2. ОРИЕНТИРОВОЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Ориентировочную реакцию (как настройку анализаторов на лучшее восприятие нового стимула) следует отличать от исследовательских реакций и ориентировочно-исследовательского поведения. Последние могут следовать за ОР –

2.1. Деятельность пищеварительного аппарата Процессы экзотрофии у большинства животных и человека реализуются пищеварительной системой. На протяжении XIX в. было дано множество технологических описаний этой системы. Одно из самых ярких в 1897 г. сделал И.П. Павлов, который

Орудийная деятельность Давно прошли те времена, когда изготовление и использование орудий считались уникальными свойствами человека. Сегодня известно множество видов животных, использующих орудия в повседневной жизни, причем в ход идут как неизмененные природные

• Перейти в оглавление раздела: Инстинкт и Инстинктивное поведение
• - использование животными орудий ; ; ; ;

ИССЛЕДОВАНИЕ ОРУДИЙНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ

Ж.И. Резникова, Институт систематики и экологии животных СО РАН; Новосибирский государственный университет. Опубликовано: Журнал общей биологии, 2006, N1

В последние три десятилетия в этологии выделилась в качестве отдельной области когнитивная этология, изучающая познавательные процессы у животных и опирающаяся во многом на методы и подходы психологии (Griffin, 1976, 1992; Allen, Bekoff, 1997; Shettleworth, 1998; Резникова, 2000, 2005 [см. Введение и глава 8]; Bekoff, 2002). Проблемы когнитивной этологии связаны с наиболее сложными психическими процессами у животных и имеют непосредственное отношение к поиску эволюционных корней интеллектуальной деятельности человека. В течение столетий использование орудий считалось одним из самых надежных поведенческих признаков, отличающих человека от других биологических видов. Правда, внимательные наблюдатели давно обращали внимание на то, что животные могут использовать в своей деятельности разные предметы.

Наблюдения за обезьянами, раскалывающими камнями орехи, и слонами, которые прогоняли ветками мух, встречаются в средневековых книгах. Дарвин (Darwin, 1871) привлек внимание научной общественности к использованию орудий животными и показал, что человек – не единственный вид, манипулирующий предметами для достижения цели.

С развитием этологии, во второй половине XX-го столетия, список видов, к которым приложимо понятие орудийной деятельности, был существенно расширен. Появилось множество вопросов: почему представители одних видов используют орудия, а других видов - нет; насколько животные компетентны в свойствах и связях предметного мира, в какой мере сказывается на проявлении орудийной активности животных индивидуальный и социальный опыт, и насколько она определяется генетической программой. Автору пришлось столкнуться с этими проблемами при обсуждении связи между коммуникативным и орудийным поведением муравьев, в дискуссиях, неоднократно возникавших на этологических конференциях (Reznikova, 1995, 2001; Reznikova, Ryabko, 1997).

Несмотря на то, что орудийное поведение животных неоднократно рассматривалось в монографических сводках и учебниках (Гудолл, 1992; Beck, 1980; McGrew, 1992, 2004; Резникова, 2000, 2005 [см. Введение и глава 8]; Зорина, Полетаева, 2001), задача анализа накопленных результатов в рамках парадигмы когнитивной этологии остается актуальной. Исследование орудийной деятельности является замечательным инструментом для экспериментаторов, изучающих пределы интеллектуальных возможностей животных. Использование этого подхода порождает все новые продуктивные гипотезы в области когнитивной этологии и сравнительной психологии. Пояснением может служить использование языков-посредников для изучения интеллекта животных, прежде всего, человекообразных обезьян (Gardner B., Gardner R., 1969; Savage-Rumbaugh,1986), а также попугаев (Pepperberg, 1987) и дельфинов (Herman, 1986).

Вступив в “диалог” с животными, исследователи сумели не только оценить потенциал их коммуникативных возможностей, но и получить непосредственные “ответы” обезьян и попугаев на вопросы, касающиеся свойств, формы, количества предметов. Однако в диалог можно вступить только с потенциально “говорящими” видами, т. е. с такими, которым можно предложить адекватный язык-посредник. Представители “умелых” видов предоставляют исследователям дополнительные возможности для познания пределов когнитивных способностей. Решая поставленные экспериментаторами задачи с помощью орудий, животные дают возможность наблюдателю судить о том, как они выбирают предметы для изготовления орудий, как оценивают их свойства, предвидят ли результаты своих действий, улавливают ли закономерности перемещения предметов в пространстве и во времени.

В обзоре, на базе краткого описания феноменологии орудийной деятельности, проанализированы экспериментальные исследования когнитивных аспектов орудийного поведения животных. Систематизация последних достижений в данной области знаний дает основания рассматривать орудийное поведение животных как эффективный методологический инструмент для интегральной оценки когнитивных возможностей ряда биологических видов.

Использование орудий животными часто рассматривается как показатель незаурядных умственных способностей, однако некоторые особенности орудийной деятельности «братьев наших меньших» заставляют усомниться в правомочности таких оценок. Способность к использованию орудий не всегда коррелирует с интеллектом и к тому же очень сильно варьирует у разных особей в пределах одного и того же вида. Орудийная деятельность животных отличается от человеческой очень быстрым формированием устойчивых ассоциаций и ритуализацией, что проявляется в упорном воспроизведении найденной однажды последовательности действий, даже если они в изменившихся обстоятельствах потеряли смысл.

Давно прошли те времена, когда изготовление и использование орудий считались уникальными свойствами человека. Сегодня известно множество видов животных, использующих орудия в повседневной жизни, причем в ход идут как неизмененные природные объекты, так и обработанные (например, палки с удаленными сучками и листьями).

Людям, исследующим поведение животных, избавиться от антропоцентрических оценок трудно. Возможно, этим отчасти объясняется устоявшееся представление о том, что орудийная деятельность является лучшим показателем интеллектуального уровня («когнитивных возможностей») в целом. Еще бы, ведь мы, люди, достигли самых выдающихся успехов именно в этой области.

Насколько точны такие оценки? Всегда ли сложная орудийная деятельность — признак «большого ума»? Эти и другие вопросы обсуждаются в большой обзорной статье Ж. И. Резниковой из «Исследование орудийной деятельности как путь к интегральной оценке когнитивных возможностей животных», опубликованной в Журнале общей биологии .

Орудийная деятельность широко распространена у млекопитающих, и отнюдь не только у обезьян. Так, слоны отгоняют ветками мух, причем, если сломанная ветка слишком велика, они кладут ее на землю и, придерживая ногой, отрывают хоботом часть нужного размера. Некоторые грызуны используют камешки для разрыхления и отгребания почвы при рытье нор. Каланы (морские выдры) отдирают прикрепленных к скалам моллюсков при помощи крупных камней — «молотков», а другие, менее крупные камни, используют для разбивания раковин (лежа на спине на поверхности воды, зверь кладет камень-наковальню на грудь и колотит по нему раковиной). Медведи способны сбивать плоды с деревьев при помощи палок; зафиксировано использование камней и глыб льда белыми медведями для убийства тюленей.

Много данных накоплено и об орудийном поведении у птиц. Новокаледонские галки достают насекомых из трещин в коре при помощи разнообразных «приспособлений», изготавливаемых самими птицами из прочных листьев и хвоинок. Египетские грифы разбивают страусиные яйца, бросая в них камни. Некоторые цапли бросают в воду разные предметы (перья, личинки насекомых), чтобы приманить рыб. Семейство цапель в Морском аквариуме Майами научилось приманивать рыб гранулированным кормом, который птицы воровали у сотрудников. Сычи собирают экскременты млекопитающих и раскладывают их вокруг своих гнезд, чтобы приманить жуков-навозников.

Но все-таки самые талантливые «технари» среди животных — приматы. Многие обезьяны разбивают камнями орехи, раковины и птичьи яйца; вытирают листьями грязные фрукты; используют жеваные листья в качестве губок, чтобы доставать воду из углублений (кстати, похожие технические решения наблюдались и у муравьев, столкнувшихся с необходимостью доставки в муравейник жидкой пищи); извлекают насекомых из щелей при помощи острых палочек; бросают камни и другие предметы в недругов и т. д.

Эксперименты показали, что высшие обезьяны в неволе быстро осваивают разнообразные, в том числе и весьма сложные, виды орудийной деятельности, которые никогда не наблюдаются у этих видов в природе. Вот тут-то и обнаруживается первая странность : почему, при наличии таких способностей, обезьяны в природе используют их довольно редко и явно не полностью? Так, из четырех ближайших к человеку видов (шимпанзе, бонобо, горилла, орангутан) систематическое использование орудий в природных условиях характерно лишь для шимпанзе. Остальные «могут, но не хотят».

Вторая странность состоит в том, что уровень «технологичности» очень слабо коррелирует с другими показателями интеллекта. Самыми «технологичными» обезьянами, несомненно, являются шимпанзе, однако наиболее «интеллектуальными» по комплексу тестов признаны бонобо, почти не пользующиеся орудиями в природе. Заметим, что бонобо еще и самые «социализированные» из высших обезьян, а многие антропологи считают совершенствование социальных отношений ведущим фактором развития интеллекта у приматов.

Третья странность состоит в чрезвычайно большом размахе индивидуальных различий по «инструментальным способностям» у представителей одного и того же вида. Похоже, в природных популяциях «технические гении» мирно сожительствуют с «непроходимыми техническими тупицами», причем едва ли кто-то из них чувствует разницу. Иной капуцин справляется с задачами «на сообразительность» лучше многих шимпанзе (а в ряде экспериментов и отдельные птицы, такие как новокаледонские галки, показывали лучше результаты, чем человекообразные приматы). Знаменитые обезьяньи «гении», такие как шимпанзе Уошо, горилла Коко или бонобо Кензи — это именно гении, а вовсе не «типичные представители» своих видов.

Даже одно и то же животное может то показывать чудеса изобретательности, то проявлять необъяснимую тупость (к примеру, пытаться разбить орех вареной картофелиной). Подобные разительные контрасты то и дело бросаются в глаза при чтении многочисленных описаний наблюдений и экспериментов, приведенных в статье.

По мнению автора, орудийная деятельность животных — своеобразная «вершина айсберга» (ей предшествует оценка обстоятельств, поиск подходящих предметов, расчет последствий и т. п.), и потому дает возможность интегральной оценки интеллекта. Возможно, это действительно так, но только приходится признать, что «интеллект» (в человеческом понимании), по-видимому, не является критичным для выживания большинства животных, что он — некий эпифеномен, побочный эффект более важных для их жизни поведенческих механизмов. В противном случае, в природных популяциях не было бы такого колоссального размаха изменчивости по этому признаку. Хотя, с другой стороны, разве у людей иначе?

Характернейшая особенность орудийной деятельности животных — быстрая фиксация и ритуализация найденных однажды решений и полнейшее нежелание переучиваться при изменении обстоятельств. По словам Н. Н. Ладыгиной-Котс (одной из первых исследовательниц обезьяньего интеллекта), «шимпанзе — раб прошлых навыков, трудно и медленно перестраиваемых на новые пути решения».

Шимпанзе Рафаэлю исследователи давали дырявую кружку и шарик, которым можно было заткнуть дырку. Рафаэль не догадывался это сделать, пока однажды случайно не плюнул шариком в кружку. Шарик заткнул отверстие, вода перестала вытекать, и шимпанзе это запомнил. С тех пор он постоянно пользовался шариком, чтобы заткнуть дырку в кружке, но всегда делал это тем же способом, что и в первый раз — брал шарик в рот и плевал им в кружку. Через некоторое время ему дали кружку без дырки, и Рафаэль, совсем уж по-глупому, плевал шариком и в нее тоже. Наконец, когда ему предложили на выбор две кружки — привычную дырявую и целую, бедное животное, не колеблясь, выбрало дырявую.

Дикие шимпанзе в одном из африканских национальных парков научились сбивать плоды с дерева, на которое не могли забраться, с соседнего дерева при помощи сорванных с него веток. Когда все подходящие ветки были оборваны, животные впали в полную растерянность, и никто из них так и не догадался принести ветку с какого-нибудь другого дерева или куста, хотя для других целей (например, для выковыривания насекомых) шимпанзе часто пользуются палками, принесенными издалека.

Ж. И. Резникова полагает, что подобное «глупое» поведение может быть обратной стороной способности к быстрому обучению, которое обеспечивается формированием устойчивых ассоциативных связей. Возможно, если бы животные не учились так быстро, выученные стереотипы были бы не столь жесткими. А сумей они и вовсе избавиться от плена стереотипов, их поведение стало бы гораздо интеллектуальнее.

Об этом говорит ряд экспериментов. Многим животным (обезьянам и птицам) предлагалась задача «трубка с ловушкой»: нужно вытолкнуть приманку из трубки палочкой или проволокой, однако в трубке есть дырка, через которую приманка может выпасть в «ловушку», откуда ее невозможно достать. Животное должно сообразить, что надо обойти экспериментальную установку и толкать с другой стороны. Задача оказалась трудной для всех, но некоторые обезьяны и птицы все-таки справились с ней, научились уверенно ее решать.

После этого экспериментаторы переворачивали трубку дыркой вверх. «Ловушка» становилась нефункциональной, и необходимость заходить сзади отпадала. Ни одно из животных не смогло этого понять. Даже «гении», показавшие блестящие результаты в других опытах, продолжали упорно обходить установку и толкать приманку «от ловушки», то есть настаивали на однажды выученном решении, хоть оно и потеряло смысл. В одном из экспериментов, однако, удалось разрушить сложившийся стереотип, заменив стеклянную трубку непрозрачной. Подопытный — дятловый вьюрок — увидев, что трубка-то теперь другая, снова «включил мозги» и стал действовать адекватно ситуации.

• Перейти в оглавление раздела: Инстинкт и Инстинктивное поведение
• - использование животными орудий ; ; ; ;

ТЕРМИНОЛОГИЯ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОРУДИЙНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Элкок (Alcock, 1972) предложил следующее определение орудийной деятельности: использование орудий состоит в манипуляциях с каким-либо неодушевленным предметом, созданным вне собственного организма животного и повышающим эффективность его действий, направленных на изменения положения или формы какого-нибудь другого предмета. Гудолл (Goodall, 1970) дает более краткое определение: использование тех или иных предметов внешнего мира в качестве функционального продолжения какой-либо части тела для достижения ближайшей цели. Бек (Beck, 1980) в книге “Орудийное поведение животных: использование и изготовление орудий” дает, в общем, сходное определение: использование объектов внешнего мира для изменения положения, формы или состояния других объектов, при этом пользователь удерживает предмет и контролирует его ориентацию и эффективность действия.

В терминологии, относящейся к данной области этологии, есть элементы неопределенности и разночтений, неизбежные для развивающейся ветви экспериментальной науки. В частности, нечетко определены различия между орудийной и конструктивной видами деятельности животных. В некоторых случаях границы между понятиями расплывчаты, поскольку весьма условны границы между “долговременными” и “ближайшими” целями в поведении животных. Иные, до сих пор не совсем ясные случаи использования предметов, такие, как “захоронительное” поведение слонов, забрасывающих ветками мертвых животных и подозрительные для них предметы (муравьи поступают так же с пятнами жидкого или вязкого субстрата), видимо, можно отнести к манипуляторной активности.

Н.Н. Ладыгина-Котс (1959) рассматривала в качестве конструктивной деятельности манипулирование предметами и изготовление сооружений (гнезд), а в качестве орудийной – использование предметов для достижения цели. При этом сложные формы орудийной деятельности включают подготовку и преобразование предметов, т. е. изготовление орудий. Мы будем придерживаться этой терминологии, тем более что она соответствует и устоявшимся в англоязычной литературе терминам: tool using (использование орудий) и tool manufacture (изготовление орудий).

Орудийная деятельность включает как сложные действия, сопровождаемые модификацией предметов, так и использование простых “подручных” средств для достижения цели. В последнем случае имеется в виду использование предметов, не измененных деятельностью животного: так, обезьяны почесывают спину палочкой или используют камень, чтобы расколоть орех. Такие предметы называют “натурофактами”, противопоставляя их артефактам, т.е. предметам, являющимся результатом “направленной деятельности”, таким, например, как прутик, заостренный зубами (Beck, 1980).

Изготовление орудий (toole manufacture) является одним из самых сложных проявлений когнитивной деятельности животных. Различают четыре различных по сложности способа изготовления орудий. Первый - самый простой и распространенный среди животных – отщепление (detach). Примером может служить сорванная ветка, которая используется без преобразования, скажем, для того, чтобы согнать муху или швырнуть во врага. Второй способ – редукция (subtract). Ветка, очищенная от листьев, изготовлена путем редукции. Такое орудие можно использовать, скажем, для “ужения” муравьев или термитов. Если же используется не сама ветка, а сорванные с нее листья (например, чтобы стереть кровь или грязь), то листья – это орудие, изготовленное первым способом, т. е. путем “отщепления”. Третий способ - комбинирование предметов (combine). Примером могут служить вставленные одна в другую палки. Четвертый, самый сложный из наблюдаемых у животных,- это преобразование (reshape). Этот способ требует от животных “представлений” о свойствах предметов, позволяющих им изготовить функциональное орудие. Сами действия могут быть несложными, важно, что они опираются на понимание животными причинно-следственных связей. Обезьяны, которые мнут и жуют листья, чтобы увеличить их адсорбирующие свойства и использовать как губку для добывания воды из дупла, используют преобразование предметов (Beck, 1980; McGrew, 2004).

Рассмотрим разнообразие примеров использования орудий представителями разных видов животных в ситуациях, близких к естественным, без вмешательства наблюдателей...