Чтение онлайн

Другие рассказывали мне, как когда-то собирались написать учебник по сенсорной биологии птиц, но так и не нашли достаточно заинтересованное издательство. Представить себе не могу, что значит посвятить свою жизнь сфере исследований, которая очень мало кого интересует. Однако разные отрасли биологии достигали периода расцвета каждая в свое время, и я настроен оптимистично, считая, что расцвет сенсорной биологии птиц уже близок.

Так что же изменилось? С моей точки зрения, сфера изучения поведения животных кардинально преобразилась. Я считаю себя прежде всего экологом, занимающимся изучением поведения, и орнитологом во вторую очередь: то есть специалистом по поведенческой экологии, изучающим птиц. Поведенческая экология – отрасль науки о поведении животных, возникшая в 1970-х годах и строго нацеленная на адаптивное значение поведения. Экологи, занимающиеся изучением поведения, задавались вопросом: каким образом конкретное поведение повышает вероятность передачи отдельно взятой особью своих генов следующему поколению. К примеру, почему у буйволового ткача – африканской птицы размером со скворца – продолжительность полового акта составляет тридцать минут, тогда как у большинства других птиц она не превышает пары секунд? Почему самец скального петушка токует в группах других самцов и не принимает никакого участия в выращивании своего потомства?

Поведенческая экология добилась поразительных успехов в осмыслении примеров поведения, которые для предыдущих поколений ученых были загадкой. Вместе с тем поведенческая экология оказалась ловушкой, так как, подобно всем дисциплинам со строго определенными направлениями, ограничивала перспективы ученых. По мере достижения ею зрелости, в 1990-х годах многие специалисты в этой сфере начали понимать, что самого по себе выявления адаптивного значения поведения недостаточно. Еще в 1940-х, когда исследования поведения животных только начинались, один из основателей этой дисциплины Нико (Николас) Тинберген, впоследствии лауреат Нобелевской премии, указывал, что поведение можно изучать четырьмя разными способами, рассматривая его: 1) адаптивное значение; 2) причины; 3) развитие – как развивается поведение по мере роста и развития животного и 4) эволюционную историю. К 1990-м годам специалисты по поведенческой экологии, все внимание которых на протяжении предыдущих двадцати лет было приковано к адаптивному значению поведения, постепенно стали осознавать, что им требуется знать больше о других его аспектах, и в особенности о причинах того или иного поведения [7] .

Разберемся почему. Зебровые амадины – объект, популярный у специалистов в сфере поведенческой экологии, особенно когда речь идет об изучении выбора пары. У самок зебровых амадин оранжевый клюв, у самцов – красный, и это половое различие наводит на мысль, что яркоокрашенный клюв самцы приобрели в процессе эволюции, потому что самки предпочитали особей с красными клювами более насыщенного оттенка. Некоторые, но не все поведенческие тесты дают основания полагать, что эта гипотеза верна, и ученые допускают, что, поскольку мы можем оценить цвет клюва самцов зебровой амадины по шкале от оранжево-красного до кроваво-красного, самки зебровой амадины способны сделать то же самое. Правильность этого допущения так и не была проверена – никто не выяснял, что же все-таки видит зебровая амадина, однако распространено мнение, что цвет клюва – важный фактор, определяющий выбор самки [8] .

Еще один признак, которым, как принято считать, самки птиц руководствуются при выборе партнера, – это симметричность отметин на оперении, например светлых пятен на горле и грудке самцов обыкновенного скворца. Скрупулезные тесты, в ходе которых самкам скворцов «предлагали» распознавать разную степень симметричности рисунка на оперении (с применением изображений, а не живых птиц), показали, что, хотя самки способны отличить самцов с выраженной асимметричностью рисунка отметин, не столь заметные различия они распознают гораздо хуже. Собственно говоря, для самок скворцов большинство самцов выглядят в этом отношении одинаково, следовательно, вряд ли они принимают во внимание симметричность рисунка на оперении как определяющий фактор выбора самца [9] .

Экологи, занимающиеся изучением поведения, также предположили, что степень полового диморфизма у птиц – то есть различия по внешним признакам между самцами и самками одного вида – может быть связана с их моногамностью или полигамностью. Для проверки этого предположения они оценивали виды в зависимости от яркости оперения самцов и самок – на основе человеческого зрительного восприятия. Теперь мы уже понимаем, насколько наивен такой подход, ведь зрительная система птиц отличается от нашей, поскольку они видят и в ультрафиолетовом диапазоне. Изучение тех же птиц в ультрафиолете показало, что у многих видов – в том числе лазоревки и некоторых попугаев, – которые раньше считались не обладающими половым диморфизмом, самцы на самом деле заметно отличаются от самок, если смотреть на них так, как их видят самки, в УФ-спектре [10] .

Как свидетельствуют эти примеры, из всех чувств, которыми обладают птицы, зрение – и цветовое зрение в особенности – является сферой, в которой в последнее время были сделаны самые поразительные открытия, главным образом потому, что именно на ней ученые сосредоточили основные усилия [11] . Исследователям уже ясно: чтобы понять поведение птиц, особенно важно понимание среды, в которой они живут. К примеру, мы только начинаем осознавать, что немало птиц, помимо киви, обладает развитым обонянием; что многие воспринимают магнитное поле, направляющее их во время миграций, и, самое удивительное, что у птиц, подобно нам, есть эмоциональная жизнь.

Вся известная нам информация о чувствах у птиц накапливалась постепенно, на протяжении веков. Новые знания аккумулируются на фундаменте предшествующих и, как выразился Исаак Ньютон, благодаря тому, что мы стоим на плечах гигантов. Поскольку ученые пользуются идеями и открытиями друг друга, а также как сотрудничают, так и соперничают, чем больше отдельно взятых исследователей изучают какой-либо конкретный вопрос, тем более быстрыми темпами идет процесс его изучения. Конечно, процесс ускоряется и благодаря титанам мысли: таким как Дарвин в биологии, Эйнштейн в физике и Ньютон в математике. Но ученые – тоже люди, они подвержены людским слабостям, так что прогресс не всегда движется быстро и по прямой. Зациклиться на одной мысли проще простого, в чем мы вскоре убедимся. В науке полным-полно тупиковых дорог, ученым постоянно приходится решать, стоит ли упорствовать в том, что они считают правильным, или же сдаться и попытаться пойти другим путем.

Порой науку характеризуют как поиск истины. Звучит весьма претенциозно, но слово «истина» здесь употреблено в прямом смысле: это всего лишь то, во что мы в настоящий момент верим на основании научных свидетельств. Когда ученые перепроверяют чью-либо гипотезу и находят доказательства, согласующиеся с изначальными соображениями, гипотеза остается в силе. Но если другим исследователям не удается воспроизвести предыдущие результаты или если находится более удачное объяснение фактам, ученые могут изменить свои представления об истине. В изменении мнения в свете новых представлений или более убедительных доказательств и заключается научный прогресс. Следовательно, уместнее будет говорить об «истине на данный момент», то есть основанной на нынешних доказательствах того, что мы считаем истинным.

Эволюция глаза – наглядный пример прогресса в приобретении знаний. На протяжении большей части XVII, XVIII и XIX веков считалось, что Бог в своей безграничной мудрости сотворил все формы жизни и дал им глаза, чтобы видеть: совам достались особенно большие глаза, поскольку им требовалось видеть в темноте. Представления такого типа об идеальном соответствии свойств животного образу жизни, который оно ведет, получили название «естественной теологии». Но есть вещи, которые отнюдь не выглядят результатом мудрости Бога: например, почему самцы вырабатывают так много сперматозоидов, если для оплодотворения нужен всего один. Неужели мудрый Бог настолько расточителен? Идея естественного отбора, изложенная Чарльзом Дарвином в «Происхождении видов» в 1859 году, оказалась гораздо более убедительным объяснением всех аспектов мира природы, чем мудрость Божия, и по мере сбора доказательств ученые отказались от естественной теологии в пользу естественного отбора.

Научные исследования обычно начинаются с наблюдений и описаний того, чем является что-либо. Опять-таки глаз служит наглядным примером. Еще в Древней Греции первые анатомы извлекали глаза овец и кур, проводили рассечения, чтобы выяснить, как устроены глаза, потом составляли подробные описания всего, что увидели, а иногда и того, что им привиделось. Когда описательный этап заканчивался, ученые задавались вопросами иного рода – например, «как это действует?» и «каковы его функции?». Биолог мог быть опытным анатомом и уметь составлять детальные описания, но зачастую оказывалось, что требуется совсем иной спектр навыков, чтобы понять принципы действия глаза. По мере увеличения объема наших знаний и появления все более узкой научной специализации исследователям, как правило, все чаще приходилось и приходится вести совместную работу с теми, чьи навыки дополняют их собственные. Например, для современного понимания того, как работает глаз, требуется опыт в нескольких разных сферах, в том числе в анатомии, нейробиологии, молекулярной биологии, физике и математике. Именно такой комплексный, междисциплинарный подход – взаимодействие между учеными, обладающими опытом в разных сферах, – в конечном счете делает науку увлекательной и успешной.

Особенно важное место в науке занимают предположения. Возможность предположить, почему что-либо устроено так, а не иначе, играет решающую роль, поскольку обеспечивает основу для того, чтобы задаваться вопросами, и не какими-нибудь, а поставленными правильно. Например, почему у совы глаза расположены спереди, а у утки – по бокам головы? Согласно одной из гипотез, глаза у сов обращены вперед, потому что они, как мы, пользуются бинокулярным зрением для восприятия глубины. Но есть и другие предположения, в том числе, как мы увидим далее, еще лучше подкрепленные доказательствами.