Рыба ждет

Абсолютная ценность немедленного результата — идея, торжествующая в мозгу эффективных менеджеров. К счастью, большинство людей ее не разделяют и при необходимости жертвуют сиюминутной маленькой выгодой ради грядущей большой. Такую способность традиционно связывают с крупным мозгом и развитыми когнитивными способностями. Но, оказывается, видеть перспективу могут даже рыбы.

Умение ждать в нашей жизни необходимо. Люди прекрасно этому научились и с успехом извлекают из ожидания выгоду, особенно в денежном эквиваленте. Животные не делают инвестиций, однако и они, как оказалось, могут контролировать свое поведение, например не съедать немедленно предложенное лакомство, чтобы позже получить больший или лучший кусочек. Такое поведение называется отложенным удовольствием, его изучению посвящено много экспериментов. Они подтвердили, что отложенное удовольствие доступно шимпанзе и бонобо, тонкинским и длиннохвостым макакам, макакам-резусам, бурым капуцинам, обыкновенным мартышкам и хлопковым тамаринам, серым крысам, врановым птицам, какаду Гоффина и даже голубям.

Способность отказаться от немедленного исполнения желания ученые связывают в первую очередь с размером мозга, причем не только относительным, но и абсолютным. Несколько лет назад международная группа исследователей под руководством доцента Аризонского университета, эволюционного антрополога Эвана Маклина (Evan MacLean) протестировала 36 видов животных (567 особей) в двух задачах по измерению самоконтроля. В исследовании участвовали человекообразные обезьяны и нечеловекообразные приматы Старого и Нового Света, лемуры, грызуны, псовые, азиатский слон и птицы.

Ученые провели два эксперимента. В первом лакомство на глазах у животного клали под один из трех перевернутых непрозрачных стаканчиков, а потом давали возможность это лакомство достать. Когда испытуемые научились делать это почти автоматически, задачу усложнили: лакомство сначала клали под один стаканчик, потом перекладывали под другой и лишь потом позволяли испытуемым вытащить угощение. Тут важно было не ошибиться, подавить первый порыв, привычное движение. Во втором эксперименте лакомство клали в непрозрачную трубку, достать его можно было сбоку. Затем угощение стали класть в прозрачный цилиндр, и тут важно было не тыкаться в стенку, через которую все видно, а обойти цилиндр с торца, то есть опять-таки сдержать первое поползновение.

Оказалось, однако, что с этими заданиями человекообразные обезьяны справляются лучше, чем слоны. Возможно, дело в том, что слонов в экспериментах представляла единственная особь. Как бы то ни было, среди приматов тезис о роли абсолютного размера мозга срабатывает великолепно. По мнению ученых, в крупном мозге больше нейронов, между которыми можно установить больше связей, что предполагает больше когнитивных возможностей.

Помимо размеров, значение имеют структура и зрелость. У шимпанзе, например, не просто большой мозг, у них лучше, чем у макаков, мартышек и капуцинов развиты префронтальные области коры головного мозга. Четырехлетние дети, получив маленькое печенье, не съедают его немедленно, а более или менее терпеливо ждут большого, а двухлетние с их незрелым мозгом еще так не могут. У птиц коры нет, функционально ее заменяют крупные полушария конечного мозга, которые у сообразительных попугаев и врановых птиц очень велики.

На отложенное удовольствие может повлиять и рацион. Чем шире пищевой диапазон приматов, тем они лучше справляются с ожиданием. Возможно, особи, привыкшие использовать разные источники пищи, обладают большей когнитивной гибкостью. А может быть, разнообразная диета предоставляет больше питательных веществ, необходимых для развития мозга.

Еще один вероятный фактор — одомашнивание. В исследованиях французского этолога Валери Дюфур (Valerie Dufour) и ее коллег тестировали пять собак разных пород. Перед животным ставили пустой контейнер, закрытый крышкой. Экспериментатор давал собаке лакомство, а в руке держал больший кусочек так, чтобы собака его видела. Если за время ожидания собака не съела то, что у нее было, экспериментатор открывал контейнер, и тогда псина могла положить в него свой кусочек и взять у экспериментатора больший. Нечеловекообразные обезьяны при подобных обменах выдерживают не более 10 минут, четырехлетняя овчарка Элли смогла прождать 18 минут 10 секунд. Правда, и результат того стоил — полученная порция была в восемь раз больше первоначальной.

Каковы бы ни были факторы, влияющие на отложенное удовольствие, все они связаны с мозгом, который у протестированных видов достаточно велик и хорошо развит. Однако обладатели маленького мозга тоже сталкиваются с необходимостью откладывать удовлетворение своих желаний. И справляются, с этим, по-видимому, неплохо. Исследователи под руководством канадского нейробиолога Эндрю Иванюка (Andrew Iwaniuk) наблюдали за колибри. Эти птички составляют «график посещения» цветков, чтобы дать им время накопить новую порцию нектара. Голодные колибри не кидаются к ближайшему растению, а летят туда, где давно не были. Их поведение регулирует гиппокамп, объем которого у колибри больше, чем объем конечного мозга.

Димидиатус с клиентом — гигантской муреной

Возможности малого мозга логично исследовать на рептилиях, земноводных и рыбах, у которых относительный размер мозга в среднем в десять раз меньше, чем у млекопитающих и птиц. Валери Дюфур и специалисты Невшательского университета (Швейцария) под руководством профессора Редуана Бшари (Redouan Bshary) выбрали предметом изучения губана-доктора Labroides dimidiatus. Эти тропические рыбки — одни из самых мелких чистильщиков. Они удаляют паразитов и омертвевшие ткани с тела рифовых рыб, которые специально являются на это процедуру — димидиатус, как и положено доктору, принимает на дому.

L. dimidiatus постоянно сталкивается с проблемой отложенного удовлетворения. Ему больше нравятся не рачки и прочие наружные паразиты, а слизь клиента. Однако же рыбы, приплывающие на чистку, не одобрят, если с них начнут обгладывать слизь, и найдут себе другого чистильщика. Если же их обработать честно, они минут через тридцать вернутся для повторного осмотра. И чистильщик вместо того, чтобы объедать слизь, добросовестно выискивает паразитов. Такое поведение эквивалентно отсроченному удовольствию, и оно себя оправдывает, потому что гарантирует постоянный источник пищи.

Один добросовестный димидиатус в течение дня около трех тысяч раз принимает клиентов разных размеров, разной зараженности паразитами и с различным качеством слизи, а это значит, что у него есть выбор, и зачастую он игнорирует маленьких рыб, предпочитая крупных. Профессор Бшари не раз наблюдал, как мелкие рыбешки дожидаются чистки, а чистильщик — большого пациента. Так что у исследователей были основания полагать, что губан-доктор справится с заданием на отложенное удовольствие и откажется от маленького кусочка ради большого.

На способность откладывать удовольствие влияют экологические условия. Например, птицы с крупным мозгом, такие как ворóны и какаду Гоффина, редко жертвуют малой порцией ради большой, но готовы ждать более вкусного угощения. Вороны всегда найдут что поесть и голодают редко, а полакомиться любят. А хлопковые тамарины ждут награды дольше, чем обыкновенные мартышки, которым легче найти себе пищу.

Шахматный губан никого не чистит, питается рачками и моллюсками Фото: Tim Sheerman-Chase

Чтобы выяснить, как влияют на рыб экологические условия, ученые включили в исследование еще одного чистильщика, доктора двухцветного L. bicolor. В отличие от димидиатуса двухцветный губан не ждет клиентов, а сам их отыскивает, поэтому у него нет нужды особенно церемониться с клиентами, и самоконтроль для него не так важен. Перечень участников эксперимента дополнили еще два вида губанов: трехпятнистый Halichoeres trimaculatus и шахматный H. hortulanus. Они никого не чистят, а роются в песке, добывая ракообразных и моллюсков, и поедают мелких рыб. Исследователи предполагали, что представители двух семейств по-разному будут выполнять задачи на отложенное удовольствие.

Все эти рыбки живут в Индийском и Тихом океанах. Ученые работали на исследовательской станции, расположенной во Французской Полинезии. Выловленных губанов держали в аквариумах, а по окончании экспериментов выпустили там же, где поймали.

Прежде всего, рыбок приучили к лабораторному корму. Им давали либо кусочки креветок, либо рыбные хлопья. Креветок губаны любят, хлопья — нет, но едят (как и рыбьих паразитов). Потом рыбки привыкли, что равнокачественный корм им подают на двух пластинках, но, как только они начинают есть с одной из них, вторую убирают. Они привыкли также, что одна из пластинок отделена прозрачной перегородкой, которую непременно уберут, но попозже.

Когда губаны освоили эту премудрость, начался собственно эксперимент. На доступной пластинке был один кусочек пищи, на пластинке за перегородкой еды было в два, четыре или восемь раз больше. Сначала перегородку убирали через две секунды, затем время ожидания последовательно увеличивали до семи, пятнадцати и тридцати секунд, одной, двух, четырех и восьми минут. На освоение каждого временного интервала у губана было 16 попыток. Если он преуспевал хотя бы в одной, его допускали к следующему этапу. Рыбки были не голодны, так что вполне могли потерпеть несколько минут.

Они и терпели. Все четыре вида одинаково хорошо решали количественные задачи и с любимыми креветками, и с нелюбимыми хлопьями. Пластинку с четырьмя или восемью кусочками корма треть рыбок дожидалась от 15 до 60 секунд, а примерно пятая часть — 240 секунд. Один исключительный димидиатус прождал 960 секунд. Такой результат лишь немногим хуже, чем у шимпанзе, и лучше, чем у врановых птиц (ворон и воронов).

Но если животное умеет ждать, возникает вопрос, почему оно не всегда это делает: не выдерживает или решает, что игра не стоит свеч? В последнем случае губаны должны принимать решение быстро, и тогда время ожидания у них будет значительно короче расчетного (исследователи вычислили среднее время ожидания для каждого случая). И действительно, некоторые чистильщики решают, что ждать не стоит, и почти сразу съедают предложенный кусочек. Но чем больше награда, тем дольше Labroides согласны терпеть. Время ожидания при соотношениях порций 1:4 и 1:8 почти вдвое больше, чем при соотношении 1:2.

Лишь немногие из протестированных птиц и млекопитающих могут соотнести время предстоящего ожидания с размером предлагаемой награды. На это способны виды с размерами мозга выше среднего. А Labroides, у которых мозг довольно средненький даже по рыбьим меркам, с этой задачей справляются.

Отложенное удовольствие у разных животных при соотношении порций 1:4

В отличие от чистильщиков, губаны Halichoeres не соотносят длительность ожидания с размером вознаграждения и всегда ждут столько, сколько выдерживают. Возможно, дело в том, что в естественных условиях им не приходится с каждым укусом решать, отхватить ли у клиента кусочек слизи прямо сейчас, или отложить удовольствие и еще поискать на нем паразитов.

Шимпанзе и дети дольше ждут отложенного удовольствия, если отвлечь их игрушкой. Губаны не отвлекаются. Экспериментаторы добавили в аквариум три объекта: модель рыбы-клиента, модель чистильщика и пустую пластину из оргстекла. Чистильщики на все это практически не реагировали, лишь изредка касались моделей плавником. Они либо зависали перед прозрачным барьером, отделяющим от них вожделенную пластинку с едой, либо курсировали между ним и доступной пластинкой. Особь L. dimidiatus, которая отложила свое удовольствие аж на 16 минут, регулярно проверяла доступный корм, не съедая его, а затем всплывала на поверхность и смотрела на экспериментатора. Кроме того, рыбам, по-видимому, вообще не свойственно играть.

Помимо количественных задач, докторам-губанам и только им предлагали качественную. Наградой в ней служила порция креветок, выложенная в форме круга, треугольник из хлопьев можно было съесть немедленно. Предварительно исследователи проверили вкусовые предпочтения рыбок и для участия в эксперименте отобрали только тех, кто явно предпочитал креветок, но и от хлопьев не отказывался. Тем не менее качественные задачи они решали гораздо хуже количественных и ожидали вкусную пищу не более семи секунд. Причина, по-видимому, в том, что качественная задача для чистильщиков экологически неактуальна. В реальной жизни им приходится отказываться от любимой слизи, чтобы есть паразитов, и в лаборатории они своих навыков не оставляют. Было бы интересно повторить этот опыт с другими рыбами, которые уделяют большое внимание качеству пищи.

Итак, губаны, особенно чистильщики, справляются с заданиями на отложенное удовольствие не хуже большинства протестированных млекопитающих и птиц. Следовательно, большой и хорошо развитый мозг для таких задач необязателен. Исследователи предполагали, что на результаты эксперимента повлияет разница в образе жизни, которую ведут губаны: Labroides тесно взаимодействуют с рыбами-клиентами, Halichoeres ни с кем не взаимодействуют и кормятся в одиночку, роясь в грунте. Однако все рыбки решают количественные задачи, и результаты их сопоставимы. Стало быть, и образ жизни нельзя считать определяющим фактором.

Может быть, губаны просто медленно приближаются к пище, что и сказывается на результатах? Нет! Они хватают ее быстро, и ожидание дается им непросто. Ни один губан не выдержал всех испытаний, даже когда подождать надо было всего две секунды. Но им, возможно, ждать было проще, чем другим позвоночным: предложенное губанам немедленное вознаграждение находилось на пластинке, а у приматов, собак или ворон оно было обычно прямо в руках или даже во рту или клюве. Из факторов, способствующих ожиданию, экспериментаторы также называют низкую скорость метаболизма, но это пока неподтвержденная гипотеза.

Исследователи предположили, что сходные на первый взгляд способности к ожиданию награды основаны на разных когнитивных процессах. Эти процессы могут различаться даже внутри одного семейства, потому что разные виды губанов по-разному оценивают ценность ожидания. Так что размер мозга и его структура в данном случае — плохие предсказатели успеха. Принято считать, что откладывание удовольствия тесно связано с возможностью успешного сотрудничества, но такой потребности рыбы тоже не испытывают. Очищая своих клиентов, они решают, скорее, не социальную задачу, а кормодобывающую.

К сожалению, условия эксперимента не позволяют исследователям установить механизмы принятия рыбьих решений. Очевидно, они отличаются от механизмов млекопитающих или птиц. Пока ученые констатируют, что способность откладывать удовлетворение не требует больших когнитивных способностей и сложного мозга. Кроме того, их эксперименты показывают, что чистильщики, которые делают ставку на постоянную клиентуру, вынуждены относиться к своей работе ответственнее, чем губаны, которые в поисках объектов чистки прочесывают риф. И этот вывод, наверное, можно распространить на представителей любого вида, занятых оказанием услуг.

Кандидат биологических наук
Н.Л. Резник