Биокоммуникация

БИОКОММУНИКАЦИЯ (от био... и латинского communico - связывать, общаться). В традиционном понимании биокоммуникация - общение животных, установление связей между особями одного или разных видов с помощью приёма и передачи производимых ими сигналов. В последнее время чаще под биокоммуникацией понимают обмен информацией в природе между организмами, обеспечивающий контроль над поведением и физиологическими процессами отдельных особей, целых популяций и сообществ. Передаваемые животными сигналы воспринимаются сенсорными системами - органами зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания, боковой линии, термо- и электрорецепторами. Выработка (генерация) сигнала и его приём образуют между организмами соответствующие каналы связи - химический, акустический, зрительный и так далее. Роль того или иного канала связи определяется образом жизни животных и зависит от условий среды. Как правило, при биокоммуникации одновременно используется несколько каналов связи, дополняющих друг друга. В то же время у разных групп животных можно выделить те из них, которые оказываются доминирующими. Птицы, обладая отличным цветовым зрением и совершенным голосовым аппаратом, используют главным образом акустический и зрительный каналы связи. Млекопитающие, ведущие ночной образ жизни, в большей степени ориентируются на обоняние и слух, а дневные виды активно используют и зрение. Доминирующими сенсорными системами у рыб являются обоняние, органы боковой линии, иногда зрение, у беспозвоночных наиболее важную роль в коммуникации играют органы химического чувства. Биокоммуникация облегчает поиски пищи и благоприятных условий обитания, защиту от врагов и вредных воздействий, встречу особей разного пола, взаимодействия родителей и потомства, формирование групп (стай, стад, роёв, колоний и др.) и регуляцию отношений между особями (территориальное поведение, иерархия и пр.).

Формирование систем сигнализации шло параллельно с эволюцией органов чувств. Чем выше положение животного в эволюционной иерархии, чем сложнее его органы чувств, тем совершеннее может быть аппарат биокоммуникации. Наиболее древний и распространённый канал связи - химический (хемокоммуникация). Продукты обмена веществ, выделяемые одними организмами в окружающую среду, могут служить регуляторами основных жизненных процессов (рост, развитие, размножение, поведение) других. Так, по моче, фекалиям, слюне и другим выделениям млекопитающих одна особь различает вид, пол, физиологическое состояние другой особи. Химические вещества, выделяемые в воздух или воду, оставляемые на грунте или предметах, маркируют занятую животным территорию, облегчают ориентацию и связь между членами группы. Одноклеточные почвенные слизевики длительное время живут поодиночке и выделяют вещества, благодаря которым другие представители вида держатся на расстоянии. При исчезновении источников пищи они начинают двигаться навстречу друг другу, образуя плотную живую массу. Сигналом к объединению служит выделение в среду других специфических веществ. Исключительную роль играет хемокоммуникация у насекомых, определяя их поведенческие реакции (пищевые, половые и др.), развитие и разделение обязанностей у общественных форм (пчёлы, муравьи). В процессе эволюции сформировались специальные органы, отвечающие за выработку сигнальных веществ, - специфические кожные железы млекопитающих, железы насекомых и др. Химические сигналы имеют важное оборонительное значение в стайном поведении рыб. В коже многих рыб находятся специальные клетки, содержащие вещества, которые в случае попадания в воду (например, при ранении) немедленно вызывают сильнейшую реакцию испуга у рыб данного вида.

В общении водных животных важную роль играют органы боковой линии. Этот вид дистантной механорецепции позволяет обнаруживать врага или добычу, поддерживать порядок в стае. У миног, миксин и некоторых рыб создаваемое ими электрическое поле помогает при ближней ориентации и поисках пищи. Большинство зрительных сигналов действуют лишь на близком расстоянии. С развитием светочувствительности и зрения сигнальное значение приобретают окраска и цветовой узор, контуры тела или его частей и определённые ритуальные движения и мимика. Например, с помощью, так называемого танца медоносных пчёл, пчёлы-разведчицы указывают направление, и расстояние от улья до источника пищи.

В отличие от зрительных сигналов, звуковые распространяются на довольно большие расстояния, как в водной, так и в воздушной среде («песня» горбатого кита воспринимается другими китами за сотни миль). Роль акустического канала особенно велика в водной среде и закрытых ландшафтах (леса, заросли). Животные выработали множество способов воспроизведения звуков (смотри Биоакустика). Сигнальное значение может иметь не только специализированная вокализация с использованием таких органов, как резонаторы амфибий, горловые мешки ревунов или погремушки на хвосте гремучих змей, но звуки и шумы, возникающие за счёт движения крыльев (у птиц или насекомых), в процессе кормления или дыхания у многих наземных позвоночных. Дифференциация сложных звуковоспроизводящих образований у многих насекомых, рыб, земноводных, птиц и млекопитающих позволяет им производить десятки разных звуков. «Лексикон» певчих птиц включает до 30 основных сигналов, комбинирующихся между собой, что резко повышает эффективность биокоммуникации. С помощью пения самец маркирует свои владения и одновременно привлекает сюда самку. У многих птиц звуковой контакт между родителями и птенцами устанавливается, когда птенцы ещё находятся в яйце.

Некоторые сигналы могут быть универсальными, то есть эффективно воздействовать на разные виды животных и стимулировать как поведенческие, так и физиологические реакции. Например, на половой феромон самца свиньи (хряка) реагирует не только самка (изменяется её поведение, ускоряется половое созревание, стимулируется наступление эструса после опороса), но и женские особи других млекопитающих (в том числе корова, человек). В качестве защиты от хищников, разыскивающих добычу по запаху, у видов-жертв вырабатываются отпугивающие запахи, несъедобность тканей, а для защиты от хищников, пользующихся зрением, - различные типы покровительственной окраски и формы (смотри Мимикрия). Оборонительные реакции, такие, как сужение глаз, прижатие ушей, вздыбливание шерсти на загривке, призваны защитить органы чувств при опасности. Но эти же реакции служат источником информации для других животных - как сигналы страха или гнева. Важное место в системе представлений о коммуникации животных занимает ритуал, в основе которого лежит демонстративное поведение, резко контрастирующее с обычным повседневным поведением особей данного вида и привлекающее внимание своей заметностью и часто неуместностью в данной ситуации (смотри Демонстрации).

Таким образом, биокоммуникацию можно рассматривать не только как процесс передачи биологически важной информации от одного организма к другому, но как создание и восприятие «сигнального биологического поля», которое формирует информационную среду для всех живых организмов, обитающих в данном месте, благодаря чему устанавливается и поддерживается популяционный гомеостаз, то есть осуществляется регуляция физиологических процессов, включая размножение, узнавание, настройку поведенческих реакций особей друг на друга и так далее.

Смотри также Поведение животных.

Лит.: Наумов Н. П. Сигнальные (биологические) поля и их значение для животных // Журнал общей биологии. 1973. Т. 34. Вып. 6; Эффект группы в популяциях водных животных и химическая экология. М., 1976; Мантейфель Б. П. Экология поведения животных. М., 1980; Мак-Фарленд Д. Поведение животных: Психобиология, этология и эволюция. М., 1988; Иваницкий В. В. Коммуникация у животных: теории и факты // Поведение животных и человека: сходство и различия. Пущино, 1989; Панов Е. Н. Бегство от одиночества. М., 2001; Шилов И. А. Экология. 4-е изд. М., 2003.