Сравнение исследовательского и игрового поведения хрящепалых гекконов на Земле и в невесомости

Язык труда и переводы:
УДК:
57.024
Дата публикации:
09 февраля 2023, 22:54
Категория:
Секция 20. Космическая биология и медицина
Авторы
Гулимова Виктория Игоревна
НИИМЧ им. акад. А.П. Авцына ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского»
Барабанов Валерий Михайлович
НИИМЧ им. акад. А.П. Авцына ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского»
Бердиев Рустам Какаджанович
УНЦ реабилитации диких животных Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова
Савельев Сергей Вячеславович
НИИМЧ им. акад. А.П. Авцына ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского»
Аннотация:
Представлены результаты первой попытки сравнить исследовательское (ИсП) и игровое поведение (ИгП) хрящепалых гекконов в невесомости и на Земле. Описаны отличия ИгП от ИсП у гекконов. ИсП проявлялось по отношению к различным объектам, но только флотирующий маркировочный ошейник, снятый одним из гекконов перед стартом, а также (в меньшей степени) линные шкурки вызывали ИгП. Оно отличалось от ИсП многократной повторяемостью, даже когда объект был уже знакомым, вариабельностью и индивидуальной изменчивостью. Впоследствии ИгП с линными шкурками было обнаружено также у гекконов из группы наземного контроля. Полученные данные позволяют считать, что в невесомости гекконы играют с линными шкурками чаще, чем при обычной земной гравитации, а флотация стимулирует ИсП даже по отношению к знакомым объектам, которые в наземных условиях интереса обычно не вызывают. Принципиальных отличий ИсП в невесомости от наземного не выявлено, за исключением того, что гекконы при ИсП в невесомости могут принимать позы, нехарактерные для них в земных условиях. Мы предполагаем, что повторяемость манипуляций животного с уже знакомым объектом может служить критерием, позволяющим отличить игру от диверсивного ИсП.
Ключевые слова:
невесомость (микрогравитация), хрящепалый геккон, исследовательское поведение (ИсП), игровое поведение (ИгП), продолжительный орбитальный эксперимент
Основной текст труда

Введение

В литературе до 2000 года практически нет работ, посвященных поведению хрящепалых гекконов (Chondrodactylus turneri Gray, 1864; старое название — Pachydactylus turneri), и даже сегодня они очень немногочисленны [1-6] по сравнению с аналогичными публикациями о таких широко используемых в лабораторной практике ящерицах, как анолисы.

Исследования поведения небольших ящериц затруднены, во-первых, тем, что террариумные условия содержания и разведения для многих из них пока недостаточно разработаны и далеки от естественных. Во-вторых, наблюдения в природной среде обитания, не оказывающие влияния на естественное поведение таких рептилий, связаны с техническими проблемами, вызванными небольшими размерами, скрытным или ночным образом жизни, быстротой передвижения и сложностью индивидуальной маркировки, не исчезающей при линьке, не меняющей физическое состояние и поведение животных, а также не делающей их более уязвимыми для хищников. С другой стороны, существует концепция (surplus resource theory, [7]), в соответствии с которой игровое поведение (ИгП) энергетически невыгодно для холоднокровных животных, имеющих короткое детство и слабо выраженную заботу о потомстве, каковыми являются рептилии. Поэтому вряд ли стоит удивляться тому, что долгое время рептилии считались в принципе неспособными к игровой активности, и лишь сравнительно недавно ИгП было обнаружено у немногих крупных рептилий, таких, как аллигаторы, черепахи и вараны, причём наблюдалось оно преимущественно в неволе [5].

В то же время известно, что для рептилий характерно выраженное исследовательское поведение (ИсП); игра включает в себя элементы исследования, а отличение игрового поведения от исследовательского не всегда возможно [8, 9]. Дополнительным источником проблем и расхождений во мнениях даже между специалистами является отсутствие однозначных и общепринятых определений для ИгП и ИсП.

В настоящее время наиболее общепринятым является определение ИгП, предложенное Г. Бурхардтом, согласно которому поведение является игровым, если удовлетворяет пяти критериям: 1 — не является полностью функциональным в форме или контексте, в которых проявляется; 2 — является спонтанным, добровольным и/или доставляющим удовольствие; 3 — является незавершённым, преувеличенным или преждевременным; 4 — повторяется, но не аномально и не стереотипно; 5 — возникает, когда животные сыты, здоровы и не находятся в состоянии острого или хронического стресса [8].

Как в зоопсихологии, так и в психологии многие авторы, обсуждая особенности ИсП, избегают давать его определение. Реми Шовен в 1969 году назвал исследовательским поведением совокупность реакций, направленных на улучшение восприятия [10]. Возможно, базовой для этой и последующих более или менее удачных формулировок определения ИсП является трактовка Берлина (1960 г), согласно которой ИсП представляет собой поведение, цель которого – сделать доступной новую информацию об окружающей среде и дать возможность новым стимулам управлять поведением [11]. Для этого используются: 1 — ориентировочные реакции, когда животное изменяет позу, или положение органов чувств для лучшего доступа к информации; 2 — локомоторное исследование, осуществляемое с помощью перемещения тела в пространстве и 3 – исследовательские реакции, в ходе которых животное с помощью манипуляций изменяет внешние объекты [11]. Берлин также считал, что существуют, по меньшей мере, два варианта ИсП: специфическое и диверсивное. В первом случае основной функцией является получение информации о конкретном объекте или событии, а во втором субъект ищет развлечений, избавления от скуки или новых впечатлений из различных источников [11]. Бурхардт предлагает сравнительную таблицу, позволяющую отличить игру от исследования, однако при этом он сравнивает игровое поведение только со специфическим, но не с диверсивным исследованием, поскольку различить игру и диверсивное ИсП крайне сложно [8].

Целью нашей работы было охарактеризовать и сравнить ИсП и ИгП у хрящепалых гекконов в условиях 30-суточного космического полёта и в отложенном наземном контроле, а также попытаться провести грань между игрой и диверсивным ИсП.

Материалы и методы

Полётный эксперимент (одобрен решением комиссии по биомедицинской этике ГНЦ ИМБП РАН от 04.04.2013, протокол № 319) проводился на НКА «БИОН-М1» 19.04.-19.05.2013. В нём участвовали 3 группы по 5 взрослых самок хрящепалого геккона (Chondrodactylus turneri Gray, 1864). Схема эксперимента подробно описана в работе [5].

Основным объектом сначала исследования, а потом — игры в полётном блоке исследования и обеспечения содержания (далее —– БИОС) №2 был ошейник, случайно снятый одной из полётных самок в предстартовый период после загрузки животных в НКА. В невесомости ошейник флотировал, иногда оставаясь почти неподвижным на время от нескольких минут до 7 и более часов. В то же время, гекконы периодически линяли, что приводило к появлению в БИОСах линных шкурок, которые также иногда исследовались животными или становились для них игровыми объектами. Всего проанализировано 1212 часов видеозаписей для полётного эксперимента (около 404 ч. для каждого БИОСа) и около 404 ч. для БИОСа №3 из наземного отложенного синхронного контроля (ОСК): по техническим причинам в ОСК были получены полноценные видеозаписи только для этого БИОСа.

Результаты

После помещения в БИОСы гекконы в наземных условиях демонстрировали ИсП, выражающееся в перемещениях, прикосновении кончиком морды к поверхностям и лизании. Такую же реакцию, дополненную слежением, у гекконов полетной группы в невесомости вызывали уже знакомые объекты в состоянии флотации (мучные черви, линные шкурки, экскременты и другие гекконы) (см. рисунок, а). Флотирующий маркировочный ошейник у четырех из пяти гекконов стимулировал более сложную реакцию. Поначалу у всех гекконов он вызывал настороженность, слежение и реакцию избегания. Однако уже в первые часы полёта проявилось исследовательское поведение, выражавшееся в толкании ошейника кончиком морды носом или лизании. Позднее, но уже в первый и до последнего дня полета, 4 геккона совершали с ошейником манипуляции, соответствующие всем критериям ИгП (см. рисунок, б). Отмечено простое ИгП, сходное с ИсП, состоявшее в подталкивании ошейника кончиком морды и более сложные формы ИгП, включавшие в себя нажатие мордой на край обода лежащего ошейника, просовывание головы в отверстие ошейника, покачивание головой с надетым на морду ошейником и др. [5]. За 30 суток полёта для всех гекконов отмечено 66 активных контактов с ошейником (для отдельных гекконов — 26, 18, 13, 6 и 3 контакта).

Для выяснения частоты встречаемости ИгП мы проанализировали все виды реакции на ошейник у самки №1 с 1-х по 14-е сутки полета. Отмечен 171 эпизод, демонстрирующий реакцию на ошейник: 97 — пассивное отношение (отсутствие реакции на ошейник, находящийся вблизи от геккона, или случайно прикасающийся к нему при флотировании); 52 — негативное отношение (избегание контакта с приближающимся ошейником, или его отталкивание при случайном прикосновении), 22 — активный интерес геккона к ошейнику: 8 случаев — бесконтактный, 14 случаев — манипуляции с ошейником разной степени сложности (исследовательское или игровое поведение). Таким образом, из всех случаев реакции геккона на ошейник, пассивное отношение составило 56,7 %, негативное — 30,4 % и активный интерес — 12,9 %.

При последующем и более детальном анализе видеозаписей было впервые выявлено ИгП гекконов по отношению к флотирующим линным шкуркам во всех трех полетных БИОСах (см. рисунок, в), обнаруженное позднее и у гекконов из единственного БИОСа группы наземного контроля (см. материалы и методы) (см. рисунок, г). Игра со шкурками в наземных условиях встречалась реже (в среднем на одного геккона — 1 игровой эпизод, при 7,8 в полете) и была значительно менее вариабельна, чем в невесомости. Подробнее взаимодействия гекконов с линными шкурками в невесомости и на Земле проанализированы нами в [6].

Кадры видеорегистрации, демонстрирующие поведение гекконов в полете и контроле. Дата и время указаны в правом нижнем углу каждого кадра: a — 4-й день полета, ИсП в невесомости. Геккон толкает кончиком морды флотирующего мучного червя (указан стрелкой), прикрепляясь к стенке контейнера только задними лапами (разовое действие без повторов); б — 25-й день полета. ИгП с флотирующим ошейником в невесомости (повторяющиеся подталкивания ошейника с последующим слежением); в — 23-й день полета. ИгП с флотирующим фрагментом линной шкурки (повторяющиеся подталкивания с последующим слежением); г — 19-й день отложенного контрольного эксперимента: условия аналогичны полетным, но при земной гравитации. Справа на полу БИОСа — линяющий геккон. Слева (указан стрелкой) — другой геккон, играющий фрагментом линной шкурки (повторяющиеся захваты в пасть с покачиванием головой, подталкивания)

Обсуждение

Гекконы в невесомости демонстрировали как обычное для них ИсП, так и впервые описанное для этих животных ИгП. У полетных гекконов ИсП проявлялось по отношению как к новым, так и к знакомым, но флотирующим объектам. Для 14 гекконов было отмечено, что флотирующие мучные черви вызывали у них исключительно исследовательский интерес, но не пищевое поведение (захватывались и съедались только черви, прикрепившиеся к поверхностям контейнера). Только один из 15 гекконов на 22-е сутки полета захватил и съел флотирующего мучного червя (единственный случай за 30 суток полётного эксперимента). Таким образом, ИсП в невесомости также было вариабельно, хотя и в меньшей степени, чем ИгП [5, 6]. Кроме того, ИсП в невесомости отличалось тем, что гекконы могли принимать позы, нехарактерные для них в наземных условиях: пример — подъем передней части тела перпеникулярно поверхности прикрепления без опоры на передние лапы с лизанием флотирующего червя (см. рисунок, а).

Мы считаем, что по отношению к различным флотирующим объектам, окружавшим животных в эксперименте (ошейнику, мучным червям, экскрементам, линным шкуркам и другим гекконам), вначале наблюдалось специфическое ИсП, которое впоследствии преимущественно для ошейника и реже для линных шкурок становится диверсивным. Возможно, максимум исследовательского, а затем и игрового интереса вызывал ошейник, поскольку он был для полётных гекконов одновременно и новым (в начале эксперимента), и необычно себя ведущим в невесомости (флотирующим) объектом, который, кроме того, был постоянно доступен на протяжении всего полета. «Второе место» линных шкурок по вызываемому ими исследовательскому и игровому интересу предположительно обусловлено тем, что они могли быть различного размера и формы, а наиболее крупные не попадали в сборник отходов и также были доступны для наблюдения и ИсП или ИгП достаточно долго. Мучные черви и экскременты быстро съедались, или оказывались в сборнике отходов, а флотирование гекконов наблюдалось очень редко (всего около 0,1 % от времени видеорегистрации) [12].

Мы предполагаем, что диверсивное ИсП может быть переходным этапом между специфическим ИсП и игрой: их разделение на этой стадии затруднено. Частота ИгП по сравнению с другими видами реакции на флотирующий ошейник или линные шкурки невелика [5, 6], но есть основания утверждать, что эпизоды, когда геккон достаточно долго на протяжении как одного эпизода, так и всего эксперимента совершает разнообразные повторяющиеся манипуляции с уже знакомым ему объектом, представляют собой именно ИгП. Таким образом, мы считаем, что продолжительная повторяемость действий из определения ИгП Бурхардта [8], при прочих равных условиях, может служить критерием, позволяющим отличить игру от диверсивного ИсП.

Заключение

То, что ИгП гекконов с линными шкурками было значительно более выражено в полёте, чем в наземном контроле может быть связано с индивидуальными особенностями гекконов или с влиянием невесомости. Решение вопроса о возможности ИгП у самцов хрящепалого геккона, или игры с ошейником у самок  при земной гравитации требует дальнейших исследований. То же можно сказать и о возможности использовать продолжительность и повторяемость манипуляций с объектом как критерий для отличения ИгП от диверсивного ИсП.

Благодарности

Мы благодарны Институту медико-биологических проблем (ГНЦ РФ ИМБП РАН) за организацию полётного эксперимента, а также И.Л. Окштейну за помощь в работе с хрящепалыми гекконами.

Литература
  1. Веденин А.А., Веденина В.Ю., Окштейн И.Л. Звуковая коммуникация толстопалого геккона Pachydactylus turneri. Вопросы герпетологии. Матер. III съезда Герпетологического общества имени А.М. Никольского. Санкт-Петербург, 2008, с. 89–94.
  2. Мордвинкин Д.Ю., Окштейн И.Л. Поведение самцов толстопалого геккона Pachydactylus turneri при парных взаимодействиях. Вопросы герпетологии. Матер. III съезда Герпетологического общества имени А.М. Никольского. Санкт-Петербург, 2008, с. 308–313.
  3. Gramentz D. Zur ökologie und ethologie von Pachydactylus turneri (Gray, 1864) in zentral Namibia. Sauria, 2005, vol. 27, pp. 17–21. [In German].
  4. Eifler M.A., Marchand R., Eifler D.A., Malela K. Habitat Use and Activity Patterns in the Nocturnal Gecko,Chondrodactylus turneri. Herpetologica, 2017, vol. 73, no. 1, pp. 43–47. DOI: https://doi.org/10.1655/herpetologica-d-14-00053
  5. Barabanov V., Gulimova V., Berdiev R., Saveliev S. Object play in thick-toed geckos during a space experiment. Journal of Ethology, 2015, vol. 33, no. 2, pp. 109–115. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10164-015-0426-8
  6. Barabanov V.M., Gulimova V.I., Saveliev S.V., Berdiev R.K. Individual features of play behavior in thick-toed geckos in weightlessness and normal gravity conditions. Life Sciences in Space Research, 2019, vol. 22, pp. 38–46.
  7. Burghardt G.M. Precocity, play, and the ectotherm–endotherm transition: superficial adaptation or profound reorganization? Blass E.M. (ed.) Handbook of behavioral neurobiology. Developmental psychobiology and behavioral ecology. Plenum, New York, 1988, vol. 9, pp 107–148.
  8. Burghardt G.M. The genesis of animal play: testing the limits. Cambridge, MIT Press, 2005, 501 p.
  9. Pelz M., Kidd C. The elaboration of exploratory play. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2020, vol. 375, no. 1803, art. 20190503. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0503
  10. Chauvin R. Le comportement animal. Paris, Hachette, 1969.
  11. Berlyne D.E. Conflict, arousal, and curiosity. New York, McGraw-Hill, 1960.
  12. Barabanov V.M., Gulimova V.I., Berdiev R.K., Saveliev S.V. Attachment of Turner’s thick-toed geckos (Chondrodactylus turneri GRAY 1864) during weightlessness and their responses to flotation. Life Sciences in Space Research, 2018, vol. 18, pp. 21–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lssr.2018.05.001
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.