществ у животных (потребление О2, выделение СО2, выделение тепла, образование аммиака, мочевины, повышение частоты сердечных сокращений и частоты дыхания). Интересно, что отделение особи от других членов группы прозрачным стеклом или крупноячеистой сеткой не приводит к резкому повышению обменных процессов. Если особь рыбы, ведущую обычно стайный образ жизни, отделить от соплеменников и поместить в аквариум с зеркальными стенками, то усиления обмена веществ также не будет. Очевидно, что изменение обмена веществ у отдельных особей при экспериментальной изоляции есть результат изменения нервной регуляции, т. е. происходит рефлекторно. Безусловное преимущество группового образа жизни — экономия энергетического и пластического материала отдельными членами сообщества. Суммарное потребление корма группой животных меньше того количества корма, которое было бы потреблено тем же количеством животных при их одиночном образе жизни.

У некоторых животных контакты между отдельными особями важны по физиологическим причинам. Например, термиты приобретают способность питаться грубой растительной пищей только при условии, что молодь имеет возможность общаться со взрослыми особями. Для переваривания клетчатки необходим фермент целлюлаза, который вырабатывается лишь специфическими микроорганизмами (бактерии, инфузории, грибки), населяющими пищеварительный тракт взрослых термитов. Для того чтобы эти микробы заселили пищеварительный тракт молодых термитов, последние должны некоторое время поедать свежий кал взрослых насекомых, т. е. только после контакта молодняка со взрослыми соплеменниками молодые термиты переходят на самостоятельное питание растительной пищей.

Таким образом, групповой образ жизни имеет в определенных обстоятельствах несомненные преимущества; в ряде случаев он является обязательным условием существования вида. Однако групповой образ жизни в некоторых случаях, как любое явление, создает и проблемные ситуации. В некоторых условиях ассоциирование животных не дает адаптивного (полезного приспособительного) эффекта.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: