На погляд восьминога: яким бачать світ тварини?

Чому раптом восьминога? Ні, не про «холодний», «заворожуючий» «гіпнотизуючий» погляд восьминога – так, здається, описують його морські пригодницькі романи – нам хотілося б поговорити. А про очі восьминога, про його здатність бачити, так само як про очі і зорові можливості інших тварин — риб і птахів, ссавців і комах. І на суші, і в повітрі, і під водою тварини користуються своїми очима, дивляться, так чи інакше розрізняють навколишні предмети. Але у кожного «свій погляд на предмет», свій світ зорових образів, не схожий на світ інших. І кожному він чомусь підходить, кожного задовольняє, і жодна тварина не «вимагає» собі інші очі.

Чому ж так відбувається? І наскільки по-різному бачать світ різні тварини, і чи так вже сильно їх зорові можливості відмінні від людської здатності розпізнавати предмети? Тому, мабуть, цікаво було б дізнатися про бачення світу різними тваринами. В тому числі і восьминогами.

«Вікнами у світ» назвав відомий натураліст професор Ніко Тінберген органи чуття тварин. Все життя тварини, всі її вчинки, всі «поведінкові акти» — будь то пошуки їжі або порятунок від ворога, суперництво за територію або будівництво гнізда, шлюбне залицяння або годування дитинчат – направляються, контролюються і виправляються за допомогою більшого або меншого «набору» органів почуттів.

Приклади невичерпні… Немов природа – це одночасно і сцена, і зал для глядачів. Актори і глядачі там постійно міняються місцями, кожен дивиться на іншого, погляд кожного перетворює іншого. По суті, весь еволюційний розвиток пройшов під поглядами міріадів уважних і зацікавлених очей.

До речі, про очі. Ми знаємо, що саме око, звичайно, нічого не бачить – бачить мозок. Око лише формує світловий промінь і передає імпульс на фоторецепторні клітини сітківки, або ретини, як її називають медики. Тут світловий промінчик викликає хімічну реакцію, при якій світлова енергія перетворюється в нервове збудження. Цей-то нервовий імпульс і йде до головного мозку, у відповідні його області, але знову ж таки не відразу, а через клітини двох видів — біполярні і гангліозні.

Тут-то і криється сама складність всього цього процесу, складність поки ще не пізнана. Скажімо, восьминіг, очі якого дуже близькі за структурою очам хребетних (тому їм і цікавляться вчені), обходиться тільки фоторецепторними клітинами, безпосередньо пов’язаними з мозком. І, тим не менш, дивує його здатність розпізнавати різні фігури. В оці жаби світло проходить через зовнішній шар гангліозних клітин і середній шар біполярних клітин, ніяк на них не діючи, на фоторецептори. А вже звідти сигнали повертаються до цих двох видів клітин і – в мозок.

Цікаво, що для діючої рефлекторно, дуже швидко і без всяких «роздумів» жаби важливо швидко, прямо в сітківці, переробити інформацію, передати її в мозок і отримати команду для м’язової реакції. Так і відбувається. А ось кішка для включення тих чи інших рефлексів передає в свій мозок лише одну десяту частину побаченого, решта надходить на спеціальні клітини, проходить додаткову обробку, як би «ретранслюється» і тільки потім додається до вже наявної інформації в мозку. Ймовірно, такі додаткові пристрої дають можливість тварині зробити вибір з пропонованого переліку рефлекторних вчинків, трохи поміркувати.

В око будь-якої тварини надходять промені світла, утворюючи на сітківці, як на екрані, зображення розглянутого предмета, його «візуальну схему». Але це на сітківці, а ми знаємо, що бачить мозок. Так що ж засвоює з усього зорового образу, з усієї візуальної схеми мозок? Весь образ або його окремі деталі? І які?

Природно припустити, що в гонитві за антилопою леопарду абсолютно байдуже, які у антилопи роги або хвіст. Він вловив саму загальну характеристику – перед ним антилопа, і її потрібно наздогнати. Так само чинить, наприклад, і восьминіг в гонитві за рибою, а не за якимось конкретним видом риби. Так чинить хижак в гонитві за здобиччю, так чинить переслідуваний, ховаючись від хижака. А тому найпершим етапом в зоровому сприйнятті образу можна, напевно, вважати розпізнавання форми предмета.

Мабуть, з усіх вчених, які досліджували зорове розпізнавання образів тваринами, найбільший внесок зробив англійський натураліст Н. С. Сазерленд. Він провів безліч дослідів з розрізнення форми головоногими і хребетними.

Але як дізнатися, чи реагує тварина на те чи інше зображення чи ні? Доводиться тварин спершу навчити, підкріплюючи смачним ласощами необхідну експериментатором реакцію на «позитивний» стимул (подразник) і не даючи ласощі, а то і зовсім викликаючи неприємні відчуття — скажімо, слабким поколюванням струму — при реакції на «негативний» стимул.

У своїх дослідах зоопсихологи часто користуються приладом або пристроєм Лешлі — на ім’я його винахідника — і його різновидами. Цей пристрій являє собою екран з двома отворами, закритими дверцятами. На одних дверцятах зображений позитивний стимул – малюнок, на інших — негативний. Щурів навчали стрибати з підставки на ці розмальовані дверцята. Дверцята з позитивним малюнком легко відкидалися від стрибка щура, і тварина отримувала ласощі. «Негативні» дверцята були закріплені, і невдалий учень, стрибнувши на них, падав на підлогу.

Інша установка, широко використовувана зараз при роботі з приматами — так званий «Вісконсінський тестовий апарат». Мавпу поміщають в клітку і з одного боку їй пропонують предмети, що лежать на підносі. А під предметами в невеликих поглибленнях заховано ласощі. Якщо, простягнувши руку, тварина вибирає потрібний предмет, – частування заслужено, його можна з’їсти.

У своїх дослідженнях Н. С. Сазерленд, не відмітаючи абсолютно різні існуючі теорії розпізнавання тваринами зорових образів, орієнтувався все ж на одну з них, що здавалася йому найбільш правдоподібною і гідною уваги. Він вважав, що при розгляданні предметів тварини реєструють в своєму мозку, сприймають, бачать лише досить абстрактний образ предмета, що враховує тільки його основні риси.

А ось ці-то основні риси у різних видів різні, і те, що може цікавити голуба, залишиться непоміченим, скажімо, червоною рибкою.

На доказ того, що основна теорія обрана правильно, вчений провів досліди з восьминогами, рибами і щурами. Восьминога навчили наближатися до квадрата і стрімко втікати при вигляді трикутника. Поставимо тимчасово себе на місце цього «примату моря» і подумаємо, як в його мозку можуть бути описані ці дві фігури. Квадрат можна описати як фігуру з чотирма сторонами і чотирма прямими кутами або фігуру з чотирма сторонами (навряд чи тварина сильна в основах арифметики), або фігуру, що має горизонтальну лінію зверху чи знизу, і т. д. Точно так само трикутник може бути розшифрований як фігура з трьома сторонами і кутами або з горизонтальною лінією внизу, або з вістрям зверху.

Так от помітили, що квадрат, будучи перевернутим на 45°, викликає у тварин ту ж реакцію, що і трикутник. Або ромб, розташований вгору однією з вершин. Іншими словами, ромб для восьминога еквівалентний, рівнозначний і представляє одне і те ж, що і трикутник. А інші експерименти дали можливість з’ясувати, що найголовніше для мозку восьминога — що з себе представляє верхня частина фігури. Якщо вона плоска, восьминіг впізнає квадрат і всі інші фігури з такою ж особливістю, а якщо гостра — це трикутник і все інше, що має гостру вершину.

Точно такі ж результати вихоплення зором однієї або декількох головних для тварини частин фігури були отримані при роботі з щурами і рибами. Але завжди при дослідах з різними представниками тваринного світу вчений намагався так вибирати тип відповідної реакції піддослідного звіра, щоб його поведінка не виходила за рамки звичного «репертуару» вчинків і дій. Якщо ти птах «відповідай на питання», якщо мавпа – схопи що-небудь, якщо щур – стрибни і т. д.

Існує таке поняття в розпізнаванні образів, як «порівняння з еталоном». Суть його приблизно в тому, що тварина може впізнати знайому фігуру лише в тому випадку, якщо світлові імпульси потрапили на ті ж або близькі до них рецепторні клітини ока, що збуджувалися і при навчанні.

Не дуже-то зручно повністю відкинути струнку теорію, але доводиться все ж заявити, що вона з багатьох точок зору не виглядає досить заможною. І прикладів тому можна навести багато. Скажімо, чи так вже ймовірно, що зображення однієї і тієї ж фігури завжди буде потрапляти в певне місце сітківки? А якщо фігура змістилася? Більш того, доведено, що тварини, які навчилися розрізняти фігури, «віддруковуються» тільки на частини сітківки, чудово їх впізнають, коли користуються «ненавченими» частинами ретини. І це підтвердив Сазерленд.

Для свого експерименту він вибрав золотих карасів. Ці красиві рибки ніби спеціально створені для такого досліду – їх зоровий нерв має дві гілки, одна з яких закінчується на верхній половині сітківки, а інша — на нижній. І ось, відсікаючи одну гілку, рибок засліплювали наполовину, на відповідну частину сітківки. А потім проводився урок по запам’ятовуванню зоровим апаратом певної фігури.

Риби втрачали частину свого зору не назавжди – через кілька тижнів відсічений нерв відновлювався і «ненавчена» частина сітківки ставала зрячою. Тоді відсікалася «навчена» частина. І що ж? Карасики прекрасно продовжували орієнтуватися в знайомих фігурах, розпізнавали їх, хоча працювала вже зовсім інша, незвична, здавалося б, до цих фігур частина сітківки.

Звичайно ж, теорія порівняння з еталоном тут не підтверджується. Що ж відбувається? По всій видимості, ще раз слід згадати, що бачить не око і не ретинна рецепторна мозаїка, а мозок. І запам’ятовують образ мозкові «сховища» інформації, будова яких відмінна від будови сітківки.

Ще цікавий факт, також не на користь теорії порівняння з еталоном. Тварини всіх видів, які навчилися розрізняти фігури, підтверджували своє вміння і з фігурами іншого розміру, меншими або більшими. Стало бути, справа ніяк не в клітинах сітківки, стало бути, є спеціальний механізм, що дозволяє запам’ятовувати еталонний образ, встановлювати чіткий зв’язок між однаковими за зовнішнім виглядом, але різними за величиною фігурами. І знаходиться він, швидше за все, в головному мозку. Втім, виявлені все ж і на ретині ділянки, що реагують тільки на смуги певної спрямованості — вертикальні або горизонтальні.

Цілком можна припустити, що існування цього механізму на елементарному рівні полегшує тварині здатність розпізнавати вертикальні і горизонтальні лінії. Саме такі лінії найкраще вміють розпізнавати мавпи, кішки, щури, риби і восьминоги.

А ось лінію, розташовану під кутом в 45° до горизонту, тварини розрізняють з великими труднощами, а восьминоги взагалі виявилися не в змозі осилити цей вид науки…

Є і ще теорія. Вона передбачає, що механізм розпізнавання фігури заснований на запам’ятовуванні якоїсь її однієї характерної риси, що представляє особливість тільки цієї фігури. Підкреслюємо: саме фігури.

Тільки практика, дотепні експерименти з тваринами ніяк не хочуть узгоджувати свої результати і з цією теорією.

Дійсно, якщо тварина задумає виділити у фігури її якусь характерну частину, воно обов’язково повинно знати, що це за фігура. Інакше нічого не виділиш. Скажімо, буква «А» відрізняється від букви «Л» перекладинкою в середині. Це дійсно характерна риса для даної фігури. Але тварина-то цього не знає, вона не знайома з алфавітом!

Інша справа, що при запам’ятовуванні зорових образів тварини виділяють їх особливості, але особливості ці визначені не предметом, а самим тваринам, пристроєм її зорового апарату. Тварина, іншими словами, бачить предмет так, як вміє, а не так, як він виглядає насправді.

Звідси іноді виникають помилки. Але вони, втім, і допомагають розумінню справи. Ось і ілюстрація сказаному: коли щур опановує умінням відрізняти квадрат від ромба, створюється враження, що він всю свою увагу концентрує тільки на нижній частині фігури. До такого важливого висновку можна прийти, застосувавши так звані «тести перенесення», – якщо «вченому» щуру показати два трикутника, розташовані один вершиною вгору, а інший — вершиною вниз, то він вважатиме перший трикутник за квадрат, а другий – за ромб.

З’ясовується також, що собаки реагують на всю фігуру, а пескарі — лише на її частину, але вже верхню. А може бути, ступінь організації мозку тварини і визначає кількість засвоюваної оком інформації? Може бути, саме обмежені можливості обробки зорової інформації в мозку якраз і змушують тварину «звертати увагу» лише на обмежену частину розглянутого предмета? Поки не ясно.

Все ж, незважаючи на численні експерименти, ще важко говорити про загальні принципи розрізнення зорових образів тваринами. Ясно, що у звичайних лабораторних ссавців легко виробляється реакція на розрізнення, хоча є і несподівані невдачі. А результати, отримані при дослідженні хребетних і головоногих, в основному схожі…

Трикутники, ромби, квадрати… Це все фігури плоскі, але ж цей навколишній нас прекрасний і дивовижний світ тривимірний — має і довжину, і ширину, і висоту. І якщо ми помічаємо, що леопард зробив стрибок із засідки, точно вимірявши відстань до жертви, курка клюнула зерно, лише підійшовши до нього, а мавпа хапає, не промахуючись, простягнутий їй банан,— можна з упевненістю стверджувати, що тварини сприймають своїм зоровим апаратом світ в трьох вимірах. Вони бачать перспективу, вони відчувають глибину предмета.

Як все це відбувається, поки сказати важко. З визначеністю, мабуть, можна говорити лише про те, що зоровий образ сприймається послідовно — спочатку у вигляді плоскої фігури, контуру і єдино з метою його виділення серед всіх інших і поки непотрібних предметів. А вже потім включаються в роботу якісь особливі механізми головного мозку. Вони і дозволяють – і то в разі необхідності для тварини – оцінити предмет в деталях: виділити особливості, оцінити величину, прикинути відстань. І коли настає необхідність в такій деталізації, мозку, ймовірно, вже не обійтися без одночасної допомоги двох очей…

Зауважте, при описі всіх численних дослідів для перевірки «вміння поводитися» зі своїми очима у тварин ми говорили про їх навчання. Нехай не створюється враження, нібито тварину навчали бачити, – ні, її у всіх цих дослідах навчали своєрідному діалогу з експериментатором, вчили лише відповідати на запитання. Бачити, розпізнавати навколишній світ тварина вміла і до цього.

Значить, зорові здібності вроджені? І в процесі накопичення життєвого досвіду нічого не здобувається? Ні, здобувається, і досить багато. Дуже цікаво з’ясувати співвідношення між вродженими зоровими можливостями, запрограмованими генетично в організмі тварини, і набутими, отриманими в зіткненнях з суворими умовами боротьби за існування.

Що стосується вроджених зорових навичок, Сазерленд, стверджуючи, що вони існують безумовно, вважає все ж їх рівень організації досить низьким, найпростішим, майже елементарним. З його висновком, мабуть, можна погодитися, простеживши за поведінковими актами птахів, що опираються на зір.

Ось найвідоміший приклад поведінки (зауважте: ми говоримо вже про поведінку тварин, а не про їх навчання) пташенят сріблястої чайки. Ледь вилупившись і зголоднівши, вони клюють червону пляму на дзьобі батьків, загострене бажання клюнути викликає саме ця червона пляма, незалежно від того, де вона знаходиться — на дзьобі, чи на макеті. Ніко Тінберген каже, що пташеня буде клювати і червону вишню, і навіть згадує випадок, коли до дівчинки на пляжі підлетіла чайка і клюнула її… в червону ранку на нозі.

Або ось. Самець зорянки, захищаючи свою територію, люто накидається на будь-який червоний предмет, аби тільки його розміри не надто відрізнялися від зростання можливого противника. Що це – засліплення в запалі битви або просто поганий зір? Ні те і ні інше. Просто генетично закодований інстинкт захисту території від загарбника червоного кольору дуже короткий, нескладний, спирається на елементарну зорову характеристику — червоний колір.

А ось коли справа доходить до шлюбних залицянь, самець не сплутає наречену з собі подібним — тут в справу вступають вже більш складні механізми зорового сприйняття.

Висловлене нами припущення, як бачите, підтверджується. Нагадаємо тільки, що подразники, які викликають вроджену реакцію організму, прийнято називати ключовими.

Років п’ятнадцять тому Гібсон і Уок з Корнеллського університету провели серію дослідів з молодими тваринами на установці, названій «зоровий обрив». Цей хитромудрий пристрій дозволяв спостерігати, чи володіє тварина вродженою реакцією на віддалену поверхню, почуттям глибини.

Уявіть собі дві сходинки сходів, обидві розмальовані великими чорно-білими клітинами. На верхній сходинці «столі» лежить лист скла так, що половина його звисає над нижньою сходинкою — «підлогою». Значить, якщо рухатися по склу, будеш перебувати або на дрібній частині — на столі, або на глибокій частині — над підлогою.

Майже всі види тварин, що пройшли випробування на «зоровому обриві», намагалися втекти подалі від цього обриву, якщо, звичайно, вони перебували в тому віці, коли вже могли самостійно рухатися. Так чинили козенята і ягнята в перший день їхнього життя; їм «вторили» кошенята і щурята, не відрізнялися поведінкою і триденні макаки – резуси. Навіть шести-чотирнадцяти місячне дитина намагалося відповзти подалі від «небезпечного» місця.

І лише тільки черепахи вирішили чинити опір закономірності (можливо, у черепах загострене почуття протиріччя? – це ще не досліджувалося) і не віддали переваги дрібній стороні.

Отже, існують вроджені реакції на певні зорові стимули. А що ж може бути «придбано»? На тій же установці вдалося з’ясувати, що щури можуть звикнути до «глибини» і, з’ясувавши, що порожнеча їх підтримує, зовсім не побоюватися обриву. Правда, здатність щурів «розумно» перебудовувати свою поведінку під впливом навколишніх умов взагалі дивовижна. Недарма ж багатовікові хитрощі людей, які воюють з підступним «сірим племенем», так досі і не увінчалися скільки-небудь значними успіхами.

І курчата, хоча вони і вважають за краще «дрібну» сторону, все ж можуть втратити гостроту цієї реакції, якщо їх деякий час витримати на «глибині».

Ще більшу роль відіграє досвід у інших видів. Кошенята, вирощені в темряві і випробувані на «зоровому обриві» на 27-й день життя, не проявляли ніякої переваги. І лише після зорового тижневого досліду вони стали реагувати на «обрив». Цей експеримент, взагалі-то кажучи, двоякий. Він, з одного боку, показує, що зоровий досвід може бути придбаний, а з іншого боку, можна зробити висновок про «забування» вроджених навичок.

Поняття «забування» існує в етології: скажімо, вроджений у каченяти інстинкт слідування за матір’ю може бути загублений, якщо він не підкріплюється життєвим досвідом, присутністю матері.

Можна висловити одне припущення: ймовірно, генетично закладені в мозку зорові здібності повинні бути обов’язково підкріплені певними подразниками на початку життя тварини – тоді тільки вони будуть належним чином працювати. Це припущення випливає і з усього, що сказано раніше, чи не так?

Отже, ми з’ясували, що вміння бачити – погано чи добре – генетично закладено природою за допомогою еволюції в мозку тварини. Але цей «поганий» або «хороший» зір — лише прояв нашого, людського до нього ставлення, це його порівняльна оцінка з нашими високорозвиненими зоровими здібностями. І без свого високорозвиненого мозку не отримувала би людина з навколишнього світу настільки велику кількість інформації, настільки багато цікавих, важливих деталей.

Втім, нам вже, напевно, ясно, що восьминогу, наприклад, це і не потрібно,— занадто багато побаченого не під силу переварити мозку, не витримає він цього. Що ж, природа не терпить нічого зайвого в своїх «творах», а тільки те, що необхідно для їх великого біологічного призначення — вижити в боротьбі за існування і вивести потомство.

Автор: В. Кармінський.