Читать книгу Эти удивительные животные. Самые неожиданные факты о братьях наших… разумных - Вирджиния Морелл - Страница 4

Каково это – быть рыбой? Или птицей, или летучей мышью, пчелой или тигром? Ученые единодушно считают, что мы никогда не узнаем точно, каково быть любым из животных, как бы сильно мы ни хотели этого и какие бы исследования ни проводили. Мы никогда не сможем полностью понять опыт другого животного. И все же, когда в 1991 году каждого из участников международной конференции этологов спросили, почему они избрали для изучения конкретный вид животных, они в подавляющем большинстве ответили, что их основной мотивацией было желание узнать, каково быть именно тем или иным животным.

У Стефана Шустера, нейробиолога из Университета Байройта в Германии, желание проникнуть в мозг другого существа, в частности рыбы, возникло еще в детстве и больше никогда не покидало, даже теперь, когда он разменял пятый десяток и потратил почти двадцать лет, исследуя, как рыба думает и принимает решения. Его путешествие к пониманию ума рыб привело в самый центр мозга рыбы, который отвечает за принятие решений о жизни и смерти. Параллельно он сделал несколько ключевых открытий о сложных умственных способностях рыб брызгунов – самых метких стрелков в мире рыб.

В дикой природе брызгуны обитают в мангровых болотах Юго-Восточной Азии, Австралии и многих островов Тихого океана. Они охотятся, выстреливая из ртов точно направленными струями воды в пролетающую по воздуху добычу: насекомых, пауков и даже мелких ящериц.

Шустер опубликовал результаты своих открытий в крупных научных журналах и, как результат, получил свою порцию коллегиального скептицизма. Теперь он наслаждается признанием его основной теории о том, что животные с небольшим, простым мозгом способны принимать сложные когнитивные решения. Иными словами, они могут быть умными.

– Интеллектуальная схема может присутствовать в любом мозге, а не только у животных с большим мозгом и множеством нейронов. Я в это искренне верю, – заявил Шустер. – Если эволюции она [такого рода интеллектуальная схема] требуется, то она будет создана даже из небольшого количества нейронов.

В 2008 году мы сидели в его опрятном, заставленном книгами кабинете в университете Эрленге, где он провел несколько своих исследований рыб брызгунов. (Позже он переехал в Байройт.) На первый взгляд может показаться, что рыбы не слишком подходящие животные для исследователя, чтобы использовать их как пример организма, способного принимать умные, сложные решения. Но это одна из причин, почему Шустер выбрал именно их.

– Люди не ждут от рыб многого, и здесь они ошибаются, – отметил он. – Рыбы способны гораздо на большее, чем думают люди… Все началось с чистой случайности. Я не ставил перед собой задачу изучать брызгунов. Себе домой я заказал небольшой аквариум, но поставщик прислал мне по ошибке слишком большой, поэтому я его отнес в лабораторию и пустил туда брызгунов. Я это сделал просто так, для удовольствия.

Профессор считал их своими «домашними животными», а не объектами исследования. Так что потребовалось довольно много времени, три года, прежде чем, признается Шустер, он рассмотрел их потенциал для своих исследований.

К тому времени Шустер наблюдал за брызгунами уже достаточно долго, чтобы задуматься об их способностях. Какое бы трудное задание он им ни давал, они почти всегда с ним справлялись. Рыбы охотно стреляли в насекомых, а также в геометрические фигуры, и это означало, что их выстрелы не были инстинктивными; они обладали определенной степенью гибкости мышления. При этом они всё делали быстро: и высматривали добычу, и стреляли, и затем хватали ее.

– Я искал именно такое поведение, – признался ученый.

Шустер и его студенты составили список вопросов, ответы на которые их интересовали. Как брызгуны просчитывают свои выстрелы? Ведь они смотрят на свою жертву из-под воды, которая искажает видимость, но, тем не менее, точно рассчитывают выстрел с разных углов и расстояний. Как они планируют свой выстрел? Как они определяют, когда и куда упадет их добыча? Брызгуны виртуозно метко стреляли по неподвижной цели. Могли ли они сбивать летящих насекомых с такой же точностью?

Но самой сложной проблемой было узнать, какие клетки в мозге брызгуна управляют этими решениями. На примере брызгунов Шустер, так же, как и нейробиологи, которые обнаружили нейроны, отвечающие за обучение и формирование долгосрочных воспоминаний у беспозвоночных улиток Aplysia, надеялся продемонстрировать в действии, как у рыб происходит процесс принятия решений. Возможно, брызгун сможет продемонстрировать общие принципы работы мозга позвоночных на клеточном уровне.

Иногда, когда ученые намереваются изучить способности животных принимать решения, их объекты исследования проявляют настолько неожиданные и удивительные умственные способности, о которых ученые даже не подозревали. Шустер и его студенты недавно столкнулись с подобным неожиданным открытием.

– На самом деле это было совсем не то, что мы планировали, – признался Шустер, выйдя из-за стола. – Я вам все объясню позже, а сначала вы должны увидеть этих рыб!

Лаборатория Шустера находилась всего в нескольких метрах от его офиса, на втором этаже современного многоэтажного здания из бетона и стекла. На металлических полках вдоль одной стены стояли десятки аквариумов, повсюду висели какие-то резиновые трубки, электрические провода, запасные фильтры для воды и обогреватели, рулоны пластиковой ленты, металлические полоски и другие механические предметы. В двух небольших смежных комнатах были еще аквариумы, в которых находились тропические рыбы и морские коньки. Брызгунов я заметила, как только вошла в лабораторию: восемь серебристо-черных пятнистых рыб смотрели на меня из квадратного аквариума. Большие блестящие рыбы размером с ладонь были похожи на наконечники стрел времен палеолита – широкие и плоские, с острыми головами. Они не плавали по кругу или из стороны в сторону, как часто делают аквариумные рыбы, а выстроились в ряд в передней части аквариума. Их миниатюрные черные глазки смотрели прямо на нас. В их позе было что-то выжидающее, и я спросила у Шустера:

– Это они вас ждут?

Шустер просиял.

– Да, да. Так и есть, – сказал он, вытянув шею в сторону аквариума. Я заметила, что он не подходит к нему слишком близко. – Они постоянно наблюдают за нами.

– Они еще в нас стреляют, – сказал Марио Восс, один из аспирантов Шустера. – Вот так.

Восс подошел к аквариуму и наклонил голову через край. Рыба повернулась к нему и в следующую секунду выстрелила струей воды прямо в глаза Восса.

– Ой! – воскликнул Восс, убирая голову назад и со смехом вытирая воду. – Хороший выстрел.

Томас Шлегель, который заканчивал диссертацию, не подходил к аквариуму. Он уклонялся от водяных выстрелов в течение четырех лет и устал быть мишенью.

– Они постоянно стреляют нам в глаза и в нос, – сказал он. – После тридцатого раза в день это уже начинает раздражать. Но вы должны попробовать, – добавил Томас.

Я подошла к краю аквариума, наклонилась и постаралась держать глаза открытыми. Какая рыба выстрелит? Все рыбы смотрели на меня, но одна, казалось, смотрела прямо в мой глаз, как охотник, прицеливающийся к своей добыче. Бах! Струя воды ударила прямо в мой зрачок с такой силой, что я дернулась назад, как и Восс до этого. Это было похоже на выстрел из водяного пистолета моего племянника. Смеясь, я вытерла мой левый глаз, но осталась стоять возле аквариума, положив левую руку на край. Другая рыба быстро воспользовалась возможностью и выстрелила в мое обручальное кольцо, в то время как третья нацелилась на красный сердолик в моей серьге, а еще одна выстрелила в мой правый глаз.

– Какие они меткие! – удивилась я, отходя назад. – Но неужели они думают, что мои глаза и серьги – это насекомые?

– Я думаю, что они различают, где глаза, нос или серьги, – сказал Шустер. – Не похоже, что они ждут, когда эта «добыча» упадет в воду. Но наши глаза и нос их действительно интересуют.

– Может быть, им просто нравится наша реакция, – добавил Шлегель. – Большую часть времени им скучно, поэтому они с нетерпением ждут, когда мы начнем проводить эксперименты.

Мы все вчетвером стояли и смотрели на брызгунов, которые снова выстроились в ряд, чтобы посмотреть на нас.

О чем они думают?

Один из брызгунов пошевелил головой, потом затих и снова пошевелил.

– Я так и не смог этого доказать, но мне всегда казалось, что он таким образом пытается заставить меня покормить его, – произнес Шлегель, чей ноутбук стоял на столе рядом с аквариумом. Обычно он там работал, сидя спиной к рыбам. – Иногда мне кажется, что они следят за мной, – сказал он. – Когда же я поворачиваюсь, чтобы посмотреть на них, они выстраиваются вот так в ряд и ждут, как собаки своих хозяев. Так они пытаются привлечь ваше внимание.

– Большинство людей считают, что рыбы не способны чему-то научиться, они не умеют ни играть, ни думать, ни что-то чувствовать, – продолжал Шустер. – Они думают, что это просто, ну, понимаете, мокрые овощи. Морковки или кочаны капусты с плавниками. А потом они встречаются с нашими брызгунами. Рыбы смотрят на них и стреляют им в глаза, и люди сразу думают: «Ладно, это умные рыбы». И они действительно умные.

Действительно ли рыбы умные? Есть ли у них мысли и могут ли они манипулировать своими хозяевами? Очень сложно представить, что рыбы способны на такое, поэтому Шустеру и другим исследователям, изучающим сознание рыб, часто приходится обороняться. Но еще хуже, признается ученый, когда их полностью игнорируют. В большинстве учебников по когнитивной психологии рыбы даже не упоминаются, и поэтому три эксперта по рыбам – Кевин Лаланд, Кулум Браун и Йенс Краузе – в 2008 году выпустили первый учебник, посвященный исключительно рыбам. В 1950 году психологи доказали, что рыбы тилапии, так же как крысы и голуби, способны успешно пройти стандартный тест «стимул – реакция», нажимая на рычаг (они толкали его своими ртами) в обмен на кусок пищи. Несмотря на этот успех, рыбы по-прежнему считаются такими же глупыми, как очаровательная рыбка Дори из диснеевского мультфильма «В поисках Немо», память которой могла хранить события лишь трехсекундной давности. Люди настолько уверены, что от рыб нельзя ожидать многого, что восприняли как данность и то, что у них нет социальных навыков, они проявляют минимальные способности к обучению и не понимают, где они были и что делали в тот или иной момент. Да, они такие же позвоночные, как и мы, и могли бы претендовать на звание первых позвоночных, которые появились более пятисот миллионов лет назад, но они были «низшими позвоночными». Это старомодное определение опустило рыб на дно мнимой эволюционной лестницы, и поэтому в течение XX века культивировалась мысль, что у них нет разума.

На самом деле рыба, несмотря на то что у нее по отношению к размеру тела самые маленькие мозги среди всех позвоночных животных, способна на осмысленное поведение, что доказывает постоянно растущее количество исследований. Исследования колюшки, гуппи, данио рерио и других видов доказали, что у рыб есть долговременная память. У них есть индивидуальности, – некоторые из них застенчивы и скромны, другие смелы и агрессивны – и они способны принимать решения[9]. Их память позволяет им создавать и обновлять образы их постоянно меняющегося водного мира и отслеживать социальные отношения. Они могут быть расчетливыми, как шимпанзе или люди, способны манипулировать, наказывать, обманывать и даже заводить друзей, чтобы получить то, что они хотят. Бойцовые рыбы помнят самца, который проиграл последний бой, и относятся к нему как к проигравшему. Умные самцы атлантической моллинезии, ухаживая за пухлыми плодовитыми самками, каждый раз, когда появляется соперник, делают вид, будто их интересует более стройная дама, так как самцы часто пытаются отбить чужую избранницу. Брызгун, например, в качестве орудия использует воду, скумбрии охотятся группами, загоняя свою добычу, а два вида морских окуней охотятся совместно с гигантскими муренами. Морские окуни приводят мурен к добыче, прячущейся в горных породах, и затем позволяют хищникам выгнать оттуда рыбу, обеспечив таким образом еду как для себя, так и для мурен. Два вида сотрудничают почти так же успешно, как люди и охотничьи собаки.

Многие виды рыб способны приобретать социальные навыки, и это означает, что они учатся, наблюдая друг за другом, а значит, то, что они изучили, влияет на их взаимоотношения с другими особями. С помощью социального обучения рыба получает знания о том, где найти корм, как избежать хищников и каких партнеров нужно выбирать. Дарвин назвал этот вид обучения «подражание», но сегодня исследователи предпочитают термин копирование. Настоящее подражание, как следует из определения, данного когнитивистами, требует от наблюдателя точного повторения именно тех действий, которые показывает демонстратор, а именно это большинство животных делает очень редко. Поэтому, когда Шустер со своими учениками обнаружил, что их брызгуны научились стрелять в трудные и новые цели, наблюдая, как это делают другие более опытные рыбы, они поняли, что столкнулись с потенциальной проблемой. Это выглядело так, будто брызгуны подражали.

– Никто и предположить не мог, что рыба способна на такое, – признался Шустер. – Это было не то, что мы искали, и мы не знаем, какой психологический механизм они использовали.

Ученые действительно не знают, какой психологический механизм используют люди, когда они повторяют действия другого человека. Нейробиологи предположили, что у нас, как и у некоторых приматов и у дельфинов, за этот процесс скорее всего отвечают зеркальные нейроны – набор специализированных клеток в коре головного мозга, которые активизируются, когда мы подражаем или копируем. Они наблюдали за мозгом макаки-резус (на ней была шапка с электродами) в то время, когда обезьяна сама что-то делала, например брала какой-то объект, и когда животное наблюдало, как кто-то другой выполнял эти же действия. В обоих случаях зеркальные нейроны обезьян активизировались. Но поскольку обезьяны не являются идеальными подражателями, в отличие от нас, клетки зеркальных нейронов не могут прояснить весь процесс. Вполне возможно, что эти нейроны выполняют более общие функции в процессе социального обучения в целом, как считают некоторые ученые.

Ни один ученый еще не сообщил о выявлении зеркальных нейронов в мозге рыб, на данный момент они были обнаружены только у млекопитающих.

Существует давнее правило для всех исследователей, которые изучают разум животных, и называется оно «канон Моргана». Это правило названо в честь британского психолога К. Ллойд-Моргана, который предложил его в конце ХIХ века как способ обуздать некоторые дикие антропоморфные заявления о когнитивных способностях животных. Учитывая его влияние, это правило скорее разочаровывает (оно не простое и не очень элегантно сформулировано), но все же приведем его полностью: «Ни в коем случае нельзя интерпретировать то или иное действие как результат проявления какой-либо высшей психологической функции, если это действие можно объяснить на основе наличия у животного способности, занимающей более низкую ступень на психологической шкале». Иными словами, ученые должны были искать самое простое объяснение поведению животных.

Поэтому, хотя поведение брызгунов в точности соответствовало определению термина подражания, Шустер придерживается канона Моргана и не использует это спорное слово. Он и его соавторы просто сказали, что рыбы «копируют» более аккуратных исполнителей.

Но Шлегель все же добавил:

– Это на самом деле невероятно.

И Шустер согласился:

– Мы не ожидали этого.

Свое удивительное открытие Шустер сделал благодаря серии экспериментов с брызгунами, которые он проводил в течение семи лет. Он всегда предполагал, что животные с небольшим мозгом не просто имеют встроенные инстинкты, а способны принимать гибкие решения, и пытался проверить это с помощью своих экспериментов. Для начала он решил выяснить, влияет ли процесс принятия решений на быстрые и точные выстрелы брызгунов.

Старая поговорка «Поспешишь – людей насмешишь» применительна и к животным. Ученые доказали, что существа, которые принимают поспешные решения, чаще совершают ошибки. Но только не брызгуны. Они так редко промахиваются, что их видео на YouTube пользуются постоянной популярностью. До исследований Шустера считалось, что брызгунам всегда удается поразить свою добычу, потому что у рыб встроенные инстинкты, а значит, у них нет никаких когнитивных навыков и они не могут обучаться или принимать решения. Шустер со своими студентами доказали, что это не так. Брызгуны учатся совершать все свои выстрелы, и для того, чтобы попасть в цель, им приходится принимать много решений, причем некоторые из них в считаные миллисекунды.

Чтобы показать, как именно брызгуны поражают свою добычу, Шустер пригласил меня в свой кабинет, где мы посмотрели замедленное видео на компьютере. На экране появился брызгун, гребя плавниками и исследуя зеленую ветку, висящую над водой на метровой высоте. На ветке отдыхал жук.

– Теперь смотрите, что он будет делать, – сказал Шустер. Брызгун едва высунул морду над поверхностью воды и выстрелил струей воды, попав точно в цель. – У брызгуна есть паз или щель над его ртом и язык очень странной формы, – объяснил Шустер. – С их помощью он образует трубку, похожую на паяльную трубку или на ствол пистолета. Рыба засасывает воду в эту трубку, хлопая жабрами. Вообще, они стреляют очень метко и быстро и точно знают, сколько сил должны приложить, чтобы сбить свою добычу.

На экране в это время брызгун одного за другим сбивал пауков, бабочек, кузнечиков и муравьев. Рыбы были похожи на персонажей из видеоигр, действуя удивительно быстро и точно, поэтому наблюдать за ними было очень интересно. Но почему Шустер был так уверен, что их навыки были не просто проявлением инстинктивного поведения?

Шустер улыбнулся, услышав мой вопрос, и, сохраняя на лице выражение «просто-посмотрите-на-это», открыл еще одно видео. На нем в замедленной съемке было записано, как брызгун стреляет в паука. Струя воды, вылетевшая изо рта рыбы, летит по воздуху как мокрый снаряд и сбивает паука в бассейн.

– Чтобы сделать этот выстрел, рыба должна просчитать все: расстояние до цели, силу, которую ей нужно приложить, чтобы сбить его, место, куда он приземлится, и скорость, с которой он будет падать, чтобы успеть поймать его, – объяснил Шустер. Так как молодые брызгуны плохие стрелки, они должны научиться все это делать, – добавил он. – А это, в свою очередь, означает, что этот процесс носит когнитивный характер.

В лаборатории Шустер со своими учениками записывал на видеокамеру выстрелы рыб по различным целям: стационарным, движущимся, горизонтальным, вертикальным, большим и маленьким. А уже после этого исследователи анализировали высокоскоростные изображения кадр за кадром. Из проведенных экспериментов ученые узнали, что большинство рыб могут управлять горизонтальными выстрелами, но должны практиковаться, чтобы научиться выполнять вертикальные выстрелы. Большинство брызгунов также очень хорошо справляются со стационарными целями, но даже самые лучшие стрелки не могут поразить движущуюся добычу, пока не отработают этот навык в течение нескольких дней. По словам Шустера, каждое увеличение высоты цели или скорости мгновенно останавливает рыб, заставляя их «скорректировать свои выстрелы и сделать новые расчеты».

У брызгунов есть «общие правила», которые лежат в основе их расчетов. Вместо того чтобы просто выбрасывать струю воды наугад, рыба прицеливается, но при этом ориентируется не на размер добычи, а на то, насколько крепко насекомое держится за ветку. Другие исследователи доказали, что эта сила сцепления прямо пропорциональна размеру животного.

– Именно эта сила сцепления является целью брызгуна, – пояснил Шустер. – Они сбивают свою жертву струей воды, которая примерно в десять раз сильнее той силы, с которой насекомое цепляется за ветку.

После того как брызгун сбил свою жертву, он должен просчитать, куда упадет добыча и с какой скоростью ему нужно плыть, чтобы схватить ее. Рыба не следит за полетом своей добычи, как делают бейсболисты, когда вычисляют, где нужно ловить летящий мяч. Это было бы напрасной тратой времени. Вместо этого Шустер и Шлегель обнаружили, что как только добыча начинает падать, брызгун вычисляет, куда она упадет, и определяет, насколько быстро ему нужно плыть, чтобы попасть туда и схватить добычу, когда она только соприкоснется с водой. Стрелок не может долго думать, ведь в дикой природе брызгунам, живущим стаями, за каждого сбитого насекомого приходится конкурировать друг с другом, а также со многими другими крупными рыбами. Им приходится принимать моментальные решения.

– Брызгуны делают эти расчеты за сорок миллисекунд, т. е. за доли секунды, – сказал Шустер. – Сейчас некоторые люди критикуют нас и говорят, что они не могут думать, потому что всё это слишком быстро. Значит ли это, что если бы рыба делала это медленнее, то тогда она могла бы думать? – Шустер засмеялся и покачал головой. – Мы иногда принимаем решения так же быстро. Но никто не ставит под сомнение наши мыслительные способности. На самом деле брызгун может охотиться на свою добычу медленнее, но делает это только тогда, когда он находится в аквариуме один. В конце концов, зачем тратить энергию, если не с кем соревноваться?

– Брызгуны принимают свои решения и делают расчеты, используя свой мозг, – подчеркнул Шустер. – Из сравнительных анатомических исследований нейробиологи узнали, что мозг всех позвоночных, и у рыб в том числе, работает одинаково, передавая химические и электрические сигналы между клетками.

Для рыб некоторые из наиболее важных нейронных сигналов касаются хищников. Даже намек на хищника активизирует нейроны в задней части мозга, и рыба мгновенно уплывает. Брызгун, как только видит хищника, начинает бежать (этот момент, когда мозг подает сигнал телу, называется С-старт). То же самое происходит, когда они охотятся за своей жертвой, и это означает, что в обоих случаях включаются одни и те же нейроны, даже если один из этих процессов (погоня за добычей) намного сложнее, чем второй (побег).

– Эволюция часто так делает, а именно: адаптирует существующий механизм для нового использования, – продолжал Шустер. – Разница между двумя типами С-стартов заключается в том, что во время погони за добычей нейроны активизируются только после того, как добыча начинает падать. Рыба едва успевает рассмотреть [свою жертву], и на основе этой незначительной информации она с помощью своей небольшой нейронной сети делает все расчеты. Это доказывает, что для принятия точных и сложных решений не требуется большой мозг. Работа может быть выполнена с помощью относительно небольшого количества нейронов. Брызгуны дают нам возможность на клеточном уровне понять, как мозг в целом принимает решения.

Мы вернулись в лабораторию, чтобы еще раз понаблюдать, как брызгуны практикуются в стрельбе. Шлегель повесил прозрачный пластиковый диск диаметром 10 см над аквариумом. Он висел в воздухе на высоте тридцати сантиметров над поверхностью воды. Из коробки с замороженными мухами Шлегель достал одну и быстро засунул ее в аквариум, чтобы смочить. Затем, сложив руки вместе так, чтобы рыба не смогла увидеть муху, он засунул ее в нижнюю часть диска.

– Сложив руки, я подаю им знак, – сказал он. – И они уже знают: понятно, мы должны быть внимательными.

Как хорошие ученики, восемь брызгунов быстро выстроились в ряд в противоположном конце аквариума, повернувшись к диску. Как только Шлегель опустил руки и отступил назад, неожиданно – бах! – одна из рыб сбила муху в воду. Все рыбы помчались, чтобы получить приз, и мне показалось, что гонку выиграла совсем не та рыба, которая сбила муху.

– Да, – сказал Шлегель, показывая на меткого брызгуна, – получил муху не тот, кто ее сбил.

Шлегель положил другую муху на диск, и вдруг – хоп! – она упала вниз. На этот раз рыбы устроили такую брызгающую гонку, что я упустила из виду победителя. Но Шлегель меня успокоил:

– На этот раз добыча досталась стрелку.

Так как Шлегель не маркировал своих рыб, как это делал Найджел Фрэнкс со своими муравьями, мне было не понятно, какой метод он использовал для их идентификации. Мне казалось, в такой грубой гонке, как эта последняя, было очень трудно догадаться, какая рыба и что сделала. Однако Шлегель сказал, что рыб можно было отличить по их поведению.

– Мы их так и различаем, – сказал он. – Когда вы работаете с ними в течение нескольких недель, то видите, что они действительно разные. Некоторые никогда не стреляют, когда они все вместе, а стреляют только тогда, когда оказываются в аквариуме одни. Так они хитрят, – уточнил Шлегель. – Они позволяют другим выполнить работу, но затем пытаются получить муху вместе с остальными. Доминирующая рыба постоянно прогоняет остальных и мешает им выстрелить, охраняя то место, с которого они предпочитают стрелять.

Различия в поведении брызгунов не вызывали особых проблем, пока Шустер (других студентов в лаборатории уже не было) не начал изучать, как особенно хорошие стрелки брызгунов стреляют по движущейся цели. По крайней мере пятеро в стае считались такими, но как только цель начала двигаться, рыбы уже были не в состоянии попасть по мухе, которая перемещалась со скоростью улитки. Через несколько дней, по словам Шлегеля, «у них стало лучше получаться». И хотя он не присутствовал в лаборатории в ходе этого исследования, результаты этого эксперимента были настолько захватывающими, что он практически выучил их наизусть.

– Ну, один стал лучше. – Шлегель сделал паузу. – Этот суперстрелок поражал цели, которые двигались так быстро, как шершень. Но это был настоящий аквариумный хулиган. Он лишал рыб возможности выстрелить, отталкивая претендентов.

– В результате нам пришлось его удалить, – сказал Шустер. – Мы думали, что он портит наш эксперимент, и уже планировали потратить несколько дней, чтобы потренировать других рыб.

Вместо этого менее проворная четверка начала стрелять по движущейся цели почти так же хорошо, как хулиган.

– Они хорошо стреляли во все, что движется, – рассказывал Шлегель, – как по мухам, летящим медленно, как улитки, так и по тем, которые летали как пули. Они научились стрелять по движущейся мишени и оценивать влияние гравитации, наблюдая за самым метким стрелком. А это означает, что они поняли, как это делает другая рыба.

Так или иначе, наблюдая за собратом, они смогли мысленно представить себя на месте стреляющей рыбы. Это то же самое, как если бы вы или я наблюдали, как Коби Брайант[10] бросает мяч в сотый раз. А потом мы бы встали со скамейки, взяли мяч и так же шикарно бросили сами, да не один раз, а несколько раз подряд. Любой, кто смог бы это сделать, тут же подписал бы контракт с командой соперника.

Чтобы убедиться в чистоте своего эксперимента, Шустер со своими студентами также проверили контрольную группу из четырех других рыб, которые никогда не охотились с доминирующей рыбой. Ученые позволили рыбам наблюдать за движущейся мишенью, но отталкивали их прочь каждый раз, когда те оказывались в лучшей позиции, чтобы сделать меткий выстрел (так же, как делал хулиган в исходной группе). Позже, когда исследователи позволили этим четырем брызгунам стрелять по цели, они стреляли именно так, как сделали бы большинство зрителей, – плохо. Им потребовалось более двадцати попыток, чтобы научиться попадать в цель.

– Это доказывает, что первые четыре брызгуна овладели прицельными навыками, наблюдая за хулиганом, – сказал Шустер.

Как и в отношении других моментов копирования или подражания, ученые не знают, как людям, не говоря уже о рыбах, удается наследовать другого человека. До сих пор ученым не известно, как мозг любого животного, простой или сложный, справляется с этой задачей.

Так все-таки брызгуны копируют или подражают? Шустер и Шлегель улыбнулись и пожали плечами. Они не собирались вступать в дискуссию по поводу определений. Важно было то, что они в очередной раз доказали наличие когнитивных навыков у брызгунов.

Рыба – это одно из немногих диких животных, которую большинство из нас употребляют в пищу без чувства вины. Я люблю хороший стейк из лосося или филе свежевыловленной форели и редко задумываюсь о том, как рыба попала в мой холодильник или что она чувствовала, когда ее вытащили из воды. Меня больше беспокоит (и, как я понимаю, других людей тоже), как много рыбы вылавливают каждый год из океанов и рек в промышленных масштабах. Цифры ошеломляющие: более восьмидесяти миллионов тонн рыбы, или один триллион отдельных особей, ловят и убивают ежегодно. Из них более одной трети перерабатывают на рыбий жир и рыбную муку, которые используют в кормах для животных и аквакультур (по иронии судьбы – для кормления выращиваемых на фермах рыб). Защитники природы и экологи предупреждают, что мы можем стать причиной вымирания многих крупных морских видов, таких как атлантический голубой тунец, рыба-меч, палтус и акулы. Также мы не должны забывать, что изменение подводной среды не подлежит восстановлению. Не менее тревожными являются и недавние сообщения о том, что мы уже использовали около 75 % мировых рыбных запасов.

То, о чем мы вообще не беспокоимся, так это о непосредственном процессе рыбной ловли. До недавнего времени ученых также не волновала эта проблема. Их не беспокоило, является ли гуманным промышленное рыболовство, и они никогда не исследовали процесс рыбной ловли с точки зрения самих рыб. Но те исследования, которые проводят Шустер и другие исследователи в области когнитивных способностей рыб, могут в корне изменить отношение к ним потребителей, что, в свою очередь, может повлиять и на рыбную промышленность[11]. Мы выросли, полагая, что рыбы не чувствуют боли. А если бы вы знали, что рыбе больно, как коровам, или овцам, или курам на фермах, вы бы покупали треску, которая попалась на крючок и была вытащена за длинную леску, или тунца, который попался в сети, прежде чем его вытащили на поверхность, где он умер, задыхаясь, от удушья?

Совсем не обязательно быть умным, чтобы понимать, что тебе больно. Медоносные пчелы, муравьи и многие беспозвоночные часто сталкиваются с задачами, решение которых требует наличия когнитивных навыков. Однако исследователи не интерпретируют сложный танец пчелы или умение оценивать недвижимость у скалистых муравьев как признаки того, что пчелы и муравьи имеют эмоциональную жизнь, ведь они не испытывают чувства и эмоции. То же касается и способности рыб принимать быстрые, гибкие решения, что совсем не означает, будто они страдают, когда их вытаскивают из моря. Но животные, как правило, обладают сложной сенсорной и нервной системами, и это позволяет предположить, что они, скорее всего, имеют нервные механизмы, которые отвечают за боль и страдание.

Хотя ученые еще не совсем поняли связь между сознанием и чувствительностью, они знают, что эти два понятия взаимосвязаны. Например, спортсмены иногда участвуют в соревнованиях, даже когда испытывают сильную боль; они знают, что им больно, но предпочитают игнорировать ее ради достижения другой цели. Крысы тоже способны не обращать внимания на горячий датчик, привязанный к хвосту, если они чувствуют запах кошки. Крысы предпочтут стоять, не шевелясь, на горячей плите, чем встретиться с хищником. Может ли рыба сделать что-то подобное? И если она может испытывать боль, осознает ли она, что такое страдания?

Для биолога Виктории Брейтуэйт, изучающей рыб в Пенсильванском университете, вопрос о том, чувствуют ли рыбы боль, стал актуальным, когда она начала исследовать способы повышения выживаемости лосося и форели, выращенных в инкубаторах. (Многих выращенных в инкубаторах рыб возвращают в дикую природу в надежде восстановить сокращающиеся популяции. Но, к сожалению, из них выживает меньше одного процента особей, остальные погибают в течение первых недель.) Брейтуэйт обнаружила, что в инкубаторах рыба содержится в тесных емкостях; у многих особей были повреждения на боках оттого, что они царапались о стены, при этом некоторые рыбы нападали, кусая друг друга за плавники. Брейтуэйт было интересно, почему агрессивная рыба нападала именно на плавники. Неужели плавники рыбы были особенно чувствительны к боли?

Брейтуэйт работала в Эдинбургском университете, а в 1999 году начала свое исследование, подав вместе со своей коллегой Майк Джентл заявку на грант британского правительства. Комитет по грантам согласился, что их вопрос достоин изучения, но предложил внести незначительные изменения.

– Они хотели знать, чувствуют ли рыбы боль, когда попадаются на крючок, – уточнила Брейтуэйт.

Когда Брейтуэйт с коллегами начала интересоваться рыболовной промышленностью, они были ошеломлены, узнав, что там не существует никаких правил и руководств о том, как лучше выращивать и ухаживать за рыбой. С 1980-х годов движение по защите прав животных привело к значительным положительным изменениям в жизни животных, которых разводят на фермах, но никто, похоже, не посчитал нужным поинтересоваться, каково же живется рыбам в рыбоводческих хозяйствах. Ни один ученый даже не попытался определить, есть ли у рыб те типы нервных клеток и волокон, которые передают сигналы в мозг, когда что-то болит.

И тогда Брейтуэйт решила, что причина, по которой люди считают рыб бесчувственными, заключается в том, что они их просто не понимают. Рыбьи морды неподвижны и не передают те эмоциональные сигналы, которые мы привыкли распознавать. Нам также сложно понять и оценить, каково это жить в подводном мире. Помимо способности мыслить, у рыб есть на удивление много способов собирать информацию об окружающей среде. Многие могут чувствовать запах, который распространяется в воде, и большинство из них различают цвета и имеют острый слух. Рыба издает ряд звуков: писк, визг, щебет, лай, стон, вой и гул. Она использует их, чтобы найти партнера, отпугнуть других рыб или предупредить об опасности. Так же как и птицы, многие рыбы строят гнезда, чтобы выращивать свое потомство, и поют, чтобы привлечь своих партнеров. Множество видов рыб общаются, используя такие низкочастотные звуки, которые мы не можем уловить без специальных приборов. Крики рыб не попадают в пределы нашего слухового диапазона, особенно если учесть, что мы и так не очень хорошо слышим под водой. Если вы когда-либо плавали среди рыб на коралловых рифах, то, несомненно, были поражены их яркой расцветкой и любопытными формами. Тем не менее вы, вероятно, не слышали издаваемых ими звуков или любой другой шум, доносящийся из их домов в коралловых рифах. Это смогли уловить гидрофоны, которые использовали морские биологи, обнаружившие, что из рифов доносятся электрические хлопки креветок, стук краба и песни рыб. Звуки каждого рифа, по-видимому, настолько уникальны, что мальки некоторых рыб могут определить, где они вылупились, и, ориентируясь на эти шумы, найти дорогу домой, даже если еще личинками океанические течения отнесли их на сотни километров.

Разве не логично предположить, что существа с такими сенсорными способностями могут чувствовать боль?

Брейтуэйт была убеждена в этом. Все животные, даже медузы, могут испытывать неприятные ощущения. Медузы уплывают в другую часть аквариума, если им дискомфортно, но у них нет мозга, чтобы связать эти неприятные ощущения с эмоциями. Маловероятно, что они страдают так же, как кошка или птица, когда сталкиваются с чем-то болезненным. Способность определить, что именно причиняет нам боль, называется ноцицепцией, а нервные клетки, которые обеспечивают эту способность, называются ноцицепторами. Ноцицепторы есть у птиц, млекопитающих, земноводных и даже у беспозвоночных, таких как пиявки и морские слизни. Многие классические анатомические исследования о том, как работают ноцицепторы, проводились на пиявках и морских слизнях. Если морского слизня ткнуть каким-то острым предметом, он свернется от боли. Ученые не считают, что морской слизень испытывает боль на уровне эмоций, потому что они не обнаружили у него специальных нервных волокон, необходимых для передачи сигнала о боли в мозг[12].

Брейтуэйт и ее коллеги в Шотландии в 2001 году начали искать ноцицепторы и специализированные нервные волокна у радужной форели, после чего в 2003 году опубликовали первую обширную статью на эту тему. Я встретилась с исследовательницей в ее офисе. Пока она рассказывала мне о том, как проходило их исследование, я рассматривала на компьютере изображение, где было отмечено все, что им удалось обнаружить. Это была увеличенная цветная фотография морды и головы радужной форели. Небольшие цветные треугольники, ромбы и шестиугольники были расположены вдоль верхней и нижней губы, на морде и в районе подбородка, недалеко от жабр и вокруг глаз, при этом каждая геометрическая фигура соответствовала одному из трех типов ноцицепторов.

– Это болевые рецепторные клетки только на морде и голове форели, – сказала она. – Мы обнаружили двадцать две из них.

Ученые также обнаружили нервные волокна, отвечающие за перемещение сигналов клеток головного мозга, доказав тем самым, что у рыб есть физические и нервные механизмы, чтобы распознать и передать боль.

Брейтуэйт включила следующее изображение, и это оказалась иллюстрация мозга рыбы. Он был похож на пучок маленьких картофелин. Она отметила различные его функции и объяснила, что долгое время считалось, что в мозге рыб отсутствуют многие ключевые структуры, которые есть в мозге млекопитающих. Например, предполагалось, что у рыб нет миндалины, то есть участка мозга, который помогает обрабатывать основные эмоции, такие как страх, а также положительный и отрицательный опыт. Однако еще несколько лет назад один физиолог обнаружил, что у рыб на самом деле есть эти структуры. (Этого никто не заметил раньше, потому что мозг рыбы растет наружу, а не вовнутрь, как у нас; все их особые структуры находятся снаружи, а не внутри мозга.) Брейтуэйт снова показала на экран. Миндалина рыбы (технически называется медиальным мантийным ядром) была частью ее переднего мозга, одной из крупных картофелеподобных структур.

– Это открытие [миндалина рыбы] все меняет, – сказала Брейтуэйт, – потому что оказалось, что подобные когнитивные структуры работают одинаково у всех позвоночных. Вот почему, например, крысы часто заменяют человека для проверки психобиологических препаратов. Это означает, что мы можем проникнуть во внутреннее состояние рыб, в их чувства, – продолжила она, – и узнаем, что приносит им положительные эмоции, что их расстраивает или огорчает.

Я решила, что крюк, проткнувший губу рыбы, вероятнее всего, ее огорчает.

– Да, – подтвердила Брейтуэйт. – Но мы должны сделать еще один шаг вперед и посмотреть, есть ли у них «мысленное представление» этой боли.

В Шотландии она со своими студентами доказала, что форель, которой сделали укол в губу с небольшим количеством пчелиного яда или уксусной кислоты, вела себя так, что это состояние можно было охарактеризовать как «дискомфортное». Рыба раскачивалась взад и вперед, как делают приматы, когда испытывают стресс. Форели, в губы которых сделали инъекции кислоты, потирали их о гравий и о стенки аквариума, как делаем мы, когда пытаемся успокоить то место, которое болит, растирая его. Раньше никто никогда не сообщал о проявлении подобного поведения у рыб. Это определенно было не простое, рефлекторное поведение. Интересно, что в течение трех часов после инъекций рыбы совсем не притрагивались к пище. Однако те из них, которым ввели физраствор или просто укололи иглой, ели с таким же аппетитом, как и остальные рыбы, которые не участвовали в эксперименте.

– Я думаю, что они реагируют на что-то болезненное, – сказала Брейтуэйт. – Но мы должны быть очень осторожны, описывая наши наблюдения, иначе люди подумают, что мы утверждаем, будто рыбы чувствуют боль, как мы с вами. А это не так.

Поскольку эмоции у животных нельзя измерить напрямую (по крайней мере никто еще не придумал, как это сделать), Брейтуэйт необходимо было использовать непрямые измерения, например реакцию рыбы на болезненный опыт. Во время моего визита она начала ряд новых экспериментов с целью обнаружить преимущества латерализованного мозга рыб. Как у всех позвоночных, мозг рыбы разделен на два полушария. Наш латерализованный мозг, помимо других черт, определяет, быть нам левшами либо правшами. Рыбы же могут использовать свой левый и правый глаз для выполнения двух разных заданий: одним глазом следить за хищниками, а другим – искать еду.

Лаборатория Брейтуэйт была расположена в двух смежных комнатах в подвале ее офисного здания. Мы остановились перед одним из аквариумов, чтобы полюбоваться яркими разноцветными рыбами и их стремительными движениями. В качестве демонстрации один из ее учеников установил в аквариуме Т-образный лабиринт, сделанный из прозрачного пластика. Брейтуэйт чашкой зачерпнула самца гуппи из другого аквариума («это не травмирует рыб, в отличие от сетки») и поместила рыбу в экспериментальный аквариум. Самец гуппи давно принимал участие в тестах с лабиринтом, поэтому сразу поплыл по коридору. В конце концов он доплыл до стеклянного препятствия и Т-образного перекрестка, где мог повернуть налево или направо. За препятствием из песка торчало то, что он никогда раньше не видел: маленький желтый пластиковый крестик. Рыбы с «позитивным умонастроением» понимают, что крестик – это новый предмет и, следовательно, потенциально опасен. Поэтому они подплывают к препятствию осторожно, подобно тому, как делал этот самец.

– Посмотрите! – воскликнула Брейтуэйт. – Он встревожен, он не сводит глаз с креста.

Самец гуппи свернул налево и поплыл параллельно препятствию, так, чтобы его правый глаз постоянно видел крест. Затем он выбрался из лабиринта и получил вознаграждение. Брейтуэйт бросила угощение для него в воду.

– Именно так рыба должна вести себя, если видит что-то новое или хищника, – сказала Брейтуэйт. – Это разумно и безопасно.

Но что делать, если рыбе впервые вкололи небольшое количество пчелиного яда в губу? Как она будет реагировать? Сможет ли она определить опасность? Или она не сможет сконцентрироваться из-за боли? Брейтуэйт решила исследовать эти вопросы уже с колюшками, но в больших открытых лабиринтах, которые она планирует построить. На данный момент, по ее словам, все предыдущие исследования с форелью доказали, что рыба, когда ей больно, ведет себя не так, как обычно. Они становятся менее внимательными к потенциальной опасности или вообще полностью ее игнорируют.

– Я думаю, это доказывает, что болезненные переживания действительно влияют на способность рыб принимать те или иные решения; что они находятся в уязвимом состоянии, когда им больно, потому что они страдают. Рыбы способны испытывать эмоции, у них есть самосознание и разум, – заявила Брейтуэйт.

Выводы Брейтуэйт были обнародованы. Рыболовы, по понятным причинам, расстроились, но «они также согласились подумать о том, чтобы уменьшить вред, причиняемый рыбам», по словам Брейтуэйт. Тем не менее многие ученые были настроены скептически. Одни исследователи продолжали утверждать, что форель просто реагирует рефлекторно, в то время как другие, особенно психологи, были не согласны с тем, что рыбы обладают самосознанием и разумом. Они утверждали, что, поскольку боль является психологическим опытом, рыба не может ее испытывать.

За несколько недель до моего визита у Брейтуэйт была встреча с группой психологов, которые интересовались, будет ли она еще раз пытаться выяснить, страдают ли насекомые эмоционально.

– Мой ответ был: «Ну а почему бы и нет? Разве вам было бы не интересно узнать, имеют ли насекомые какое-то психическое представление о боли? И если нет, то почему?» Кажется маловероятным, что насекомые могут иметь эмоции, хотя они есть у нас и у других позвоночных. Они помогают нам научиться защищать себя. Например, мы говорим: «О, это действительно больно, и я действительно не хочу испытать это снова». Что плохого в том, чтобы изучить этот вопрос и в отношении других животных?

Перед тем как покинуть лабораторию Брейтуэйт, я сказала ей, что меня теперь преследует ее схема болевых рецепторов форели. Я не была уверена, что снова смогу насладиться рыбалкой.

– Используйте крючки без зубцов, – засмеялась она, – особенно если вы собираетесь выпустить свой улов обратно в воду.

Она не была уверена, что идея ловить форель, а потом выпускать ее, была самой лучшей, так как рыболовы и биоэтики до сих пор спорят, действительно ли это открытие принесет рыбе пользу[13]. Но любую серьезно раненную рыбу нужно быстро убить, чтобы она не страдала.

Конечно, рыбы не могут рассказать нам, как мы должны к ним относиться. У них есть свои способы общения друг с другом, а в некоторых случаях даже с другими видами рыб, как, например, у окуней и угрей. Но для большинства животных их неумение общаться с нами на нашем языке ставит их в невыгодное положение. Они не могут рассказать о своих правах или о том, как к ним лучше относиться или выращивать. Большинство животных не имеют голоса, который мы можем услышать.

И даже если бы животное могло говорить, разве мы стали бы его слушать?