Уже у насекомых есть орудийные деяния. Осы камнем утрамбовывают вход в норку. В тропиках муравьи, живут на кустарниках в листьях, склеенных соком личинки (взрослые особи водят личинкой по листу, как тюбиком с клеем). Если нужно перенести жидкость, муравьи тащат ее на листочках, предварительно проверив их на пригодность. Дарвиновы галапагосские вьюрки колючками тыкают в трухлявую кору, чтоб жуки выползли наружу. Каланы камнями отдирают ракушки от скал и камнями разбивают их для еды. Орудийная деятельность человекообразных обезьян принципиально другая: у других орудийные программы врождённые либо это облигатное научение. неважно какая двухфазная задачка предполагает орудийную деятельность. опыт Ладыгиной-Котс: приманка в прозрачной трубке, рядом ветки, проволока, доска. Веточки отгрызаются, щепочки отколупываются. Ладыгина-Котс: мартышка может сделать орудие лишь при помощи пробующих действий, вида орудия нет. Фирсов: опыты с группой обезьян на полуострове Ладожского озера. Обезьян заперли на ночь в клеточку, а они отломали ножку от стола, достали и открыли шторку, за которой были ключи, и подтянули ключи. Когда возникала необходимость палки, бежали в лес за палкой, придерживаясь рукой за то место, до которого длиной обязана была быть палка. Гудолл показала, что в повседневной жизни мортышки обширно пользуются орудиями. Выковыривание термитов из термитника: различная длина палочек в зависимости от погоды. Орудийные деяния обезьян варьируются в зависимости от района и популяции. Жёваные листья могут употребляться и как туалетная бумага, и как губки для сбора воды, и как мочалки. Эти деяния не являются видоспецифическими программами. Это факультативное научение. Навыки передаются при игре орудиями, подражая взрослым. Лонгитюдные исследования за неперемешивающимися популяциями японских макак: наблюдение за научением мытья батата. Первыми освоили самки-дети. На усвоение процедуры всей стае понадобилось 3-4 года. Старые особи так и не научились. “Социальные навыки” – опыт передаётся от старших молодняку. Принципиальный момент: мортышки не хранят орудия труда. Могут подобрать использовавшиеся ранее другими особями либо заготовить заблаговременно, могут вынудить низшего по иерархии делать орудие, но хранить не будут. Чем выше мортышки по развитию, тем размытее иерархия, и это дозволяет получать больше жизненного опыта.
Последние данные по орудийному поведению высших обезьян в естественной среде заставили исследователей взглянуть по-новому на пути и истоки формирования орудийной деятельности у ранних гоминид. Л.А.Фирсов считает это поведение у антропоидов ароморфозом по сравнению с другими животными и говорит о необходимости пересмотра многих канонов, тормозящих исследования антропогенеза. Известно употребление орудий для ловли муравьев и термитов у шимпанзе. Первые наблюдения "ужения" термитов были сделаны Джейн Гудалл в 1963 г. в Гомбе (Танзания), а затем в восьми местах Африки. Случай орудийной деятельности был зарегистрирован в Белинга на северо-востоке Габона. Было найдено 30 орудий, 28 орудий использованы. Все орудия изготовлены из веток, очищенных от листьев, мелких веточек, одно орудие было сделано из лианы. Длина их 68-76 см. Все они были найдены у домиков термитов, причем только в сезон, когда термиты находились на поверхности; предметы были изменены и подготовлены для определенной цели, "стандартизированы". Для изготовления орудий необходимы развитая моторика и опыт - знание свойств предмета, используемого в качестве орудия (длина, толщина, заостренность и т.п.), поэтому ловля термитов и муравьев начинается на определенной ступени постнатального онтогенеза в возрасте примерно от трех лет и старше. Подготовка к этой деятельности проходит три стадии:
Манипуляционные игры;
Изготовление орудий;
Развитие моторики.
Сходные результаты получились и у Л.А.Фирсова в экспериментах и в природных условиях. Детеныши шимпанзеначинали использовать предметы в качестве орудий в различных ситуациях в возрасте 2-2,5 лет. По-видимому, именно в этом периоде онтогенеза происходит созревание нервных механизмов, обеспечивающих эту деятельность. Ужение муравьев в отличие от термитов производится не сезонно, а в течение всего года. Орудия для ужения муравьев сходны с таковыми для ужения термитов. Например, техника изготовления орудий для ловли муравьев заключается в следующем:
Отламывание проксимальных концов ветвей;
Очищение от листьев конца ветки или всей ветки;
Выпрямление ветки;
Отламывание конца ветки;
Освобождение центральной жилки листа.
Главное сходство в изготовлении орудий для ловли муравьев и термитов заключается в их "стандартизации". Так, были обнаружены 174 орудия в виде веток длиной до 1,5 м и толщиной 1-4 см, очищенных от веток и со следами использования на одной стороне; было обнаружено также 323 орудия, находившиеся рядом с термитниками. Возможно, стандартизованность или стереотипность орудий у ранних гоминид могла отражать прочность социального наследования, но возможна и такая точка зрения, по которой стандартизация орудий свидетельствует о достаточно высоком уровне интеллекта. В работах К. и М. Буш детально описывается техника раскалывания орехов нескольких видов масличной пальмы каменными "молотками" на деревянной наковальне из твердой породы дерева. В качестве наковальни выбирались ветви или стволы, лежавшие на земле, реже орехи раскалывались прямо на дереве. Было найдено 210 образцов молотков из гранита, латерита и кварца. Обычно шимпанзе выбирали материал для молотков в зависимости от твердости орехов. Поскольку стволы деревьев тяжелые и нетранспортабельные, шимпанзе переносили орехи и каменные молотки. Орехи переносили на расстояние от 0,5 до 30 м, молотки в зависимости от тяжести переносили: из гранита - до 50 м, из латерита - до 500 м. Масса молотков доходила до 9 кг. Разбивание орехов требовало больших усилий, чем ловля термитов и муравьев. Наибольшие трудности были отмечены при использовании орудий прямо на дереве. Молотки к дереву переносили во рту, в руках и ногах. Орехи разных видов масличной пальмы требовали дифференцированного подхода в выборе орудий и определенных усилий для их разбивания. Так, например, орехи Panda требуют более точных ударов определенной силы, чем орехи Caola. Для их разбивания чаще использовали молотки из гранита, нежели из кварца и латерита. Описано также раскалывание орехов каменными молотками на каменных платформах. Обычно масса камня-молотка составляла 500-850 г, а размер платформы для разбивания орехов - 7,5x12,5 см. В некоторых популяциях отмечено раскалывание орехов не только камнями, но и палками. Таким образом, при разбивании орехов отмечены популяционные вариации в технике орудий, как и при ловле термитов. Прослеживается зависимость между диетой вида и употреблением орудий. Чем разнообразнее животная пища, тем чаще употребление орудий. Было проведено сравнительное описание орудийной деятельности у шимпанзе и ранних гоминид (Бутовская, Файнберг, 1993). Орудия для добывания пищи у шимпанзе - это зонды для ужения муравьев и термитов, губки из листьев, ветки, травинки, каменные молотки, каменные наковальни. У австралопитековых, возможно, - ветки, палки, кости, рога животных, учеловека умелого - оббитые гальки, необработанные и обработанные отщепы.
Орудийные действия животных и проблема зарождения трудовой деятельности
При сопоставлении приведенных данных по разным группам животных напрашивается вывод, что у обезьян, особенно человекообразных, орудийные действия отличаются большей гибкостью, что они более изобретательны в применении и особенно в подготовка орудий, их приспособлении к предстоящей операции. Но так же, как и у других животных, орудийные действия обезьян остаются всецело в рамках общебиологических закономерностей, являются одной из форм, причем не очень существенных, биологической адаптации к условиям среды, в которой протекает их жизнедеятельность. Даже самый выдающийся шимпанзе не способен сотворить что-то принципиально новое, не способен к созидательной трудовой деятельности, да ему это, как мы видели, и не к чему. Ему для поддержания своего существования даже в самых сложных ситуациях достаточно адаптивно видоизменить существующие компоненты природы, как это делают и все остальные животные. Человек же не может существовать без созидательного труда - пусть в самых примитивных формах.
Сказанное относится всецело даже к обезьянам, живущим вместе с человеком в условиях цивилизации, скажем, к шимпанзе типа Тото, которые очень многое переняли у человека и многому научились у него. Даже когда Тото помогал детям "сотворить" дамбу в прудике, это было не более чем подражание действиям его молодых партнеров по играм: ему дамба не нужна, для детей же это полезное упражнение для развития их трудовых навыков. Так же обстоит дело со стиркой носовых платков и с другими "человекоподобными" действиями Тото - все они по своему содержанию не нужны для обеспечения его существования. В лучшем случае - это приспособления к совместной жизни с человеком (как у собаки или кошки), но без понимания истинного смысла этих действий, а тем более происхождения и общественной обусловленности предметов обихода человека, его орудий, не говоря уже о понимании закономерностей жизни человека и человеческого общества.
Но значит ли все это, что обезьяны в сущности ничем не отличаются от других животных, от других высших млекопитающих? Конечно, нет. Более того, только обезьяны, а никакие другие животные могли в далеком прошлом стать нашими предками, породить разумных существ, способных творчески, сознательно строить свои отношения с природой и планомерно создавать своим трудом такое, чего никогда в ней не было и не могло появиться в результате процесса биологической эволюции. Первопричина этого состоит в том, что среди всех животных только обезьяны обладают столь совершенным хватательным органом, каковым является рука.
Как мы могли убедиться, и другие животные проявляют подчас недюжинные способности к орудийным действиям, а иногда и к изготовлению орудий и их прилаживанию, равно как и поразительную изобретательность - вспомним умение врановых и попугаев, медведицу Тену, слона Шанго... Но, за исключением обезьян, высшие позвоночные не могли в процессе эволюции развиваться в сторону человека, потому что такому развитию препятствовали ограниченные двигательные возможности их эффекторных органов, особенно конечностей.
Многолетнее изучение двигательных способностей и поведения млекопитающих привело меня к выводу, что только грудная конечность обезьяны способна одновременно крепко охватывать предметы и выполнять множество разнообразных и гибких движений (особенно пальцами), что и было необходимо для выполнения первых трудовых действий. Только такая максимально полифункциональная конечность могла стать органом полноценных и разнообразных орудийных действий, а затем превратиться в орган употребления орудий труда. Ведь для того чтобы пользоваться даже самым примитивным орудием труда, недостаточно прочно держать предмет на весу и перемещать его в пространстве. Для изготовления такого орудия требовались десятки разнообразных двигательных операций.
Как уже указывалось, среди разных форм орудийной деятельности обезьян наибольший интерес представляет употребление ими палок. В. И. Ленин охарактеризовал именно этим признаком дочеловеческий этап антропогенеза, когда писал о "примитивной организации стада обезьян, берущих палки" 6 . Как же можно представить себе превращение палки, которую держит в руке обезьяна, в орудие труда?
Вне сомнений, это был не простой процесс "перерастания" орудий обезьян в орудия людей. Некоторый свет проливают на эту сложнейшую проблему, возможно, результаты проведенного нами сравнительного анализа поведения обезьян (преимущественно павианов) в условиях клеточного и вольерного содержания. Основное внимание уделялось при этом "бескорыстному" обращению обезьян с разной величины палками, прутьями, прямыми кусками твердой проволоки, железными стержнями и другими продолговатыми предметами типа "палка". При клеточном содержании обезьяны, особенно молодые, часто и усердно, но без всякого вознаграждения и непосредственной для себя пользы производили с такими предметами специфические манипуляции, в которых встречаются и элементы синтеза: один конец предмета вставляется в отверстие или щель субстрата, после чего свободный конец усиленно раскачивается, наклоняется, поворачивается, сгибается и т. д. Так как обезьяна обращается при этом с предметом как с рычагом, мы обозначили такие действия как "рычаговые манипуляции". Внешне эти "рычаговые манипуляции" напоминают употребление лома, сверла, шила или крючка. Все эти действия выполняются обезьянами с поразительным для обезьян упорством и усидчивостью и длятся очень долго.
При вольерном же содержании низшие обезьяны выполняют простые манипуляции в основном так же, как обезьяны, живущие в клетках. Вместе с тем обезьяны реагируют в вольере на некоторые несъедобные предметы несравненно слабее, чем в клетке, или вовсе оставляют их без внимания (в частности, те же проволочки и железные стержни). Но наиболее поразительно, что у вольерных обезьян совершенно отсутствуют сложные формы манипулирования типа "рычаговых". Несмотря на наличие всех необходимых условий, ни одна из обезьян ни разу даже не вставила предмет в какое-либо, отверстие. Между тем наблюдения за обезьянами велись ежедневно часами в течение ряда месяцев. Напрашивается вывод, что "рычаговые манипуляции" наблюдаются только при клеточном содержании обезьян, что подтверждается и прямыми наблюдениями над животными, которые сперва содержались в клетках, а затем были переведены в вольеру.
Отсутствие "рычаговых манипуляций" у обезьян, живущих в близких к естественным условиях вольерного содержания, объясняется, очевидно, обилием пригодных для манипулирования природных предметов, которые распыляют внимание животных и стимулируют их к быстрой перемене деятельности. В этих многообразных манипуляциях с предметами содержатся основные двигательные компоненты и "рычаговых манипуляций".
В условиях же клеточного содержания почти полностью отсутствуют предметы для манипулирования, и поэтому нормальная многообразная двигательная активность обезьян концентрируется на тех весьма немногих предметах, которыми они могут располагать: взамен разнообразных рассеянных манипуляций со многими предметами в природе животные производят не менее разнообразные, но интенсивные, сосредоточенные, длительные манипуляции с одним или немногими предметами. В результате естественная потребность обезьян в манипулировании с многочисленными разнообразными предметами компенсируется в условиях клеточного содержания новыми, в том числе "рычаговыми манипуляциями".
Другими словами, проявляясь лишь в особых, искусственных условиях, "рычаговые манипуляции" представляют собой адаптивные двигательные комбинации, обеспечивающие развитие новых тончайших двигательных способностей и рецепторных функций руки обезьяны в резко измененных по сравнению с естественными экстремальных условиях. Такого рода замещающие формы предметной деятельности мы обозначили термином "компенсаторное манипулирование".
Нам представляется, что высокоразвитая способность к "компенсаторному манипулированию" играла немаловажную роль в эволюции приматов и особенно в зарождении трудовой деятельности человека, в процессе, превращения орудийной деятельности обезьян в трудовую деятельность человека. Надо думать, что когда в конце миоцена в результате быстрого сокращения массивов тропических лесов ископаемые обезьяны - предки человека - оказались на открытых пространствах, в среде, несравненно более однообразной и бедной объектами для манипулирования, чем в тропическом лесу, у них произошло нечто подобное, что и у наших обезьян, оказавшихся в резко обедненной среде пустой клетки.
Сложившаяся в условиях тропического леса при жизни на деревьях потребность в постоянном обращении с разнообразными предметами должна была в новых, экстремальных условиях компенсироваться. И также, как в экстремальных условиях клеточного содержания, животное переключает свою двигательную активность с более поверхностного обращения со многими предметами на более углубленное манипулирование с немногими одиночными предметами, и при этом разрозненные двигательные элементы концентрируются и образуются более сложные манипуляционные движения, так и у выживших в открытых пространствах обезьян возникли компенсаторные формы двигательной активности, приведшие к исключительно сильной концентрации элементов психомоторной сферы. Притом с переходом к двуногому хождению передние конечности превратились в органы манипулирования предметами. Компенсаторные движения закрепились и наполнились новым биологическим содержанием - добыванием пищи и защитой от врагов с помощью посторонних предметов, т. е. приобрели орудийную функцию. При этом они должны были слиться с уже существовавшей орудийной деятельностью, которая была, вероятно, принципиально такого же рода, как у современных диких антропоидов, но, возможно, еще сильнее развита. Всем этим и создавалась возможность зарождения качественно новой, небывалой доселе формы деятельности - трудовой деятельности.
Компенсаторное манипулирование и его превращение в орудийную деятельность высшего порядка составляли, надо думать, основное содержание предыстории антропогенеза, причем это относится, конечно, не только к обращению наших животных предков с палками, но и с камнями и другими предметами. Необходимо также подчеркнуть, что это не единственный биологический фактор исключительно сложного процесса возникновения и становления человека. Однако при всем многообразии факторов первопричиной всех отличительных психических способностей обезьян, прогрессивного развития их головного мозга, а вместе с тем и направления эволюции в сторону человека являлись в конечном счете отмеченные специфические морфофункциональные особенности их грудных конечностей и способность к, выработке сложных форм компенсаторного манипулирования. Можно полагать, что не будь у ископаемых человекообразных обезьян этой способности и не будь тех великих перемен в природе, которые привели их в обедненную обстановку открытых пространств, то, невзирая на все прочие предпосылки, обезьяна никогда не превратилась бы в человека.
ОРУДИЙНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ - животных, использование животными к.-л. предметов (камней, палок, прутиков и т. д.) в качестве инструмента для выполнения определённой задачи. О. д. описана у нек-рых птиц и млекопитающих. Галапагосский дятловый вьюрок достаёт при помощи шипа, к-рый он держит в клюве, насекомых из щелей в коре дерева. Сип разбивает толстую скорлупу яйца страуса камнем. Также поступает калан с крепкими раковинами моллюсков. Шимпанзе достаёт термитов из отверстия термитника при помощи тонкого прутика и дробит скорлупу ореха камнем. И дятловый вьюрок, и шимпанзе в состоянии выбрать среди неск. шипов или прутиков наиб, подходящий к случаю или укоротить единственный имеющийся до нужной длины. Однако ни одно животное не способно, подобно человеку, создать при помощи орудия др. орудие.
Использование орудий животными часто рассматривается как показатель незаурядных умственных способностей, однако некоторые особенности орудийной деятельности «братьев наших меньших» заставляют усомниться в правомочности таких оценок. Способность к использованию орудий не всегда коррелирует с интеллектом и к тому же очень сильно варьирует у разных особей в пределах одного и того же вида. Орудийная деятельность животных отличается от человеческой очень быстрым формированием устойчивых ассоциаций и ритуализацией, что проявляется в упорном воспроизведении найденной однажды последовательности действий, даже если они в изменившихся обстоятельствах потеряли смысл.
Орудийная деятельность широко распространена у млекопитающих, и отнюдь не только у обезьян. Так, слоны отгоняют ветками мух, причем, если сломанная ветка слишком велика, они кладут ее на землю и, придерживая ногой, отрывают хоботом часть нужного размера. Некоторые грызуны используют камешки для разрыхления и отгребания почвы при рытье нор. Каланы (морские выдры) отдирают прикрепленных к скалам моллюсков при помощи крупных камней - «молотков», а другие, менее крупные камни, используют для разбивания раковин (лежа на спине на поверхности воды, зверь кладет камень-наковальню на грудь и колотит по нему раковиной). Медведи способны сбивать плоды с деревьев при помощи палок; зафиксировано использование камней и глыб льда белыми медведями для убийства тюленей.
22. Высший уровень перцептивной психики: представители и локомоторное развитие
В эту группу входят хрящевые и костные рыбы, амфибии, рептилии и все остальные животные.
Особенности животных на этой стадии:
Локомоция: разнообразная, а у животных на суше в связи со сложностью двигательных задач более совершенная.
Манипулирование: познавательное значение. По мере специализации часть функций передних конечностей передаётся ротовому аппарату. Мультифункциональность передних конечностей.
Комфортное поведение есть уже у членистоногих (муха чистит себя лапками), но здесь оно гораздо более разнообразно и индивидуально.
Способность к зрительному обобщению, восприятие и узнавание формы. Выраженность различна у низших и у высших позвоночных.
Общение: разнообразие и дифференцированность. Оптическое общение: “диалоги” поз. Акустическое общение: голос, свист крыльев при полёте, постукивание по стволу. Индивидуализированность общения.
Хрящевые рыбы: акулы могут ориентироваться по отдельным свойствам объекта: чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров. Существует два вида акул - катраны и кошачьи акулы, сходные по строению, но различные по обучаемости.
Рептилии более подвижны, чем амфибии. Пластичность поведения. В основном изучались черепахи. Они различают форму, вертикальные и горизонтальные полосы (70-80 проб), но задачи на выявление абстрактного признака "неодинаковое" (3 изображение: 2 одинаковых, 1 - отличное) решать не способны. Выучивание одного признака, нет способности к переносу. Опыт не может быть использован для решения других задач того же типа. Лабиринт: черепахи выучиваются проходить 4-6-тупиковый лабиринт, т. к. в природе они сталкиваются с подобными ситуациями (норы). Экстраполяция: преодоление преграды+способность предвидеть направление перемещения корма. Не все - около половины черепах, и сухопутные лучше. Эта группа, по сравнению с амфибиями, более прогрессивная (НС и образ жизни), поэтому способность к научению развита лучше, хотя есть недостатки.
У птиц взаимосвязь со средой более сложная и разнообразная, птицы намного подвижнее, активны круглый год (теплокровность), взаимосвязи в сфере питания определяются теми объектами питания, которые вид использует. У некоторых видов объекты питания - крупные животные, процесс поимки которых очень сложен. Некоторые птицы научились использовать примитивные орудия для разделывания пищи (кактусы, палочки, камни). Взаимосвязи в сфере заботы о потомстве тоже сложнее. Выбор места для гнезда, охрана территории, выкармливание и обучение птенцов - в этих сферах врождённые и приобретенные элементы поведения тесно связаны. Впервые птицы могут обогащать свой опыт через наблюдение. Птенцы стервятников, как только начинают ходить, исследуют камни. У врановых - локомоторная игра в зависимости от условий обитания. Особенно разнообразна такая игра в условиях города, где птицы могут использовать предметы: катание, отнимание. Локомоторно-манипуляционная игра: ворона кидает по водосточной трубе камень и внизу пытается его поймать. Развито исследовательское поведение (его трудно иногда отличить от манипуляционной игры, т. к. часто одно перерастает в другое). В экспериментальных ситуациях птицы легко обучаются различным инструментальным действиям, эти навыки образуются очень быстро (до 10 сочетаний).
23. Простейшие виды регуляции в поведении животных: таксисы и тропизмы
Таксисы (от греч. taxis - расположение по порядку) - ориентирующие компоненты поведенческих актов, врожденные способы пространственной ориентации в сторону благоприятных (положительные таксисы) или неблагоприятных (отрицательные таксисы) условий среды. У растений аналогичные реакции выражаются в изменениях направления роста (тропизмы). По модальности воздействий различают фото-, хемо-, термотаксисы и т.д. Таксисы одноклеточных и многих низших многоклеточных животных представлены ортотаксисами (изменение скорости передвижения) и клинотаксисами (изменение направления передвижения на определенный угол). У животных с развитой центральной нервной системой и симметрично расположенными органами чувств возможен, кроме того, активный выбор направления передвижения и сохранение этого направления (топотаксисы). Они являются постоянными компонентами даже наиболее сложных форм поведения.
Тропизмы (от греч. tropos - поворот, направление) - движения (рост) растений в определенных направлениях, вызванные односторонним воздействием факторов внешней среды (света, земного притяжения, химических веществ и т. д.). Попытка объяснить на основе тропизмов поведение организмов, обладающих нервной системой, была предпринята Ж. Лебом, концепция которого, строившаяся на принципах механистического детерминизма, оказалась научно несостоятельной.
1. Примеры орудийных действий животных разных видов в природе и в экспериментах
| Инстинкты | «Инсайт» | Обучение и традиции |
| Дятловые вьюрки: | Шимпанзе: | Шимпанзе: |
| добывание насекомых с помощью палочек | - сооружение вышек; | - «ужение» термитов; |
| - угроза канистрами; | ||
| - применение палок; | - разбивание орехов камнями на наковальнях; | |
| Калифорнийские каланы: | - побеги из клеток; | |
| - тушение огня | ||
| разбивание раковин камнями | Сойки: | Макаки: |
| изготовление бумажных «жгутов» для доставания пищи | - мойщики картофеля; | |
| Новокаледонские галки: | ||
| - крабоеды | ||
| изготовление «крючков» для ловли насекомых |
В табл. 1 приведены некоторые примеры орудийных действий животных, имеющих разную природу. Они иллюстрируют представление о том, что в основе сходных по внешнему проявлению поведенческих актов могут лежать разные механизмы - инстинкт, обучение, разум (см. 1.2). Удельный вес каждого из этих факторов может быть разным в зависимости от многих обстоятельств, даже если конечный результат внешне выглядит одинаково (Крушинский, 1986). Поэтому (в соответствии с «каноном К. Л. Моргана») то или иное проявление орудийной деятельности может быть отнесено к актам мышления только после тщательного анализа.
Эти факты демонстрируют сложность и неоднородность такой формы поведения животных, как орудийная деятельность. В основе этих актов, схожих по внешнему проявлению, могут лежать принципиально разные механизмы:
экстренное решение в новой ситуации («инсайт»);
обучение методом проб и ошибок и подражание сородичам;
выполнение видоспецифической (инстинктивной) программы.
6. Методики, разработанные Л. В. Крушинским для изучения способности животных к поиску приманки, исчезающей из поля зрения.
Рассмотренные выше эксперименты убедительно показали способность антропоидов к целенаправленному употреблению орудий в соответствии с «мысленным планом». Данную способность можно рассматривать как проявление элементарного мышления.
В то же время описанные выше методы анализа решения животными задач имели определенные ограничения:
результаты таких опытов носили чисто описательный характер, и субъективизм в их трактовке был почти неизбежен;
при повторении эксперимента неизменно возникал вопрос о том, что животное не решает задачу заново, а стереотипно применяет опыт, приобретенный в предшествующей пробе;
такие методики практически невозможно было использовать в опытах на животных-неприматах, а поэтому исключалась возможность сравнительного анализа, необходимого для ответа на вопрос, насколько широко зачатки мышления представлены у более примитивно организованных животных (см. 1.3).
Ответ на последний вопрос требовал другого методологического подхода. Для его изучения нужны были универсальные тесты, которые можно было бы предлагать разным животным и при этом получать результаты, пригодные для количественной оценки, статистической обработки и получения сравнительной характеристики разных видов.
Такие методологические подходы были созданы независимо друг от друга двумя учеными - Г. Харлоу и Л. В. Крушинским. Г. Харлоу (см. 3.3.2) в 50-е годы предложил метод сравнительной оценки высших когнитивных функций животных, который дает возможность выяснить, улавливают ли животные общий принцип, лежащий в основе их решения, т.е., по выражению автора, формируется ли у них «установка на обучение».
Попытка Г. Харлоу была удачной. С помощью его теста действительно можно было почти в стандартных условиях исследовать самых разных животных и охарактеризовать динамику их обучения количественными параметрами. Однако метод Харлоу позволял охарактеризовать в основном одну сторону мышления животных - способность к обобщению.
Л. В. Крушинский предложил универсальные методики тестирования и предпринял широкое сравнительное исследование способности животных к другому виду элементарного мышления - решению экстренно возникших задач, для которых у них нет готовой программы.
В отличие от описанных выше задач, в которых надо было достать удаленную, но видимую цель, значительная часть методик, предложенных Л. В. Крушинским для изучения зачатков мышления животных, основана на поиске приманки, тем или иным способом исчезающей из поля зрения, как только животное начинало ее есть. Этим они отличались от ранее рассмотренных методик, в которых цель всегда была «в пределах зрительного поля». Поэтому решение задач в методиках Кру-шинского должно было осуществляться не под контролем внешних стимулов, а за счет оперирования «образом исчезнувшей приманки» (Более подробно методики описаны в книге Л. В. Крушинского «Биологические основы рассудочной деятельности» (1986)..
Повторим определение мышления (рассудочной деятельности животных), данное Л. В. Крушинским, которое он называл «рабочим»:
«Способность животного улавливать эмпирические законы, связывающие предметы и явления внешнего мира, и оперировать этими законами в новой для него ситуации для построения программы адаптивного поведенческого акта».
6.1. Понятие об «эмпирических законах» и элементарной логической задаче.
Л. В. Крушинский ввел понятие элементарной логической задачи, т.е. задачи, которая характеризуется смысловой связью между составляющими ее элементами. Благодаря этому она может быть решена экстренно, при первом же предъявлении, за счет мысленного анализа ее условий. Такие задачи по своей природе не требуют предварительных проб с неизбежными ошибками. Как и задачи, которые рассматривались в разд. 5, они могут служить альтернативой и «проблемному ящику» Торндайка, и выработке различных систем дифференцировочных УР. Дифференцировочные УР, точнее, порядок смены подкрепления по ходу их выработки, не связаны для животного с «естественной» логикой событий внешнего мира. Именно поэтому их нельзя решить иначе, чем постепенно, при многократных пробах и подкреплении правильных реакций.
Отличительную черту тестов Крушинского составляет то, что их решение требует (согласно его определению) оперирования так называемыми «эмпирическими законами». Имеется в виду, что анализу подлежат такие свойства предметов и явлений, которые присущи им в силу природных физических законов и с которыми животное постоянно сталкивается в жизни.
Прибегая к терминологии когнитивной психологии, можно сказать, что эти «законы» входят в состав «познавательной карты», или «образной картины мира животного», т.е. той системы знаний, которую оно накапливает в течение жизни. На необходимость и плодотворность использования таких тестов указывал Д. Примэк (Premack, 1983), называя эту форму мышления животных «естественным мышлением» (natural reasoning), в отличие от их способности к обобщению и умозаключениям.
Тесты для изучения способности к обобщению и умозаключению организованы таким образом, что их условия и структура достаточно произвольно определяются экспериментатором и совершенно не связаны с естественными закономерностями. Это относится также к тесту Ревеша-Крушинского, где алгоритм изменений положения приманки задается экспериментатором произвольно и не имеет никакой связи с процессами в естественной для животных среде (см. 7), или формированию установки на обучение в тестах Харлоу.
Базовые формы когнитивной деятельности животных были частично описаны в гл. 3. Ниже перечислены наиболее важные эмпирические законы, владение которыми, как писал Л. В. Крущинский, необходимо животному для решения ряда логических задач.
1. Закон «неисчезаемости» предметов (object permanence). Животные способны сохранять память о предмете, ставшем недоступным непосредственному восприятию. Животные, «знающие» этот эмпирический закон, более или менее настойчиво ищут корм, тем или иным способом скрывшийся из их поля зрения (описание поведения млекопитающих в тесте на отсроченную реакцию см. в 3.1). Представление о «неисчезаемости» есть и у многих птиц. Так, вороны и попугаи активно ищут корм, который у них на глазах накрыли непрозрачным стаканом или отгородили от них непрозрачной преградой. В отличие от этих птиц голуби и куры законом «неисчезаемости» не оперируют или оперируют в весьма ограниченной степени. Это выражается в том, что в большинстве случаев они почти не пытаются искать корм после того, как перестают его видеть.
Представление о «неисчезаемости» предметов необходимо для решения всех типов задач, связанных с поиском приманки, скрывшейся из поля зрения.
2. Закон, связанный с движением, - одним из самых универсальных явлений окружающего мира, с которым сталкивается любое животное независимо от образа жизни. Каждое из них без исключения с первых же дней жизни наблюдает перемещения родителей и сибсов, хищников, которые им угрожают, или, наоборот, собственных жертв.
Вместе с тем животные воспринимают изменения положения деревьев, травы и окружающих предметов при собственных перемещениях.
Это создает основу для формирования представления о том, что движение предмета всегда имеет определенное направление и траекторию.
Знание этого закона лежит в основе решения задачи на экстраполяцию (см. 5.5.2).
3. Законы «вмещаемости» и «перемещаемости». Имеется в виду, что на основе восприятия и анализа пространственно-геометрических признаков окружающих предметов животные «знают», что одни объемные предметы могут вмещать в себя другие объемные предметы и перемещаться вместе с ними.
В лаборатории Л. В. Крушинского разработаны две группы тестов, с помощью которых можно оценивать способность животных разных видов оперировать указанными эмпирическими законами в новой ситуации. Схемы этих экспериментов представлены ниже (см. 6.3).
Как полагал Крушинский, перечисленные им законы не исчерпывают всего, что может быть доступно животным. Он допускал, что они оперируют также представлениями о временных и количественных параметрах среды, и планировал создание соответствующих тестов. Животные действительно способны оценивать количественные и даже числовые параметры стимулов (см. гл. 5).
Многие животные, в том числе обезьяны, в тесте на предпочтение выбирают стимулы большей площади и объема. По-видимому, они могут, также без специальной тренировки, воспринимать и сравнивать стимулы, различающиеся по числу элементов. Вороны и голуби, например, без всякой предварительной подготовки выбирают кормушку, содержащую большее число зерен или личинок мучного хрущака. В обоих случаях тест проводится в ситуации «свободного выбора», когда птицы съедают любую выбранную ими приманку, а обезьяны получают любой выбранный ими стимул.
Предложенные Л. В. Крушинским (1986) и описанные ниже методики сравнительного изучения рассудочной деятельности с помощью элементарных логических задач основаны на допущении, что животные улавливают эти «законы» и могут использовать их в новой ситуации. Задачи построены так, что возможно их экстренное решение, принятое логическим путем, в соответствии с лежащим в их основе принципом, и не требующее предварительного обучения по методу проб и ошибок.
6.2. Методика изучения способности животных к экстраполяции направления движения пищевого раздражителя, исчезающего из поля зрения («задача на экстраполяцию»).
Под экстраполяцией понимают способность животного выносить функцию, известную на отрезке, за ее пределы. Л. В. Крушинский предложил несколько элементарных логических задач для изучения такой способности.
Наибольшее распространение получил так называемый «опыт с ширмой» (рис. 12). В этом опыте перед животным помещают непрозрачную преграду - ширму (длина - около 3 м, высота 1 м). В центре ширмы имеется вертикальная щель, через которую видны две кормушки, в начале опыта расположенные прямо перед щелью. Кормушки разъезжаются в стороны, как только животное начинает есть, но оно может видеть начальный участок их пути до момента исчезновения за поперечными преградами-клапанами. Через несколько секунд кормушки скрываются из поля зрения, так что их дальнейшее перемещение животное уже не видит и может только представлять его мысленно.
Рис. 12. Исследование способности к экстраполяции в опытах с ширмой.
А - общий вид установки для опытов с хищными млекопитающими, кроликами и птицами (рисунок Т. Никитиной); Б - камера для экспериментов с мышами (пояснение в тексте).
За щелью находятся две кормушки: одна с кормом, другая пустая. Это делается для того, чтобы создать животному возможность альтернативного выбора. К тому же если двигаются две кормушки, то животное не сможет отыскать корм, ориентируясь на звук при движении.
Опыты с грызунами проводятся несколько по-другому. Вторую кормушку тоже наполняют кормом (поилки с молоком). Эту кормушку либо закрывают сеткой (в опытах с крысами), либо (опыты с мышами) ставят так, чтобы животное ее не видело. Это позволяет «уравнять запахи», идущие от приманки с двух сторон камеры, и тем самым препятствовать отысканию корма с помощью обоняния. Экспериментальная камера для исследования способности к экстраполяции у мышей (рис. 12Б) устроена так, чтобы животное оставалось в ней в интерватах между предъявлениями задачи. В одной из стенок камеры (1) на середине ее длины на уровне пола имеется отверстие (2), дающее животному доступ к поилке (3) и позволяющее видеть начальный этап ее перемещения. Контрольная поилка (4) перемещается в противоположную сторону. С помощью специального рычага (5) их можно передвинуть к боковым отверстиям (6). «Обход ширмы» в этом варианте установки - это перемещение животного вправо или влево и подход к одному из боковых отверстий. Траектория (7) показывает путь мыши при правильном решении задачи.
Чтобы решить задачу на экстраполяцию, животное должно представить себе траектории движения обеих кормушек после исчезновения из поля зрения и на основе их сопоставления определить, с какой стороны надо обойти ширму, чтобы получить корм.
Способность к решению этой задачи проявляется у многих позвоночных, но ее выраженность значительно варьирует у разных видов.
Основной характеристикой способности животных к рассудочной деятельности служат результаты первого предъявления задачи, потому что при их повторении подключается влияние и некоторых других факторов. В связи с этим для оценки способности к решению логической задачи у животных данного вида необходимо и достаточно провести по одному опыту на большой группе. Если доля особей, правильно решивших задачу при ее первом предъявлении, достоверно превышает случайный уровень, считается, что у животных данного вида или генетической группы есть способность к экстраполяции (или к другому виду рассудочной деятельности).
Как показали исследования Л. В. Крушинского, животные многих видов (хищные млекопитающие, дельфины, врановые птицы, черепахи, крысы-пасюки, мыши некоторых генетических групп) успешно решали задачу на экстраполяцию. В то же время животные других видов (рыбы, амфибии, куры, голуби, большинство грызунов) обходили ширму чисто случайно (рис. 13А).
При повторных предъявлениях задачи поведение животного зависит не только от способности (или неспособности) экстраполировать направление движения, но и от того, запомнило ли оно результаты предыдущих решений. Ввиду этого данные повторных опытов отражают взаимодействие ряда факторов, и для характеристики способности животных данной группы к экстраполяции их надо учитывать с известными оговорками.
Многократные предъявления позволяют точнее проанализировать поведение в опыте животных тех видов, которые плохо решают задачу на экстраполяцию при ее первом предъявлении (о чем можно судить по невысокой доле правильных решений, которая не отличается от случайного 50%-го уровня). Оказывается, что большинство таких особей ведет себя чисто случайным образом и при повторениях задачи. При очень большом числе предъявлений (до 150) такие животные, как, например, куры или лабораторные крысы, постепенно обучаются чаще обходить ширму с той стороны, в которую скрылся корм. Напротив, у хорошо экстраполирующих видов результаты повторных применений задачи могут быть несколько ниже, чем результаты первого, хотя продолжают достоверно превышать случайный уровень (например, у лисиц и собак, рис. 13Б). Причиной такого снижения показателей теста может быть, по-видимому, влияние различных тенденций в поведении, напрямую не связанных со способностью к экстраполяции как таковой. К ним относится склонность к спонтанному чередованию побежек, предпочтение одной из сторон установки, характерное для многих животных, и т.д. В опытах Крушинского и сотрудников у некоторых животных (например, врановых и хищных млекопитающих) обнаруживались проявления боязни обстановки опыта, нередко сопровождавшиеся беспорядочными обходами ширмы независимо от направления движения корма.
Рис. 13. Решение задачи на экстраполяцию.
А - успешность решения задачи на экстраполяцию животными разных таксономических групп при ее первом предъявлении; по оси ординат - доля правильных решений в процентах (плоскость соответствует 50%-му случайному уровню правильных решений); Б - усредненные кривые успеха решения задачи при ее многократных предъявлениях животными разных таксономических групп (по Крушинскому, 1986). По оси ординат - как в случае А, по оси абсцисс - номера предъявлений.
Вопрос о влиянии разных стратегий поведения в опыте на проявление способности к экстраполяции был подробно проанализирован на уникальной модели - двух парах линий мышей с робертсоновской транслокацией на разном генетическом фоне (Полетаева, 1998). Оказалось, что эта способность зависит и от генотипа (см. также гл. 9).
С помощью теста на экстраполяцию, который позволяет давать точную количественную оценку результатов его решения, впервые была дана широкая сравнительная характеристика развития зачатков мышления у позвоночных всех основных таксономических групп, изучены их морфофизиологические основы, некоторые аспекты формирования в процессе онто- и филогенеза, т.е. практически весь тот круг вопросов, ответ на которые, согласно Н. Тинбергену (Tinbergen, 1963), необходим для всестороннего описания поведения.
6.3. Методики изучения способности животных к оперированию пространственно-геометрическими признаками предметов.
Анализ пространственных характеристик необходим во многих ситуациях, с которыми сталкиваются животные в естественной среде обитания. В опытах Толмена (1997) была продемонстрирована способность животных к обучению в лабиринте за счет формирования и запоминания мысленной «пространственной карты» (см. 3.4). Эту способность интенсивно изучают в настоящее время.
Элементы пространственного мышления обезьян были обнаружены и в опытах В. Келера. Он отмечал, что во многих случаях, намечая путь достижения приманки, обезьяны предварительно сопоставляли, как бы «оценивали» расстояние до нее и высоту предлагаемых для «строительства» ящиков. Понимание пространственных соотношений между предметами и их частями составляет необходимый элемент более сложных форм орудийной и конструктивной деятельности шимпанзе (Ладыгина-Котс, 1959; Фирсов, 1987).
К пространственным признакам можно отнести также геометрические свойства предметов (например, форму, наличие или отсутствие симметрии, размерность). С их анализом связаны эмпирические законы «вмещаемости» и «перемещаемости» объемных (трехмерных) предметов, которые могут вмещать друг друга и перемешаться, находясь один в другом.
Задача на оперирование эмпирической размерностью фигур (ОЭРФ). Л. В. Крушинский (1986) предложил тест для оценки одной из форм пространственного мышления - способности животного в поисках приманки сопоставлять предметы разной размерности: трехмерные (объемные) и двумерные (плоские).
Суть теста состоит в том, что объемная приманка может быть помещена (и спрятана) только в объемную (ОФ), но не в плоскую (ПФ) фигуру, поэтому животное должно выбрать ОФ.
Он был назван тестом на «оперирование эмпирической размерностью фигур» или тестом на «размерность» (Дашевский, 1977; 1979).
Этот термин был введен для характеристики предлагаемой задачи потому, что так называемая «плоская фигура», хотя и имела минимальную толщину, на самом деле также была трехмерной. Однако поскольку соотношение толщины плоской фигуры и размера «в глубину» объемной фигуры было от 1:40 до 1:100, то при предъявлении в паре такие фигуры имели четко различную «пространственность» и эмпирически оценивались как фигуры разной размерности. Форму фигур, которые давались животному для сопоставления, подбирали так, чтобы плоская была фронтальной проекцией объемной.
Для успешного решения задачи на ОЭРФ животные должны владеть следующими эмпирическими законами и выполнять следующие операции:
мысленно представить себе, что приманка, ставшая недоступной для непосредственного восприятия, не исчезает (закон «неисчезаемости»), а может быть помещена в другой объемный предмет и вместе с ним перемещаться в пространстве (законы «вмещаемости» и «перемещаемости»);
оценить пространственные характеристики фигур;
пользуясь образом исчезнувшей приманки как эталоном, мысленно сопоставить эти характеристики между собой и решить, где спрятана приманка;
сбросить объемную фигуру и овладеть приманкой.
Первоначально опыты были проведены на собаках, но методика экспериментов была сложна и непригодна для сравнительных исследований. Б. А. Дашевский (1972) сконструировал установку, применимую для исследования этой способности у любых видов позвоночных, включая человека.
Она представляет собой стол, в средней части которого расположено устройство для раздвигания вращающихся демонстрационных платформ с фигурами. Животное находится по одну сторону стола, фигуры отделены от него прозрачной перегородкой с вертикальной щелью в середине. По другую сторону стола находится экспериментатор. В части опытов животные не видели экспериментатора: он был скрыт от них за перегородкой из стекла с односторонней видимостью.
Опыт ставится следующим образом (рис. 14). Голодному животному предлагают приманку (1), которую затем прячут за непрозрачный экран-коробку (2). Под его прикрытием приманку помещают в объемную фигуру (ОФ), например куб, а рядом помещают плоскую фигуру (ПФ), в данном случае квадрат (проекцию куба на плоскость). Затем экран удаляют, и обе фигуры, вращаясь вокруг собственной оси, раздвигаются в противоположные стороны с помощью специального устройства (3). Чтобы получить приманку, животное должно опрокинуть объемную фигуру (4).
Процедура эксперимента позволяла многократно предъявлять задачу одному и тому же животному, но при этом обеспечивать максимально возможную новизну каждого предъявления.
Рис. 14. Эксперимент с вороной по оперированию эмпирической размерностью фигур (рисунок Т. Никитиной).
Для этого всякий раз животному предлагали новую пару фигур, отличающуюся от остальных по цвету, форме, размеру, способу построения (плоскогранные и тела вращения) и размеру (рис. 15).
Примеры индивидуальных «кривых накопления», демонстрирующих динамику успешности решения задачи на ОЭРФ, даны на рис. 16. На этих кривых правильное решение задачи - выбор объемной фигуры - изображен отрезком прямой, направленным под углом 45° вверх по оси абсцисс, выбор плоской фигуры - таким же «шагом вниз», отсутствие выбора - горизонтальным отрезком. Обезьяны, дельфины, медведи и врановые птицы успешно решают эту задачу. Как при первом предъявлении теста, так и при повторных пробах они выбирают преимущественно объемную фигуру. В отличие от них хищные млекопитающие и часть врановых птиц реагируют на фигуры чисто случайно и лишь после десятков сочетаний постепенно обучаются правильным выборам.
Эти эксперименты позволили существенно уточнить картину различий в уровнях развития зачатков мышления у животных разных таксономических групп.
Особое значение имеет факт сходства в решении этого теста у врановых птиц и наиболее высокоорганизованных млекопитающих - низших узконосых обезьян, дельфинов, а также медведей, тогда как большинство других хищных млекопитающих его не решает. Такие же различия между ними были обнаружены по показателям формирования установки на обучение (см. 3.3.3) и довербальных понятий (см. 5.5.4).
Рис. 15. Набор фигур, использованных в тесте на оперирование эмпирической размерностью фигур (по Дашевскому, 1972). Фигуры различались по форме и цвету.
1 - желтые; 2 - бледно-желтые; 3 - темно-серые; 4 - зеленые; 5 - неокрашенные; 6 - голубые; 7 - синие; 8 - темно-зеленые; 9 - желтые; 10- голубые; 11 - серебристые; 12 - зеленые; 13- серые; 14 - бордовые; 15 - сине-зеленые; 16 - красные; 17 - оранжевые; 18 - светло-серые; 19 - черные; 20 - серо-голубые; 21 - малиновые; 22 - темно-розовые; 23 - белые; 24 - малиновые; 25 - золотые; 26 - фиолетовые; 27 - неокрашенные; 28 - светло-розовые; 29 - неокрашенные; 30 - черные.
Несмотря на принципиальные различия в строении мозга млекопитающих и птиц (отсутствие у птиц новой коры), наиболее высокоразвитые представители обоих классов достигают сходных, достаточно высоких уровней развития элементарного мышления.
Контрольный опыт. Схема задачи на оперирование размерностью позволила на ее основе разработать принципиально важный контрольный эксперимент - альтернативу логической задачи. При этом все «внешние атрибуты» опыта сохраняются, за исключением собственно логической структуры теста.
Задачу, предлагаемую в подобном контрольном эксперименте, нельзя решить при первом предъявлении за счет «понимания» ее смысла. То, какой выбор является правильным, можно установить только по ходу последовательных предъявлений теста (Дашевский, 1979). Поясним это на примере, приведенном на рис. 17. Слева вверху (А) (как и на рис. 14) дана схема исходного теста на ОЭРФ. В контрольном опыте (Б, В) демонстрационные платформы (2), на которых в собственно эксперименте на ОЭРФ животному показывали приманку (1), а затем устанавливали фигуры (4 и 5), заменены кормушками такого же диаметра (3). Подкрепление можно помещать в любую из кормушек, и ее можно накрыть крышкой с прикрепленной к ней ОФ (как на рис. 17Б) или ПФ (как на рис. 17В).
Рис. 16. Успешность решения задачи на оперирование эмпирической размерностью фигур животными разных видов.
А - примеры «кривых накопления». По оси ординат - разность между числом правильных и неправильных решений, по оси абсцисс - номера предъявлений; Б - усредненные кривые решения задачи на оперирование эмпирической размерностью фигур и контрольного теста. По оси ординат - доля правильных выборов; по оси абсцисс - номера предъявлений
Рис. 17. Схемы опыта по оперированию эмпирической размерностью фигур (А), контрольных опытов по выработке дифференцировочного УР на предъявление ОФ и ПФ (Б, В) и по дифференцированию двух объемных фигур разного размера (Г) (см. текст; по Дашевскому, 1979).
В данной модификации контрольная задача теряет однозначность решения, поскольку приманка может с равной вероятностью находиться как в одной, так и в другой кормушке (тогда как в задаче на ОЭРФ она могла быть спрятана только в ОФ).
В этом варианте задачи использовали те же самые зрительные раздражители: тот же набор ОФ и ПФ, что и в задаче на ОЭРФ (рис. 15). У одной группы особей каждого вида (собаки, кошки, врановые) подкрепляли выбор ОФ, у другой - ПФ. В обоих случаях при первых предъявлениях животные обеих групп выбирали фигуры чисто случайно, и лишь постепенно, после десятков сочетаний они начинали чаще выбирать подкрепляемую фигуру, т.е. вырабатывали дифференцировочный УР. Следует отметить, что, как и в задаче на ОЭРФ, каждый раз животному предъявляли новую пару фигур, которая отличалась от предыдущих по всем второстепенным признакам, кроме одного: одна фигура была плоской, а другая объемной. Тем самым процедура соответствовала выработке дифференцировочного УР на обобщенный признак «размерность» (см. 3.3 и 5.5).
Как показывает рис. 16Б, динамика обучения дифференцировке существенно отличается от динамики решения задачи на ОЭРФ. Она сравнима с той, которая характерна для животных, плохо решающих тест на ОЭРФ (например, собак) и не имеет ничего общего с динамикой реакций у животных, хорошо справляющихся с задачей (обезьяны, дельфины, врановые птицы).
Таким путем были впервые продемонстрированы четкие различия в поведении животных при решении элементарных логических задач и при выработке дифференцировочного УР, т.е. задачи, где логическая структура отсутствует (Дашевский, Детлаф, 1974; Дашевский, 1979; Крушинский и др., 1981).
Животные, способные к решению задачи на «размерность», уже в первых предъявлениях теста реагируют правильно. При такой же по внешним признакам задаче, но требующей выработки дифференцировочного УР, правильные ответы появляются после десятков предъявлений.
Задача на поиск приманки в двух объемных фигурах разного объема. Успешное решение теста на ОЭРФ позволило предположить, что врановым могут быть доступны и другие задачи, основанные на оперировании представлением о геометрических свойствах предметов. Для проверки этого предположения может служить тест, в котором используются две ОФ, одинаковые по форме и цвету, но существенно различающиеся по объему. За счет этого, хотя обе они обладают свойством «вмещаемости», лишь одна из них может вместить данную приманку, поскольку ее объем превышает объем кормушки в 2-4 раза, а объем второй фигуры сопоставим с ней (рис. 17Г).
Для решения этого теста необходимо не только качественно оценить фигуры по признаку их размерности, но произвести и количественное сопоставление их параметров. В этой связи задачу с двумя ОФ можно рассматривать как комбинированный тест, требующий оперирования сразу двумя параметрами стимулов - пространственно-геометрическими и количественными. Оказалось, что при первом предъявлении задачи птицы с равной вероятностью выбирали обе фигуры, однако при ее повторениях (от 6 до 10 раз) они достоверно чаще выбирали большую фигуру.
Опыты были проведены на 20 птицах, имевших разный опыт участия в экспериментах: 10 из них ранее успешно решили задачу на ОЭРФ, 5 птиц с этой задачей не справлялись, а еще 5 предварительно вообще не были тестированы. В их поведении при решении этой задачи, как и задачи на ОЭРФ, обнаружились значительные индивидуальные различия: 7 птиц (из 20) достоверно чаще выбирали большую ОФ (в среднем в 87% случаев); 5 птиц выбирали большую фигуру, но это предпочтение было недостоверно (примерно 65%); 4 птицы выбирали обе фигуры одинаково часто, а у 2 птиц обнаружилось предпочтение меньшей фигуры.
Эти индивидуальные особенности птиц при решении данного теста соответствовали показателям решения теста на ОЭРФ. Чем выше были они в тесте на ОЭРФ, тем легче эти птицы справлялись и с «фигурами разного объема». Однако, способность к решению основного теста на оперирование размерностью - условие необходимое, но не достаточное для решения второго.
Как уже указывалось, предполагаемый механизм решения таких тестов - мысленное сопоставление пространственных характеристик имеющихся при выборе фигур и отсутствующей в момент выбора приманки, которая служит как бы эталоном для их сопоставления (Дашевский, 1979). Опыты с использованием двух ОФ, из которых лишь одна могла вместить объемную приманку, также свидетельствуют об участии указанного механизма - мысленного сопоставления параметров фигур и отсутствующей в момент выбора приманки. Поскольку эту задачу решает меньшая доля особей, можно заключить, что она представляет для птиц большую сложность, чем предыдущая.
Врановые птицы, дельфины, медведи и обезьяны способны к решению элементарных логических задач, основанных на оперировании пространственно-геометрическими признаками предметов.
7. Изучение способности животных к экстренному определению алгоритма изменений положения скрытой приманки. Тест Ревеша-Крушинского.
Этот тест был предложен Дж. Ревешем (Revecz, 1925) для сравнительной оценки рассудочной деятельности обезьян и детей, а позднее и независимо от него использовался Л. В. Крушинским, О. О. Якименко и Н. П. Поповой (1983) для изучения онтогенеза невербального мышления человека. Предполагалось, что его можно рассматривать как аналог задачи на экстраполяцию, более подходящий для опытов на человеке.
Опыт ставится следующим образом. Перед животным располагают ряд одинаковых непрозрачных кормушек, накрытых крышками (испытуемым демонстрируют ряд стаканов). В первый раз приманку вне поля зрения животного помещают в первую кормушку и предоставляют возможность ее отыскать. Во второй раз (также незаметно) приманку помещают во вторую кормушку, затем в третью и т.д. После того как приманка обнаружена в первой (1-е предъявление), а затем во второй (2-е предъявление) кормушках, животное уже имеет необходимую и достаточную информацию, чтобы понять, где будет спрятана приманка при следующем предъявлении теста. Иными словами, этой информации достаточно, чтобы определить закономерность дальнейшего перемещения приманки: она каждый раз будет находиться в новом месте, ближайшем к предыдущему (рис. 18).
На рисунке 18Б видно, что галка (график слева) находила приманку безошибочно в предъявлениях с 8-го по 11-е, а в 7-м ошиблась только на один «шаг»; у павиана-анубиса (в середине) безошибочные выборы были в 5-м и 6-м. а также в 9-м и 10-м предъявлениях теста; серая крыса (справа) не сделала ни одного безошибочного выбора.
Напомним, что ранее рассмотренные тесты на экстраполяцию и ОЭРФ основаны на предположении, что у животных имеются представления о физических законах окружающего мира. Каждый такой тест имеет единственное решение. В то же время в данном тесте закономерность перемещения приманки задается экспериментатором произвольно (т.е. можно перемешать приманку справа налево или наоборот, а также менять «шаг» ее перемещения). Эта задача не имеет прямых аналогов в репертуаре поведения животных в естественных условиях.
Многочисленные исследования показали, что у человека способность к решению этого теста - три безошибочных выбора подряд - проходит длительный путь формирования в онтогенезе и лишь к 15 годам достигает уровня, характерного для.взрослых. Разные испытуемые используют при решении теста разные стратегии поиска: случайный, стереотипный, программный (т.е. поиск в соответствии с определенной гипотезой). С возрастом снижается доля испытуемых, использующих стереотипный поиск (т.е. открывание всех стаканов подряд), и растет доля тех, кто пользуется собственной программой поиска.
Интересно отметить, что способность использовать собственную программу поиска появляется у детей между 6-м и 7-м годами жизни. В этот же период заметно снижается частота применения стратегии стереотипного поиска.
Решение теста Ревеша-Крушинского исследовали у врановых птиц, голубей, крыс ряда линий, низших узконосых обезьян разных видов, а также нескольких человекообразных обезьян. Оказалось, что лишь в отдельных и весьма немногочисленных случаях животные и птицы были способны «идеально» определить закономерность перемещения приманки и находили ее безошибочно в нескольких предъявлениях задачи подряд (см. рис. 18Б). Тем не менее, за исключением голубей, у животных всех исследованных видов выбор кормушек по ходу предъявления теста был достоверно неслучайным. Число попыток, которое они делали для отыскания приманки, было существенно меньше, чем это должно быть при случайном «блуждании».
Определенные стратегии поиска (случайный, стереотипный или «программный») были обнаружены и при анализе решения теста животными разных видов. При этом оказалось, что у всех одни и те же стратегии встречаются в сходных пропорциях. Например, склонность к стереотипии - открыванию подряд всех кормушек - свойственна в равной степени всем изученным видам, а оптимизация поведения - снижение числа попыток, совершаемых при отыскании корма, - составляет около 30% как у человекообразных обезьян, так и у крыс.
Анализ ошибок, совершаемых в процессе решения теста, свидетельствует, что животные всех видов ищут приманку главным образом там, где они ее находили в предыдущих пробах. При этом они крайне редко открывают новые кормушки, хотя условия задачи («приманка каждый раз в новом месте, соседнем с предыдущим») требуют именно этого.
Среди исследованных видов животных ни у одного из них не обнаруживается достоверного улавливания логической структуры задачи - основного правила перемещения приманки.
В подавляющем большинстве случаев все животные ищут приманку не там, где она должна появиться, а в месте ее недавнего обнаружения (Плескачева и др., 1995; 1998). Гистограмма распределения ошибочных первых выборов кормушек по отношению к той, в которой была спрятана приманка в данном предъявлении, приведенная на рис. 18В, иллюстрирует этот факт. На гистограмме знаком «+» отмечены ошибки «опережения», когда животное ищет корм там, где его до сих пор еще не было, т.е. впереди от истинного положения приманки, знаком «-» отмечены случаи, когда животное начинает поиск с кормушек, где оно обнаруживало приманку в предыдущих случаях. Реакций последней категории оказалось достоверно больше.
Предполагалось, что решение данного теста будет доступно животным с наиболее высоким уровнем рассудочной деятельности. Однако полученные результаты не подтвердили этого предположения. Даже человекообразные обезьяны решали задачу не в соответствии с ее принципом, а на основе гораздо более простой стратегии, которую используют и крысы.
Хотя животные практически не улавливают закономерность перемещения приманки, они все же применяют более примитивную, но универсальную стратегию. Она позволяет им в новой ситуации и на основе результатов всего лишь нескольких обнаружений приманки существенно оптимизировать дальнейший поиск.
8. Изучение способности к экстренной интеграции ранее образованных независимых навыков.
Этот вид рассудочной деятельности животных стал объектом исследования еще в конце 20-х - начале 30-х годов (Maier, 1929). Его можно обнаружить, если предложить животному такую задачу, которую оно может решить в новой ситуации на основе ранее приобретенного опыта. Однако речь идет не о выборе и применении одной из «готовых», т.е. ранее выработанных реакций, а за счет создания, как это было сформулировано Н. Майером (Maier, 1929), нового решения на основе специфических элементов прошлых представлений или ранее образованных навыков (см. также 2.8).
Помимо опытов самого Майера, хорошей иллюстрацией такого подхода могут служить эксперименты американского исследователя Р. Эпштейна (Epstein, 1984; 1987; см. ниже). Несколько таких тестов было разработано и в лаборатории Л. В. Крушинского в 70-е годы XX века (см. ниже).
Рис. 19. Одна из установок, предложенных Н. Майером для тестирования способности крыс к рассудочной деятельности (Maier, 1929).
8.1. Способность к «рассуждению» у крыс.
Существует несколько тестов, решение которых требует экстренной интеграции ранее образованных навыков. На рис. 19 показана схема классического опыта Майера для оценки зачатков мышления (reasoning) у крыс. В подобных экспериментах можно обнаружить способность животного к реорганизации имеющегося опыта.
Использованная в этих опытах установка состоит из трех дорожек (длиной 244 см каждая), расходящихся из одной центральной точки. Каждая дорожка заканчивается столиком, отличающимся от остальных по размеру, форме и типу. На столиках установлены деревянные экраны (Э1, Э2, ЭЗ) таким образом, чтобы с одного столика нельзя было видеть, что делается на остальных. После того как крыса обследовала все столики и дорожки, ей давали пищу, например на столике А. Затем крысу помещали на один из двух других столиков, например В, и отпускали. Достигнув центра установки, крыса могла выбрать один из двух путей - на столик А (где ее раньше кормили) или на столик Б. Перед каждым тестом животному давали возможность осмотреть установку. Всякий раз крысу кормили на другом столике. При случайном выборе доля правильных решений равна 50%, однако у некоторых крыс она была гораздо выше. Это позволило автору сделать следующий вывод.
Крысы способны в каждом новом предъявлении комбинировать (интегрировать) имеющуюся у них информацию и делать правильный выбор.
8.2. Задача для голубей на «доставание банана».
Американский исследователь Р. Эпштейн (Epstein, 1984; 1987) в ряде работ пытался опровергнуть уже прочно утвердившееся в 80-е гг. XX в. представление о наличии у животных элементарного мышления. В соответствии со взглядами бихевиористов (см. 2.4.3) он задался целью показать, что любое самое сложное поведение высших позвоночных, которое принято считать проявлением разума, есть не что иное, как результат переноса ранее сформированных навыков или другая форма применения ранее приобретенного опыта. Для начала Эпш-тейн попытался воспроизвести на голубях описанные выше опыты В. Келера, где шимпанзе доставали с помощью палок или придвигани-ем ящиков видимую, но недосягаемую для рук приманку.
С этой целью у голубя в камере Скиннера сначала вырабатывали обычный инструментальный УР методом «последовательных приближений» (см. 3.2.3). Голубю давали немного зерна каждый раз, как только он клевал рычаг-манипулятор. Затем рычаг помещали очень высоко - под потолком камеры, так что птица не могла его достать (взлететь в камере голубь не мог). Однако в углу камеры находилась подставка, придвинув которую, можно было легко достать и клюнуть манипулятор (именно так в опытах В. Келера в угол вольеры ставили ящик, с которого шимпанзе мог достать висящий под потоком банан). В течение нескольких часов наблюдений ни один из 11 подопытных голубей по собственной воле не только не пытался передвинуть подставку, но даже не прикоснулся к ней.
Иными словами, поведение голубей коренным образом отличалось от активности, которую обычно развивают для доставания подвешенного банана человекообразные обезьяны (см. 5).
Убедившись в том, что голуби сами не догадываются, что нужно делать, у них начали вырабатывать два УР, причем один независимо от другого. В одних сеансах голубей учили подталкивать подставку к зеленому пятну-мишени на полу камеры, т.е. подкрепляли пищей такие движения, причем пятно располагали каждый раз на новом участке пола. Во время этого обучения первый манипулятор из камеры удаляли. В других сеансах (их проводили параллельно и независимо от первых) голубей обучали забираться на подставку и клевать манипулятор. Важно отметить, что во время этих сеансов отсутствовало пятно-мишень на полу камеры. Если же голуби все же принимались передвигать подставку, то подкрепления за эти движения они не получали.
После того как голуби прочно усвоили каждый из УР, с ними снова провели тот же тест, что и в начале, когда подставка находилась в стороне от манипулятора, а пятно-мишень на полу отсутствовало. В этом случае задачу решили 4 голубя из 77. Поглядывая то на манипулятор, то на подставку, они начали постепенно передвигать ее на нужное место. Достигнув цели, голуби взбирались на подставку, клевали манипулятор и получали подкрепление. Напомним, что для формирования каждого из УР птицам требовались многие сотни сочетаний.
Контрольных голубей обучали либо только забираться на подставку и клевать манипулятор, либо только передвигать подставку. Оказалось, что они успешно решают тест только во втором случае. По-видимому, им важно научиться подталкивать подставку, а уж взобраться на нее они могут и без специального обучения.
Авторы рассматривали поведение голубей как результат взаимодействия независимо образованных условных реакций на зрительные стимулы. Они считали, что во время теста у них происходит «функциональная генерализация» навыков, в отличие от генерализации, основанной на сходстве физических признаков стимулов (см. 3.1).
Эпштейн предположил, что это поведение аналогично поведению обезьян и собак при решении подобных задач и что такие процессы у животных разных видов сходны, однако специалисты по высшим когнитивным функциям животных с этим категорически не согласились. Сходство между поведением антропоидов («инсайт» в опытах Келе-ра) и голубей в ситуации «доставания банана» они считали чисто внешним, поверхностным и грубым.
Эксперименты Эпштейна показали, что голуби способны к реорганизации ранее полученных независимых навыков.
Отметим, что невысокий в целом уровень развития рассудочной деятельности этих птиц сильно ограничивает возможности их использования в опытах такого типа. Методика (задача на «доставание банана») может быть использована для сравнительного изучения рассудочной деятельности у тех видов животных, для которых другие тесты на элементарное мышление оказываются слишком сложными.
8.3. Тест на экстренное сопоставление стимулов, ранее связанных с разным числом единиц подкрепления: выбор по признаку «больше, чем».
Следующий тест, построенный по тому же принципу, что и описанные выше, был разработан 3. А. Зориной (Зорина и др., 1991) в процессе изучения способности птиц к оценке и оперированию количественными параметрами стимулов. Как известно, животные в процессе обучения усваивают информацию о количестве подкрепления, несмотря на то, что это не предусматривается специальной процедурой. Об этом свидетельствует тот факт, что увеличение размера подкрепления дает возможность ускорить процесс обучения в лабиринте (Рябинская, Ашихмина, 1988). И наоборот, при резком сокращении порции корма нарушаются ранее сформированные навыки. Известно также, что самые разные животные при свободном выборе предпочитают стимулы, которые больше других и по абсолютной величине, и по числу составляющих их элементов.
Предлагаемый тест требует экстренного сопоставления величин подкрепления, связанного с разными стимулами, в новой для птицы ситуации.
Опыт ставится следующим образом. В процессе предварительной тренировки у птиц вырабатывают серию независимых одиночных пищедобывательных УР (сбрасывание крышки с кормушки). В этот период птицы усваивают информацию о том, что кормушкам разного цвета соответствует определенное число единиц подкрепления: от 1 до 8 зерен пшеницы - для голубей и от 5 до 12 личинок мучного хрущака - для ворон. По окончании предварительного обучения проводят собственно тесты, во время котороых кормушки предъявляют парами в разных комбинациях (20-25 проб). Чтобы сделать ситуацию максимально новой для птиц, в каждой пробе применяют новую комбинацию кормушек, повторяя каждую не более 3 раз за тест. (Для снижения возможного влияния подкрепления на последующие результаты в половине проб приманку помещают в обе кормушки, а остальные пробы идут без подкрепления.)
При проведении собственно теста проверяют, будут ли птицы выбирать кормушку, ранее связанную с большим количеством подкрепления, и в каких пределах они будут осуществлять такой выбор.
Поведение при решении этого теста, с точки зрения авторов, соответствует определению Майера, так как основано на экстренном сопоставлении независимо приобретенных элементов прошлого опыта - информации о количестве подкрепления, связанного с каждой из кормушек разного цвета. В процессе решения птица должна сопоставить эту информацию и осуществить новую реакцию - выбор большего подкрепления.
Птицы обоих видов во всем диапазоне исследованных множеств (от 1 до 8 зерен или личинок мучного хрущака) в среднем чаще выбирают стимул, связанный с большим количеством подкрепления. Следует подчеркнуть, что у голубей вероятность правильного выбора тем выше, чем больше абсолютная и относительная разница между сравниваемыми количествами пищи, т.е. когда множества единиц подкрепления имеют резко выраженные различия. У ворон величина различий между сравниваемыми количествами пищи влияла на правильность выбора не столь резко.
Таким образом, оказалось, что эту элементарную логическую задачу решают и голуби. Подобно «задаче на доставание банана» она оказалась одной из очень немногих, им доступных.
Полученные с помощью этой методики данные не только выявили способность к решению еще одной элементарной логической задачи, но позволили сравнить ее у птиц двух разных видов, т.е. охарактеризовать рассудочную деятельность птиц в сравнительном аспекте.
Вместе с тем эти результаты внесли определенный вклад в характеристику способности птиц к оперированию количественными параметрами среды (которое условно иногда называют «счетом»).
Оказалось, что выбор, который делает птица в новой ситуации (когда ей дают пару стимулов, ранее всегда предъявлявшихся поодиночке), определяется мысленным сравнением числа единиц подкрепления, соответствующего каждому из стимулов. Несмотря на то что по условиям опыта экспериментаторы не направляли внимания птиц специально на этот параметр (число единиц подкрепления), они спонтанно оценивали его и запоминали. На этой основе в новой ситуации, без всякой подготовки птицы делают выбор по признаку «больше, чем».
Способность птиц к выполнению такой операции послужила основой для изучения у них процесса символизации, методика и результаты которого рассмотрены в гл. 5 и 6.
Резюме.
Рассмотренные методы и экспериментальные приемы исследования элементарной рассудочной деятельности животных дали богатый экспериментальный материал для формирования новых представлений о мышлении животных. В описанных методиках были устранены те ограничения, которые были свойственны методам изучения мышления антропоидов, использованным в начале XX века. Эти методики оказались достаточно универсальными для предъявления животным самых разных видов. Их можно модифицировать так, чтобы предъявлять одному и тому же животному по нескольку раз, сохраняя, тем не менее, определенную степень новизны ситуации.
Работы Л. В. Крушинского и его коллег сформировали самостоятельный подход к исследованию мышления животных, основу которого составил ряд важных положений, ранее не использовавшихся в экспериментах такого рода.
Универсальный эксперимент, который, в соответствии с представлениями Л. В. Крушинского, характеризует рассудочную деятельность животных данного вида или данной группы, планируется так, чтобы обеспечивать:
возможность объективной количественной оценки результатов; применимость к представителям разных систематических групп; получение сравнимых результатов;
возможность исследования физиологических и генетических основ рассудочной деятельности.
Какие проявления мышления животных можно исследовать в эксперименте?
Каким требованиям должны удовлетворять тесты на рассудочную деятельность животных?
Что такое орудийная деятельность и какие механизмы могут лежать в ее основе у животных разных видов?
Какие стороны рассудочной деятельности выявляют тесты, предложенные Л. В. Крушинс
Остаются наименее изученными, тем не менее их описание, анализ и интеграция в общую систему знаний о когнитивных процессах очень важны. Дело в том, что элементарное мышление животных в большей степени, чем другие когнитивные процессы, например, пространственная память, родственно невербальному мышлению человека. Исследование элементарного разума животных поможет психо логам найти ключ к...
Всех животных, а только у тех, которым свойственна игровая активность. Аналогичным образом, очевидно, игра выступает как веха и в онтогенезе поведения /1, 129/. 3. Классификация основных форм поведения Поведение животных бесконечно разнообразно по своим формам, проявлениям и механизмам. В настоящее время накоплен большой материал, который характеризует поведение как совокупность разных форм...
Результаты были получены благодаря широкому использованию в лабораторных тестах генетически охарактеризованных животных, а также применению основных методов анализа генетических различий. В настоящее время исследование когнитивных способностей животных в этом тесте является одним из ведущих подходов в оценке особенностей поведения трансгенных животных и мышей-нокаутов. Детальнее с этими вопросами...
И переход к употреблению орудий был действительно подготовлен еще в зоологический период развития наших предков. 4. Экспериментальные методы его изучения. Биологическая ограниченность интеллекта животных В работе З.А. Зориной "Элементарное мышление птиц и млекопитающих: экспериментальный подход" изложен оригинальный подход к классификации и изучению проявлений мышления или рассудочной...
>> Использование орудий и энергии
§ 2 5. Использование орудий и энергии.
Вспомните
Использование орудий животными
Обеспечение организма энергией
Адаптации
Преобразование среды обитания животными
Орудийная деятельность. Подавляющее большинство видов животных воздействует на среду только через свои индивидуальные качества (сила, скорость, маневренность) с использованием «личного оружия»: зубы, клювы, когти и т. п. (главным образом для нападения), быстрые ноги, камуфляж, прочные покровы, ядовитые железы и т. п. (главным образом для защиты). Эти средства помогают животным трудиться с большей отдачей от энергетических трат: успешнее добывать пищу, обороняться от врагов, строить жилища. Лишь очень немногие виды птиц и млекопитающих научились повышать эффективность своего труда по добыванию пищи с помощью различных предметов (костей, палок, камней, колючек и т. п.). Такие случаи в природе исключительно редки.
Человек свое личное природное «оружие» - руку - намного удлинил и усилил с помощью самых разнообразных орудий охоы и труда. Древние люди с помощью копья могли добывать животных с расстояния 10-20 м. Современные охотники добывают дичь с помощью обычного ружья на расстоянии 30-50 м, а винтовки - до 100 м и далее. Мощные космические ракеты могут быть использованы в будущем для предотвращения падения на Землю крупных астероидов (типа Тунгусского метеорита и крупнее), уничтожая их (или изменяя траекторию дальнейшего полета) на расстоянии сотен тысяч километров от нашей планеты (рис. 90). У первобытных людей орудийная деятельность начиналась с использования готовых предметов (камни, палки), качество которых впоследствии они научились улучшать за счет первичной обработки (обтесывание, обкалывание, привязывание). В настоящее время все орудия труда специально изготовляются человеком.
В природных популяциях орудийная деятельность - редкое исключение. Человечество, напротив, самое мощное давление на природу оказывает опосредованно, через орудия, машины, механизмы. В этом заключается еще одно важное отличие экосоци- алъных связей современного человечества.
Энергетика жизнеобеспечения. Все животные черпают энергию для поддержания жизни в пище, да еще иногда за счет согревания под лучами солнца. Соответственно, производимая ими работа осуществляется только за счет их естественной мощности - мускульной силы.
Единственное исключение на планете составляет человек, который сначала освоил запасы законсервированной солнечной энергии в виде органического топлива: древесины, угля, нефти и газа, а совсем недавно приступил к использованию атомной энергии. Совершенно очевидно, что только освоение человеком энергетических запасов обеспечило появление промышленности, основанной на коренном преобразовании природных материалов (например, выплавка и обработка металлов). Эта уникальная способность человечества позволила ему создать мощный производственный потенциал, почти полностью заменивший мускульную силу в функционировании общеземной системы жизнеобеспечения человечества.
Производимая животными работа может быть направлена на некоторое преобразование среды обитания: постройку гнезд, выкапывание нор, даже сооружение плотин. Но они используют мощность только собственных мышц, а объединение усилий для согласованных действий возможно только в пределах семьи или небольшой группы. Поэтому средопреобразующая деятельность животных незначительна и ограничивается лишь местными участками. Сколько-нибудь масштабные результаты такой микропреобразующей работы проявляются по истечении длительного времени - сотен или тысяч лет.
Мощная энергия, направляемая людьми на изменение среды обитания в целях повышения комфортности своего существования, все быстрее преобразует природную среду: в древности - за тысячелетия, в средние века - за столетия, сейчас - за немногие годы.
Все виды на Земле приспосабливаются - адаптируются к среде обитания, к меняющимся условиям жизни. Только человек с помощью освоенных им энергоресурсов приспосабливает (адаптирует) среду своего обитания к собственным потребностям, коренным образом и в краткие сроки преобразует природу Земли-
Примеры и дополнительная информация
1. Орудийная деятельность выявлена у насекомых, птиц, млекопитающих. Орудием считается любой посторонний предмет, который используется животным как продолжение какой-либо части тела (челюстей, клюва, лапы) для достижения определенной цели (чаще всего - для получения пищи).
Живущий на Галапагосских островах дятловый вьюрок выгоняет насекомых из их ходов и трещин древесной коры тонкой палочкой или колючкой кактуса. В Африке хищная птица - стервятник умеет разбивать прочную скорлупу страусиных яиц, бросая на них клювом камни (рис. 91). Необычные случаи орудийной деятельности наблюдали во Флориде, США. Возле скопления туристов голубая цапля подбирала несъедобные для нее зерна воздушной кукурузы и бросала их на мелководье, приманивая рыбок. Всего выявлено около 30 видов птиц, способных использовать орудия для добывания пищи.
В северной части Тихого океана живут каланы (морские выдры). Плавая на спине, они разбивают раковины моллюсков и панцири морских ежей о плоские камни, которые кладут себе на грудь. В Африке шимпанзе добывают термитов, засовывая стебелек травы или тонкий прутик в термитник, а затем слизывая с него насекомых. Они также пользуются палками, чтобы разрушать гнезда диких пчел и добывать мед, выковыривать личинок из трухлявых пней или выкапывать съедобные корни из земли. В неволе шимпанзе используют палки и разного рода подставки, чтобы дотянуться до высоко подвешенных фруктов (рис. 92).
2. Случайное использование и, возможно, поддержание первобытными людьми зажженного молнией огня насчитывает около 0,5 млн лет. Примерно 50 тыс. лет назад человек сам научился добывать огонь от искр при ударе кремнем о кремень или с помощью трения. Около 20 тыс. лет назад потребление энергии всеми людьми было в 10 млн раз меньше, чем сейчас. Именно за счет этого миллионно- кратного роста использования найденных и присвоенных человеком запасов солнечной энергии, законсервированной в органическом топливе, создан и функционирует весь комплекс современного жизнеобеспечения человечества.
Но если бы никто из наших отдаленных предков, греясь у подожженного молнией дерева, не догадался подбросить в угасающий костер несколько новых веток, мы так бы и жили сейчас в пещерах.
Вопросы.
1. В чем заключаются основные отличия использования орудий животными и человеком?
2. Каким образом обеспечивают себя энергией животные?
3. В чем заключаются принципиальные особенности энергетики жизнеобеспечения человечества?
4. Приведите дополнительные примеры орудийной деятельности животных: насекомых, рыб, птиц, млекопитающих.
Задания.
1. Понаблюдайте за использованием посторонних предметов дикими или домашними животными. С какой целью они это делают? В каких из этих случаев манипулирование предметами может считаться орудийной деятельностью, а в каких - игрой ?
2. Приведите известные вам примеры преобразования среды животными и человеком (желательно в вашей местности). Сравните формы и масштабы этой деятельности.
Темы для дискуссий.
1. Любая современная семья может получать пищевую энергию разными способами:
- через свойственные всем видам животных и подробно описанные в первой части учебника непосредственные трофические связи без вложения дополнительной энергии,(например, собирая в лесу ягоды);
- с использованием энерговложений в виде собственной мускульной силы с помощью простейших орудий труда (например, обрабатывая свой участок земли лопатой, вилами, мотыгой и т. п.);
- опосредованно, с использованием денег как энергетических эквивалентов (например, покупая готовые продукты в магазине).
Какую примерно часть пищевой энергии ваша семья получает каждым из рассмотренных способов? 2. Энергетические вложения в жизнеобеспечение современного человечества продолжают возрастать. Есть ли пределы этому росту? Если да, чем они определяются? Как скоро и каким образом может прекратиться прирост энерговооруженности человечества? Каковы будут последствия?
Чернова Н. М., Основы экологии: Учеб. дня 10 (11) кл. общеобразоват. учеб. заведений/ Н. М. Чернова, В. М. Галушин, В. М. Константинов; Под ред. Н. М. Черновой. - 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002. - 304 с.
Помощь школьнику онлайн , Экология для 10 класса скачать , календарно-тематическое планирование
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные урокиИменно изучение орудийной деятельности человекообразных обезьян положило начало проблеме мышления у животных. С развитием этологии список видов, к которым приложимо понятие орудийной деятельности, постоянно расширялся. Среди млекопитающих основные наблюдения касались индийских (Elephas maximus ) и африканских (Loxidonta africana ) слонов, каланов (Enhydra lutris ), различных медведей . Наибольших успехов в орудийной деятельности бесспорно достигли приматы, причем не только антропоиды. Но даже рыбы и насекомые стали объектом изучения этологов с целью познания истоков орудийной деятельности.
У многих животных орудийная деятельность имеет инстинктивную природу. Каланы способны при помощи камней разбивать ракушки, некоторые птицы используют веточки или колючки для выуживания насекомых. Вспомним вьюрков, которые в условиях обилия корма оказались лишены возможности реализации кормодобывающего поведения при помощи палочки. На инстинктивном поведении в основном базируется использование камней грифом (Neophron pernopterus ) для разбивания страусиных яиц (Alcock J., 1984).
Птицы дают даже более многочисленные примеры орудийной деятельности, чем млекопитающие. Яркими примерами являются постройки «беседок» для привлечения самок шалашниками , использование камней, палочек, колючек и других предметов врановыми. Постройки сложных сооружений иногда рассматриваются эволюционистами как компенсация морфологических изменений при половом отборе. «Энергетическая» цена таких изменений не представляется более низкой, учитывая груз поведенческих стереотипов (Резникова Ж. И., 2005).
В последнее время полностью инстинктивный характер орудийной деятельности птиц все более ставится под сомнение. Зафиксированы наблюдения, которые нельзя отнести только к проявлению инстинкта. Сложная взаимосвязь наследственности и научения определяет орудийную деятельность дятловых вьюрков, столь любимого объекта этологов. Важную роль в этой деятельности играет научение путем подражания, хотя оно также генетически детерминировано – некоторые виды вьюрков такой способностью не обладают.
Однозначно представить степень генетической детерминированности орудийной деятельности у того или иного вида весьма затруднительно. Можно скорее говорить о предрасположенности к возможности использования орудий. Такая возможность возрастает при наличии природной склонности к манипулированию предметами, которая имеется у некоторых птиц и млекопитающих. В реализации орудийной деятельности инстинктивные, ассоциативные и когнитивные процессы тесно переплетены, причем бывает трудно провести границу между ними.
Важные факторы, влияющие на результаты, вытекают из особенностей онтогенеза обезьян, где первостепенную роль играет ранний опыт. Еще раз следует указать на значение критического периода в формировании поведения. Это касается как диапазона инстинктивно обусловленной орудийной деятельности, так и новых форм научения. Даже виды, совершенно не использующие орудия в природе, способны к научению в раннем возрасте. Такие исследования проведены на игрунковых обезьянах (сем. Callithricidae ) тамаринах (Saguinus tamarin ). Возможно, у общего предка всех приматов уже была генетическая предрасположенность к орудийной деятельности (Резникова Ж. И., 2005). Но по достижении определенного возраста обезьяны почти всех видов утрачивают способность усваивать многие навыки.
Благоприятствующим фактором онтогенеза является отсутствие «мешающих» когнитивным процессам стереотипов. Обезьяны очень легко формируют прочные стереотипы, если какие-либо действия имели успех. Эти стереотипы жестко блокируют природную сообразительность и орудийную изобретательность обезьян. Не будет лишним повторить, что человек в этом плане не является исключением.
Способности антропоидов к орудийной деятельности, как и к владению языком, в природе не реализуются. Их «запасной ум», по образному выражению А. Н. Северцева, не используется за ненадобностью. Только у шимпанзе в природных условиях наблюдается орудийная деятельность. Они нередко используют орудия, разбивая камнями орехи или выуживая травинкой муравьев. Эти навыки обезьяны приобретают в юном возрасте, учась у старших. Гориллы, орангутаны и бонобо в природе практически не применяют орудий.
Загрузка...