Обновление теории обнаружения сигналов: живи быстро, умри молодым
Теория обнаружения сигналов (Signal Detection Theory) — популярная и устоявшаяся концепция, влияющая на поведенческие науки около 50 лет. В основе теории лежит идея, что в отношениях хищник-жертва, животные-жертвы проявляют больше осторожности и склонности к бегству по мере увеличения численности хищников. Поскольку сигналы опасности неоднозначны, в потенциально угрожающей ситуации животному выгоднее убежать, чем остаться и выяснять, действительно ли нападет хищник.
Пит Триммер, постдокторант Калифорнийского университета в Дэвисе (UC Davis), предложил новый взгляд на теорию и получил на первый взгляд контринтуитивные результаты. Во многих случаях, утверждает он, животные должны становиться менее осторожными по мере роста риска хищничества.
Проблема классической теории, по словам Триммера, в том, что она рассматривает каждое решение изолированно. В реальности же животные принимают множество взаимосвязанных решений, учитывая их последствия во времени.
Триммер, аспирант Шон Элман и профессор Энди Си из UC Davis совместно с математиком Джоном Макнамарой из Бристольского университета (Великобритания) разработали новую модель — теорию обнаружения сигналов, зависящую от состояния (state-dependent detection theory, SDDT). Работа опубликована 18 октября в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Животное, ищущее пищу, обнаруживает возможное присутствие хищника. Продолжать кормиться или бежать? Классическая теория рассматривает только это решение. Но что, если животное близко к голодной смерти? Слишком раннее бегство может спасти жизнь в краткосрочной перспективе, но позже оно может умереть от голода.
Новая теория учитывает эти факторы, устанавливая порог реакции, который зависит от энергетических «резервов» жертвы. Когда запасы энергии высоки, животное может позволить себе пропустить возможность кормления и с большей вероятностью убежит. Если же оно голодно, то с большей вероятностью останется.
Больше хищников — меньше осторожности
Теория, зависящая от состояния, приводит к другому неожиданному результату: Триммер и коллеги обнаружили, что с ростом вероятности опасности порог для бегства фактически повышается. То есть животные будут терпеть более сильные сигналы опасности, прежде чем обратиться в бегство.
При более внимательном рассмотрении в этом есть логика, говорит Триммер. Когда общий риск погибнуть от хищника высок, ваша жизнь будет короче, а репродуктивный успех — меньше. Поэтому выгода от каждого отдельного случая бегства снижается: вы просто откладываете риск на более позднее время. Можно рискнуть, «жить быстро и умереть молодым».
«Иными словами, если хищники редки, получив сигнал возможной опасности, организм может позволить себе бегство, так как позже у него будет множество возможностей восполнить потерянную энергию. Напротив, если хищники очень распространены, организм не может позволить себе бежать каждый раз, получая сигнал возможной опасности», — пишут авторы.
Новая модель может иметь широкие последствия: от того, насколько осторожны животные в отношении потенциально токсичной пищи, до того, насколько легко иммунная система реагирует на инфекцию или аллергию. Она также может помочь в понимании благополучия животных: животное, которое в целом чувствует себя комфортно, может проявить больше тревоги в ответ на сигнал, чем животное, находящееся в состоянии хронического стресса.