Pulci jsou schopni zobecnění • Alexandr Markov • Vědecké novinky o „prvcích“ • Etologie, biologie

Pulci lesní žáby se nerodí s tím, že vědí, kterých predátorů by se měli bát, a musí se to celý život učit. Pulci, kteří byli naučení bát se jednoho z predátorů (mloka ohnivého), se začínají bát i ostatních obojživelníků, což lze interpretovat jako druh „schopnosti generalizace“. Navíc čím silnější je strach z čolků, tím širší je okruh potenciálních predátorů, kteří u pulců způsobují charakteristickou strachovou reakci.

Některá zvířata mají vrozené znalosti o tom, na které predátory si musí dávat pozor. Jiní se rodí bez těchto znalostí a musí je získávat po celý život. Zdálo by se, že první možnost je mnohem spolehlivější a bezpečnější. To však platí pouze pro ty druhy kořisti, které žijí ve víceméně konstantních podmínkách a jsou z generace na generaci ohrožovány stejnými predátory. Pokud se prostředí daného druhu kořisti často mění nepředvídatelným způsobem, může být rozvoj vrozeného strachu z určitých typů predátorů méně prospěšný než obecná schopnost učit se – i když takové učení s sebou nese obrovská rizika.

Mnoho druhů žab klade vajíčka do různých vodních ploch, od malých pomíjivých louží až po velká jezera. Na různých vodních plochách jsou pulci ohroženi různými predátory. Pulci reagují na nebezpečí snížením své motorické aktivity: zmrznou nebo prostě začnou plavat pomaleji, aby na sebe přitáhli méně pozornosti. Pokud se pulec bez rozdílu bojí všech predátorů – včetně těch, kteří se v dané nádrži pulci neživí – bude neustále mrznout a bude mít méně času na hledání potravy. V takové situaci by byl vrozený strach ze všech možných nepřátel pro pulce spíše škodlivý než prospěšný. Chování pulců (a dalších kořistí) musí udržovat křehkou rovnováhu mezi velikostí nebezpečí a intenzitou reakce na něj. Pokud se stupeň nebezpečí, které představuje stejný druh predátorů, značně liší v závislosti na podmínkách, stává se celoživotní učení optimálnější strategií než rozvoj vrozeného strachu.

O konkrétních mechanismech, které jsou základem učení kořisti, aby se bála predátorů, je zatím známo jen málo. Ze zjištěných faktů jsou nejzajímavější dvě. Zaprvé se ukázalo, že k takovému učení dochází velmi rychle – predátorovi obvykle stačí kořist jednou zaplašit, aby si z tohoto druhu predátora vytvořil stabilní strach. V některých případech lze předpokládat existenci určitých vrozených psychologických „prázdných míst“ nebo matric, tedy vrozené predispozice k rychlému rozvoji strachu z určitých typů podnětů. Za druhé byl objeven fenomén generalizace (zobecňování) v rozpoznávání predátorů. To znamená, že zvířata, která se naučila bát se konkrétního predátora (v experimentu může panenka vystupovat jako predátor), často začnou pociťovat strach i z jiných předmětů, které jsou vzhledově nebo čichově podobné predátorovi, kterého znají.

V článku kanadských biologů zveřejněném na webu časopisu Behaviorální ekologie a sociobiologie, jsou popsány zajímavé experimenty, ve kterých byla poprvé prokázána schopnost „zobecnit obraz predátora“ u larev bezocasých obojživelníků.

Autoři zmiňují pouze tři dřívější studie, které tento fenomén zkoumaly. Pokud nic nevynechali, jejich práce je čtvrtá v oboru. První studie byla provedena na klokanech Macropus eugenii. Ukázalo se, že klokani se přirozeně nebojí lišek, koček ani koz. Naučíte-li valašky bát se lišek, pak se automaticky začnou bát koček (ale ne koz). Další studie zjistila, že divoký jelen černoocasý Odocoileus hemionus columbianus Bojí se nejen pum, které pro ně v přírodě představují skutečnou hrozbu, ale i jaguárů, které nikdy nepotkají. Při těchto experimentech se nepoužívali živí predátoři, ale jejich modely, to znamená, že šlo o rozpoznání predátora pouze podle vzhledu, nikoli podle pachu nebo chování.

Třetí studii provedli autoři článku diskutovaného v letech 2007-2008. na rybě Pimephales promelas (tlouštík černý, viz tlouštík). Ryby byly vycvičeny, aby se bály pachu určitého druhu pstruha. Ukázalo se, že ke zobecnění obrazu predátora dochází pouze tehdy, je-li s tímto predátorem spojena velmi vysoká míra rizika. Pokud ryba vnímá tento druh pstruha jako středně nebezpečný, pak ji pach jiných druhů pstruhů neděsí. Pokud byly ryby přinuceny pochopit, že tento pstruh je extrémně nebezpečný, pak se také začaly bát pachu jiných pstruhů (ne však štik nebo chukuchanů).

V novém experimentu byli jako objekt vybráni pulci americké žáby lesní. Rana sylvatica (viz dřevní žába). Ve svých předchozích dílech autoři ukázali, že tito pulci nemají vrozený strach z ocasatých obojživelníků (mloků, mloků), kteří jsou jejich přirozenými nepřáteli.

Vajíčka lesní žáby byla umístěna do velkého akvária s čistou vodou, kde byly všechny potřebné podmínky pro vývoj pulců, ale nebyli tam žádní predátoři (autoři udělali veškerá možná opatření, aby tam nebyl pach predátorů) . Když se pulci vylíhli a dosáhli věku dvou týdnů, vědci je rozdělili do tří skupin a začali s výcvikem. Školení probíhalo následovně.

Každý pulec byl umístěn do samostatné půllitrové nádoby a nechal si zvyknout na nové prostředí. Poté bylo do sklenice přidáno 10 ml vody s vůní čolka ohnivého Cynops pyrrhogaster. Byla to voda z dvoulitrové nádoby, ve které žilo 5 hodin šest čolků. Zároveň bylo do sklenice přidáno dalších 5 ml vody s „vůní nebezpečí“. Recept na přípravu tohoto lektvaru připomíná postupy středověkých čarodějnic nebo alchymistů: jeden pulec se rozemlel v malém hmoždíři, vzniklá dužina se zředila vodou v množství 20 nebo XNUMX ml, voda se poté opatrně přefiltrovala, aby se odstranila tkáňové fragmenty. Pach rozdrceného pulce je bezpodmínečný děsivý podnět, to znamená, že pulci od narození vědí, že tento pach signalizuje nebezpečí.

Pulci z první skupiny dostali „vůni nebezpečí“ ve vysoké koncentraci (1 rozdrcený pulec na 5 ml vody), druhá skupina dostala čtyřikrát menší dávku. Nakonec pulci třetí (kontrolní) skupiny dostali 5 ml čisté vody.

Myšlenka byla, že pulci z první skupiny si spojí pach čola s myšlenkou velmi velkého nebezpečí. Druhá skupina se také musela naučit bát se čolků, ale ne tolik. Konečně se třetí skupina mloků vůbec nebála.

Reakcí pulců na děsivé podněty, jak již bylo zmíněno, je zpomalení jejich pohybů. Autoři měřili sílu této reakce následovně. Na dně každé nádoby byla nakreslena přímka, která rozdělovala nádobu na polovinu. Čtyři minuty před přidáním vonné vody výzkumníci počítali, kolikrát pulec překročil čáru. Pokud to udělal méně než šestkrát za čtyři minuty, byl z experimentu vyloučen. Poté se do vody přidaly pachy a čtyři minuty se znovu počítal počet přeplavení. Jako měřítko strachu byl použit poměr počtu přejezdů před a po přidání pachů.

Jak se dalo očekávat, během tréninkového procesu se pulci z první skupiny velmi báli, z druhé skupiny se báli slabě a kontrolní skupina, která dostávala pouze pach čolka, se nebála vůbec.

O tři dny později všichni pulci vyměnili vodu a začala hlavní fáze experimentu. Každá ze tří skupin pulců byla rozdělena na další tři části. První část dostala vůni čolka, druhá – pach tygřího mloka, který je poměrně blízkým příbuzným čolka, třetí – pach africké drápaté žáby, která patří do jiného řádu obojživelníků.

Reakce „cvičených“ pulců na pach čolka ohnivého (bílé sloupy), mlok tygrovaný (šedé pruhy) a africká žába drápatá (černé pruhy). Voda – pulci, kterým byl při výcviku dán pouze pach čolka; Nízký – pulci, kteří spolu s vůní čolky přijali „vůni nebezpečí“ v nízké koncentraci; Vysoké pulce, kterým byla dána vůně čolka v kombinaci s koncentrovaným „pachem nebezpečí“. Vertikální osa – snížení pohyblivosti (tedy síly strachu) pulců v reakci na podnět. Rýže. z článku diskutovaného v Behaviorální ekologie a sociobiologie

Z těchto tří druhů potenciálních predátorů se žáby lesní mohou v přírodě setkat pouze s mlokem tygrovaným.

Pulci z kontrolní skupiny, kteří neměli vyvinutý strach z čolků, se nebáli žádného ze tří pachů. Pulci, u kterých se vyvinul silný strach z Mloků, byli vystrašeni ze všech tří pachů. Nejvíce je vyděsil pach čolka, který se používal při „výcviku“. O něco méně je děsil pach mloka, blízkého příbuzného čolka, a ještě méně pach drápaté žáby. Konečně pulci, u kterých se vyvinul jen mírný strach z čolka, se vyděsili pachů čolka a mloka, ale zůstali lhostejní k pachu drápaté žáby.

U pulců, stejně jako u ryb, tedy stupeň „zobecnění obrazu predátora“ závisí na velikosti nebezpečí, které je spojeno se známým predátorem. Čím větší nebezpečí představuje známý predátor, tím širší „zobecnění“ kořist dělá. Jak se říká, když se spálíš mlékem, foukáš do vody. Podobný jev byl dříve objeven u ptáků, i když v tomto případě nešlo o rozpoznání kořisti predátorů, ale o rozlišení jedovaté a nejedovaté kořisti predátory (viz: Neobvyklé maskování u žab je spojeno se schopností predátoři k zobecnění, „Elements“, 13.03.2006).

„Schopnost zobecňovat“ objevená u pulců neznamená, že by pulci měli nějakou zvlášť vynikající inteligenci. Podmíněné reflexy, tedy reakce na určité podněty vyvinuté během života, se vždy do té či oné míry „zobecňují“. Jinými slovy, pokud byl vyvinut reflex na konkrétní podnět, pak s největší pravděpodobností stejnou reakci vyvolá jiný, ale velmi podobný podnět. Navíc, čím odlišnější je podnět od „naučeného“, tím slabší bude reakce. Tato vlastnost podmíněných reflexů, která je dána základními principy smyslového vnímání a fungováním nervové soustavy, v zásadě zcela postačuje k vysvětlení jak fenoménu „zobecnění obrazu predátora“, tak jeho závislosti na velikost nebezpečí.

Zdroj: Maud CO Ferrari, Grant E. Brown, François Messier, Douglas P. Chivers. Zobecnění rozpoznávání predátorů larválními obojživelníky citlivé na hrozby // Behaviorální ekologie a sociobiologie. Předběžná online publikace. 27. května 2009.