Доказано предположение о взаимодействии хищников и их жертв

Недавно биологи экспериментально доказали одно старое предположение о взаимодействии хищников и их жертв. Оно говорит о том, что стайный образ жизни увеличивает шансы на выживание каждой особи при нападении хищника. То есть последний любит охотиться на одиночек. И дискуссия между сторонниками и противниками данной гипотезы вышла на новый уровень.

Фото:

Честно говоря, данная проблема обсуждается уже более ста лет, и у каждой точки зрения имеются свои приверженцы и противники. Некоторые ученые считают, что стайный образ жизни увеличивает шансы на выживание каждой особи при нападении хищника. Они приводили многочисленные расчеты, подтверждающие справедливость данного предположения — согласно им, хищник, видя перед собой несколько жертв, на какое-то время теряется и медлит. А это дает возможность всей группе уйти из зоны его досягаемости.

Так в основном рассуждали экологи, однако специалисты по поведению животных, или этологи, возражали против данной концепции. Их наблюдения говорили об обратном — большим числом жертв хищника с толку не сбить. Он заранее намечает себе жертву, каковым обычно является ослабленное животное, вычисляя ее по не совсем стандартному поведению. А после атакует целенаправленно именно ее, не обращая внимание на то, сколько сородичей толпится вокруг.

В этом споре между экологами и этологами долгое время побеждали последние. Ведь на их стороне были данные наблюдений, а противник мог предъявить лишь теоретический расчет. В науке же практические доказательства всегда имеют больший вес, нежели расчеты и модели, поскольку истинность любой гипотезы (или ее ложность) определяется все-таки не умозаключениями ученого, а самой исследуемой реальностью. Однако недавно ситуация изменилась — теперь у экологов появился весомый аргумент в пользу своей точки зрения.

Международный коллектив биологов из США, Великобритании и Индии поставил ряд интересных экспериментов, в которых изучалась пищевая активность хищных рыб в зависимости от поведения добычи в группе. Роль хищника блестяще исполнил синежаберный солнечник, или ушастый окунь (Lepomis macrochirus). А вот его жертвы, микроскопические рачки дафнии (Daphnia), были виртуальными — они представляли собой светящиеся пятнышки, формой и размерами напоминающие реальных ракообразных. Кроме того, они двигались и группировались так, как этого хотели экспериментаторы (все это осуществлялось при помощи специальных проекторов). Однако голодные рыбы принимали все за чистую монету и атаковали эти пятнышки так же, как если бы это были живые дафнии.

Следует заметить, что движение фальшивых дафний в группе задавалось тремя параметрами. Во-первых, рачок мог плыть по направлению к ближайшему соседу — и если все "дафнии" поступали так, то в итоге они сбивались в одну большую группу. Во-вторых, каждый объект мог плыть в ту же сторону, в которую плыл его ближайший сосед, — в результате все они, не образуя плотной группы, плыли вместе в одну сторону.

Читайте также: Обезьяны воюют "не числом, а умением"

И, наконец, в третьей ситуации рачок мог совершенно игнорировать своих соседей и плыть независимо от них куда угодно. В таком случае ложные дафнии вообще не образовывали групп, а каждая из них перемещалась произвольно в пределах заданной ей территории. Ученые выбрали такие варианты передвижения рачков не просто так, а руководствуясь данными о поведении дафний в природе. Известно, что в основном они ведут себя одним из вышеописанных способов. Моделируя каждую из ситуаций перед ушастыми окунями, исследователи снимали на видеокамеру реакцию последних.

В результате выяснилось, что рыбки всегда сначала присматривались к добыче (поскольку солнечник перед броском на несколько секунд "зависает" перед скоплением жертв, оценивая свои шансы). А вот после наблюдалась очень интересная картина. Если разыгрывалась ситуация с одиноко плавающим рачком, то окунь атаковал всегда. В случае с рассеянной группой атаки были частыми, однако рыбы предпочитали набрасываться на тех, кто был с краю (видимо, такие фальшивые дафнии принимались окунями за одиночек). А совсем редко солнечники нападали на плотную группу, опять-таки предпочитая атаковать тех, кто был с краю.

Интересно также и то, что рыбок больше привлекала прямолинейность маршрута фальшивых дафний. Было замечено, что чем извилистей был путь виртуальной добычи, тем реже на нее нападали хищники. А при моделировании движения плотной группы по очень извилистому пути результат получился совсем удивительный — ушастые окуни даже и не пытались напасть на такую добычу (и это при том, что все они были голодны).

Дальше экологи сделали еще более интересную вещь. На основе вероятности атаки возможным хищником, то есть риска быть съеденным, они подсчитали параметры группового движения десятитысячной генерации фальшивых дафний. При этом для каждого рачка с различными тремя параметрами передвижения и группировки подсчитывался риск быть съеденным или остаться живым и, соответственно, оставить потомство. Затем случайным образом из такого получившегося "потомства", унаследовавшего параметры движения своих мам (дафнии летом размножаются без самцов, с помощью партеногенеза, и, следовательно, у потомков присутствуют лишь материнские гены), выбирали особей для новой популяции. После процедура повторялась заново, а когда таким образом было получено десятитысячное поколение, его снова продемонстрировали хищникам.

И что же вы думаете — реакция окуней была точно такой же, как и в случае с их далекими предками! Получается, что нацеленность рыбок на определенную добычу не зависела от частотного распределения параметров группового движения, а только лишь от самой стратегии обороны жертв. То есть, движение плотной группой по нестандартной траектории всегда защищало "дафний" от нападения окуня, а одиночки или маленькие группки, двигающиеся по прямой, постоянно подвергались атакам со стороны голодного хищника.

Как видите, стратегия сбивания в стаи действительно защищает жертв от хищников. Так что не исключено, утверждают авторы работы, что эта форма поведения действительно могла образоваться в процессе эволюции, причем еще на самых ранних ее этапах (в прокариотных сообществах). Более того, как видно из финальных опытов, раз сформировавшись, далее она поддерживалась естественным отбором, ведь реакция на "кучкующихся" потомков у хищников была такая же, как и на их предков, формировавших плотные группы.

Читайте также: Кто-то ловит на живца, а иные — на самца

Что же касается давнего спора с этологами, то теперь приверженцы выгоды групповой обороны смогут напрямую заявить, что хищника отпугивает уже сам вид группы, и, следовательно, индивидуальные качества отдельных составляющих ее особей для него не имеют значения. Впрочем, этологи могут достойно отпарировать: пока не выяснен поведенческий механизм, "тормозящий" атаку хищника при виде группы, все, что было продемонстрировано в эксперименте, нельзя считать закономерностью, которая справедлива для всех агрессоров. Может быть, просто в этот раз окуни попались пугливые…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"