В 1950-х годах советский генетик Дмитрий Беляев и его ученица Людмила Трут начали эксперимент по одомашниванию чернобурых лисиц, который продолжается до сих пор. Спустя несколько десятков лет у лис, участвующих в эксперименте, изменилась форма черепа, они стали более пушистыми и начали издавать особые звуки, поразительно похожие на человеческий смех. Эти перемены могут многое рассказать о том, как в свое время были приручены собаки — и как вообще социальная среда влияет на эволюцию. Об одном из этапов выдающегося проекта — в отрывке из книги «Как приручить лису (и превратить в собаку): Сибирский эволюционный эксперимент» Ли Дугаткин и Людмилы Трут.

Спасите лисьи души

В 1980-е гг. число лисят, которые полностью или частично соответствовали «элитной» категории, продолжало быстро расти. Тогда же обнаружились некоторые новые черты в их морфологии и поведении. Хвосты колечком у лис встречались чаще, чем раньше, к тому же теперь они стали более пушистыми. Многие лисы, завидя приближающегося к ним человека, начинали издавать необычные высокие звуки, нечто вроде «хааау, хааау, хау, хау, хау». По мнению Людмилы, это было очень похоже на хохот, она так и назвала эти звуки — «вокализацией “ха-ха ”». Она не сомневалась в том, что экспериментальные животные изменились анатомически. Морды у многих лисят этих поколений стали чуть короче и более закругленными, голова в целом как будто бы несколько уменьшилась. Эти анатомические новшества следовало точно оценить, поэтому Людмила решила, что нужно сделать промеры и сравнить размеры и пропорции голов у «элитных» и контрольных животных.

[…] Выяснилось, что черепа «элиты» действительно мельче, чем у лис контрольной группы. Различия в пропорциях морды оказались еще более выраженными: у доместицируемых лис морды и вправду оказались более закругленными. Точно такие же различия проявились некогда в ходе эволюции от волков к собакам:

черепа взрослых собак меньше, чем черепа взрослых волков, а морды — более широкие и округлые. И у собак, и у экспериментальных лис это отличие говорило о сохранении щенячьих признаков у взрослых особей.

Все эти анатомические новшества хорошо соответствовали морфологическим изменениям, произошедшим с другими животными в ходе их одомашнивания, так что ручные лисы не представляли собой исключения.

Еще одно новое исследование, проведенное Людмилой, позволило лучше понять изменения в уровне гормонов стресса, выявленные у экспериментальных животных. Раньше им приходилось ограничиваться только измерением гормонального уровня. Теперь же Людмила в сотрудничестве с Ириной Плюсниной и Ириной Оськиной стала провоцировать изменение этого уровня, чтобы понять, какие новые черты в поведении животных это может вызвать. Они уже знали, что в возрасте около 45 дней, когда у диких лис происходит «скачок» гормонального уровня, этот показатель у доместицируемых лис остается заметно более низким. Позже было установлено, что в том же возрасте уровень гормонов стресса в группе агрессивных лис значительно превосходит показатели контрольной группы. Исследовательницы хотели доказать, что поведенческие различия между двумя линиями, «спокойной» и «агрессивной», определяются в основном этими гормональными различиями. Людмила задумала искусственным путем понизить гормональный уровень у агрессивных животных, чтобы проверить, станут ли они вести себя спокойнее. Это можно было осуществить, скармливая подопытным лисам капсулы, содержащие хлодитан — препарат, подавляющий выработку ряда гормонов стресса. Людмила подобрала группу лисят, родившихся у агрессивных родителей, и незадолго до наступления «критических» 45 дней начала давать им хлодитановые капсулы. Другая группа лисят, также происходивших от агрессивных самцов и самок, была контрольной. Им тоже давались капсулы, но содержащие не хлодитан, а масло. Результаты оказались поразительными: лисята, сидевшие на хлодитановой диете, понизившей их уровень гормонов стресса, вели себя подобно детенышам «элитных» родителей, а животные из контрольной группы выросли во вполне обычных агрессивных взрослых лис.

После этого Людмила решила провести похожий опыт с серотонином, концентрация которого, как было уже известно, у «элитных» животных значительно выше. Детенышей агрессивных родителей разделили на три группы. В экспериментальной группе к возрасту 45 дней уровень серотонина был искусственно повышен с помощью инъекций. Щенкам первой контрольной группы никаких инъекций не делали, а второй контрольной группе вкалывали растворенную в воде соль. И опять полученные результаты оказались кристально ясными: щенки из двух контрольных групп превратились в обычных агрессивных зверей, а экспериментальные лисята с измененным уровнем серотонина вели себя наподобие ручных лис.

Начиная с того майского дня 1967 г., когда Беляев пригласил Людмилу для важного разговора и поделился с ней новой сногсшибательной идеей, изменения гормонального уровня служили ключевым звеном в теории дестабилизирующего отбора. Результаты новых экспериментов по манипулированию уровнями гормонов стресса и серотонина прекрасно соответствовали этому. […]

Хитрый как лис

[…] Людмила Трут и Дмитрий Беляев соглашались с тем, что генетические изменения, произошедшие у лис в ходе доместикации, должны были «заставить» мозг животных обучиться навыкам более социального поведения по отношению к человеку. […]

По всей видимости, животные гораздо глубже понимают социальную среду, в которой обитают, чем это считалось раньше. Своими исследованиями собак и приматов [один из ведущих исследователей социально-когнитивных способностей животных] Брайан Хэйр внес большой вклад в изучение социально-когнитивных процессов. Работы его предшественников показали, что при прохождении так называемого «теста на выбор предметов» — классического метода изучения социальных способностей — шимпанзе даже уступают собакам, которые выполняют его просто блестяще. Суть теста в том, что на стол ставят два непрозрачных контейнера, в один из которых незаметно для шимпанзе помещается еда. Опыты показали, что шимпанзе практически не улавливают визуальных сигналов, подсказывающих, в каком из контейнеров находится пища. Вы можете указывать на нужный контейнер взглядом или пальцем, касаться его или класть на него какой-нибудь предмет — все будет без толку. Шимпанзе не воспринимают эти подсказки и не руководствуются ими при выборе. Зато собаки справляются с подобным заданием поистине гениально, реагируя на то, что обезьяны полностью игнорируют.

Проведя собственные сравнительные исследования интеллекта шимпанзе и собак, Хэйр получил доказательства, подтверждающие превосходство собак в данном отношении. Почему именно собаки прекрасно справляются с этим тестом? Не потому ли, что они всю свою жизнь проводят вблизи человека и обучаются реагировать на подобные сигналы? Или это врожденная способность всех представителей семейства псовых, включая волков и лис, а не привилегия одних только собак? Проверить это можно было только экспериментальным путем, и Брайан Хэйр наряду с собаками стал тестировать волков. Собаки, как и ожидалось, справились с задачей блестяще, а вот волки оказались совершенно невосприимчивы к сигналам. Итак, не все псовые демонстрируют соответствующую способность. Хэйр также проверил щенков собак разного возраста, и все они без исключения успешно прошли тест. Потом он сравнивал таким же образом собак, различавшихся по интенсивности взаимодействия с людьми, и опять все подопытные животные справились с задачей. Отсюда Хэйр сделал вывод, что количество времени, проведенное в общении с человеком, никак не сказывается на успешности прохождения теста. […]

Для эксперимента с лисами Брайан использовал две установки. Первая была схожа с использовавшейся при тестировании собак и волков: перед лисой на расстоянии чуть больше метра ставили столик, на нем две перевернутые чашки, под одной спрятана подкормка. Ассистент подавал животному сигналы, глядя на «правильную» чашку или указывая на нее. Выбор, который делала лиса, фиксировался. Во втором варианте теста корм не использовали: в вольер ставили столик, на котором справа и слева лежали хорошо знакомые лисятам игрушки.

Как только Хэйр продумал все детали экспериментов, возникли неожиданные затруднения. Во-первых, ему потребовались столики, и это не казалось проблемой до тех пор, пока он не столкнулся с пережитками плановой экономики, определявшей многие особенности советского образа жизни. Когда Брайан попросить принести стол, ему ответили, что его изготовят в институтской мастерской. И это будет не какая-нибудь дрянная поделка, а настоящее чудо русской инженерной мысли, которым мог бы гордиться сам Беляев. Заказ ушел в мастерскую, и вот через две недели стол прибыл. «Это была самая красивая вещь, которую я когда-либо видел, — с теплотой вспоминает Хэйр. — Я назвал его «Спутник». Всем показалось, что это очень забавно».

И еще одно затруднение предстояло преодолеть. Для чистоты эксперимента животные должны были находиться точно посередине вольера, а не правее или левее. Как этого добиться? Кто-то из сотрудников фермы предположил, что лис вполне можно выдрессировать, но у Брайана на это не было времени, да и любая предварительная тренировка стала бы ненужным вмешательством в эксперимент. Он решил положить на пол каждого вольера, прямо посередине, широкую деревянную доску в надежде, что животные предпочтут сидеть на ней, а не на проволочной сетке, которая служила дном вольеров. Институт предоставил все необходимое, доски были уложены в нужных местах, и, когда Хэйр на следующий день пришел на ферму, все без исключения лисы лежали именно на досках посреди вольеров.

Всего в опытах участвовали 75 лисят, причем каждого тестировали неоднократно. Результаты были однозначными. При сравнении «элитных» лисят со щенками собак обе группы продемонстрировали одинаковые способности. При сравнении «элитных» лисят с контрольными первые оказались сообразительнее, и намного, как при поиске спрятанной еды, так и при выборе игрушки, к которой прикасался Брайн или его ассистент.

[…] Лисята из контрольной группы никак не реагировали на посылаемые им социальные сигналы, в то время как детеныши доместицируемых лис справлялись с заданием даже чуть лучше, чем щенки собак. Следовательно,

социально-когнитивные навыки возникли «за компанию» с другими признаками, в качестве побочного продукта при одомашнивании.

Теперь Хэйр стал иначе смотреть на эволюцию интеллекта и на сам процесс доместикации. Прежде ученый полагал, что древние люди целенаправленно вели отбор собак на сообразительность, что привело к развитию у последних социально-когнитивных навыков. Но если этот признак может возникнуть в ходе отбора на неагрессивное поведение, как это произошло с лисами, то и одомашнивание волка могло начаться без отбора по социальным навыкам. Теперь Хэйр думал, что именно отбор на неагрессивность и стал ключевым моментом в доместикации волка, ведь как раз те животные, которые от рождения вели себя спокойнее и сумели пристроиться к человеческим группам, получали преимущество в выживании благодаря доступу к обильному источнику пищи.

Волки вполне могли сами инициировать процесс своего одомашнивания,

как и предполагал Дмитрий Беляев. Это предположение справедливо и по отношению к «самоодомашниванию» Homo sapiens. Новое понимание позднее привело Хэйра к совместной работе с Ричардом Рэнгемом по изучению «самоодомашнивания» бонобо.

Людмила была уверена, что Дмитрий Беляев был бы доволен, узнав о результатах, полученных Брайаном Хэйром, ведь они полностью согласовывались с теорией дестабилизирующего отбора. Достаточно «встряхнуть» геном лисиц, просто поместив животных в новую обстановку, где неагрессивное поведение по отношению к человеку станет залогом успеха, и вы получаете целый набор других новшеств — пятнистый окрас, приветливо виляющие хвосты колечком и улучшенные социально-когнитивные навыки. […]

В 1980-1990 гг. ученые значительно продвинулись и в изучении коммуникативных способностей животных. Людмила знала об этих исследованиях и надеялась, что когда-нибудь сможет глубже изучить новый тип вокализации («вокализация “ха-ха”»), появившийся у ручных лис. […]

Хотя коммуникация животных очень интересовала Людмилу, у нее не было опыта исследований в данной области. За долгие годы эксперимента она и ее сотрудники зафиксировали богатый репертуар новых звуков, издаваемых лисами, начиная от скуления и хныканья «элитных» лисят, жаждущих общения с человеком, и заканчивая различными видами лая. В этом наборе были и звуки, производимые Коко, и те странные «хааау, хааау, хау, хау, хау», напоминавшие человеческий хохот. Но ни один из сотрудников Института цитологии и генетики не имел понятия, как изучать вокализации, и Людмила никогда не помышляла всерьез заняться их исследованием, пока в 2005 г. на горизонте не появился человек, готовый взяться за это дело.

В то время Светлане Гоголевой, или просто Свете, было 22 года. Она работала в лаборатории Ильи Володина, молодого профессора Московского государственного университета, который когда-то окончила Людмила. Володин специализировался в области изучения коммуникации у животных. Прочитав про эксперимент по одомашниванию лис, Света поняла, что он дает уникальную возможность узнать, как доместикация может повлиять на коммуникативные способности животных. Володину эта идея понравилась, и они вдвоем обратились к Людмиле с предложением провести сравнительный анализ вокализации у лис из «элитной», контрольной и агрессивной групп. Людмила, как обычно, обрадовалась новой возможности и пригласила Свету присоединиться к проекту.

В первую очередь, по мнению Людмилы, надлежало сделать пробные записи звуков, издаваемых животными из всех трех групп. Когда записи были готовы, она отправила их в МГУ, чтобы узнать мнение Светы и ее научного руководителя. Прослушав пленки, Света и Володин пришли в восторг. Им не доводилось слышать ничего подобного. «Проанализировав первую порцию записей, — вспоминает Света, — мы решили, что я должна немедленно ехать в Новосибирск и начать работать с этими уникальными животными». Исследование началось летом 2005 г. «Сначала я немного нервничала, — говорит Света, — ведь я была всего лишь студенткой». Но все ее опасения как рукой сняло при встрече с Людмилой. «Она показалась мне очень доброй и симпатичной женщиной», — вспоминает Света. В своем кабинете, за чашкой чая Людмила рассказала гостье о Беляеве и его эксперименте. «Людмила была очень дружелюбной и часто улыбалась при разговоре, — говорит Света. — Ее улыбка и мягкий голос рассеяли мое беспокойство».

Работать с агрессивными животными было очень трудно, зато общение с ручными лисами доставляло много удовольствия. Света особенно подружилась с лисицей по кличке Кафедра. Она тепло вспоминает свою первую встречу с этой ласковой лисой, которая «легла на бок и издала длинную серию звуков, состоявшую из бормотания и вздохов». А когда Света начала поглаживать Кафедру, та уткнулась мордой ей в рукав и стала лизать ее пальцы.

Света начала свое исследование с каталогизации разнообразных звуков, издаваемых лисами из трех групп. «Как правило, я начинала работу между десятью и половиной одиннадцатого утра, сразу после утреннего кормления животных, — рассказывает она. — У меня был список лис, и я могла выбирать любую из них для исследования». С самого начала ей стало понятно, что агрессивные животные были самыми шумными. Но громкость издаваемых звуков как таковая Свету мало интересовала. Ей хотелось понять происхождение звуков и определить, есть ли различия в вокализации между тремя экспериментальными группами. Для этого она протестировала по 25 самок из каждой группы.

Вооружившись магнитофоном Marantz PM-222, Светлана подходила к клеткам, стараясь делать это строго единообразным, четко отрепетированным образом. Она останавливалась примерно в метре от клетки и, если животное начинало издавать звуки, записывала их в течение пяти минут. Всего ей удалось записать 12 964 звуковых сигнала, поданных 75 самками, которые она распределила по восьми категориям.

Четыре типа вокализаций издавали все животные, независимо от того, к какой группе они относились, а из четырех других два типа были свойственны только «элите», а два других — только агрессивным или контрольным лисам.

Два звука, специфичных для агрессивных и контрольных животных, напоминали фырканье и кашель. Что касается вокализаций, характерных только для «элитных» лис, то это были те самые звуки, которые она услышала от Кафедры, — бормочущие и вздыхающие. Лисы издавали их ритмичными сериями из пяти тактов: бормотание — вздох — бормотание — вздох — бормотание. Именно так возникал странный «хохот», хорошо знакомый Людмиле.

Затем Света принялась за углубленный анализ «вокализации “ха-ха”». Она изучила акустическую микродинамику звуков, исследовав их длительность, амплитуду и частоту. Оказалось, что эта звуковая комбинация и в самом деле очень напоминает человеческий смех. Ни одно другое животное не способно на подобное подражание. Света сопоставила спектрограмму (то есть визуальные репрезентации звуков) этих лисьих бормотаний и вздохов со спектрограммой человеческого смеха и не нашла никаких серьезных отличий. Людмила оказалась права. Эти звуки были невероятно, сверхъестественно схожи. Спектрограммный анализ позволил Свете и Людмиле выдвинуть радикальную и смелую гипотезу, что

ручные лисы используют «вокализацию “ха-ха”», чтобы привлекать внимание человека и сделать общение с людьми более продолжительным.

Они предположили, что каким-то образом эти животные убедились, что нас, людей, привлекает подобие человеческого смеха. И хотя исследовательницы не знают, как именно это произошло, трудно представить более элегантный способ установления тесных взаимоотношений между двумя разными видами животных.

В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках. Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.

Читайте нас в Facebook, VK, Twitter, Instagram, Telegram (@tandp_ru) и Яндекс.Дзен.

Где можно учиться по теме #биология