Учёные обнаружили социальный сигнал безопасности
Для стай рыб, стад антилоп и даже человеческих сообществ безопасность в группе — одно из преимуществ коллективного взаимодействия. Окружённые сородичами, особи могут снизить бдительность и спокойно заниматься другими видами деятельности, например, поиском пищи.
Однако правило "безопасность в числах" зависит не только от самого факта нахождения в группе. Во многих случаях важную роль играет коммуникация. Социальные сигналы опасности достаточно хорошо известны. Но как насчёт социальных сигналов безопасности? До сих пор таких сигналов идентифицировано не было.
Теперь исследователи сообщили об открытии первого социального сигнала безопасности благодаря крошечному насекомому — плодовой мушке (Drosophila). Результаты их исследования, опубликованные 21 августа в журнале Nature Communications, знаменуют новый этап в понимании социальной коммуникации.
Безмолвный знак опасности
"Когда люди думают о социальной коммунакции опасности, они обычно представляют тревожные крики. Но нас интересует другой тип сигнала угрозы — само выражение защитного поведения", — говорит Марта Моита, главный исследователь Центра Шампалимо в Португалии.
Замирание — одна из трёх универсальных защитных реакций наряду с борьбой и бегством. Эта реакция оптимальна в ситуациях, когда побег невозможен или менее выгоден, чем неподвижность в надежде остаться незамеченным.
"Замирание может быть более безопасным способом сообщить другим об опасности. Этот способ социальной коммуникации не требует активного создания сигнала, который может привлечь нежелательное внимание. Кроме того, замирание может служить публичным сигналом, который могут использовать любые окружающие животные, независимо от вида", — объясняет Моита.
Команда Моиты недавно продемонстрировала, что отдельные мушки замирают в ответ на неизбежную угрозу. Исследователи задались вопросом, изменится ли это поведение, если рядом будут другие мушки.
Безопасность в (точном) количестве
Чтобы ответить на этот вопрос, Клара Феррейра, ведущий автор исследования, провела систематический набор экспериментов, начиная с одной мушки, затем двух, трёх и так далее до групп по 10 особей.
"Мы помещали мушек в прозрачную закрытую камеру и многократно подвергали их воздействию расширяющегося тёмного диска, имитирующего объект на курсе столкновения", — объясняет Феррейра.
Результаты показали, что размер группы имеет значение. "Все группы — от двух до десяти — замирали меньше, чем одиночные мушки. Однако мы с удивлением обнаружили сложное влияние размера группы на поведение мух", — говорит Феррейра.
В группах из шести и более особей мушки замирали кратковременно при появлении угрозы, а затем возобновляли движение после её исчезновения. С другой стороны, характер реакции мух в группах из пяти или менее особей был более похож на реакцию одиночных мух.
"Мушки в этих группах всё ещё замирали меньше, чем одиночные. Однако время их замирания увеличивалось по мере проведения эксперимента. Чем больше повторений угрожающего стимула они испытывали, тем дольше оставались неподвижными при его повторном появлении", — объясняет Феррейра.
Остаться или уйти?
Эти данные ясно продемонстрировали, что мушки меняют свои защитные реакции в присутствии других. Это новое наблюдение подняло важный вопрос — на какие социальные сигналы реагировали мушки? Чтобы найти ответ, Феррейра и Моита тщательно проанализировали предыдущие результаты и провели дополнительные эксперименты с использованием слепых мушек и управляемых магнитных "мушек-манекенов".
Результаты выявили ответ из двух частей.
- Реакция на появление угрозы: мушка с большей вероятностью замирала, если её сородичи (магнитные или обычные) замирали в ответ на угрозу.
- Реакция на окончание угрозы: мушки с большей вероятностью прекращали замирать, если другие начинали двигаться. "Это означает, что мушки использовали возобновление движения как социальный сигнал безопасности", — говорит Феррейра.
"Это совершенно новое явление. Существует множество типов зарегистрированных социальных сигналов тревоги, но это первый социальный сигнал безопасности, идентифицированный у любого вида животных. Он также определяет движение как искомый социальный сигнал. В некотором смысле, этот сигнал убивает двух зайцев: внезапное прекращение движения означает опасность, тогда как его возобновление означает безопасность", — говорит Моита.
Следующая остановка — мозг
Серия поразительных открытий Моиты и Феррейры открывает уникальную возможность изучить, как мозг воспринимает социальные сигналы и реагирует на них. "Плодовая мушка — одна из самых мощных моделей животных, используемых в современных научных исследованиях. Она предлагает специализированные инструменты для изучения нейробиологии очень специфическим и целенаправленным образом", — говорит Феррейра.
Авторы уже начали распутывать нейронную основу этого поведения. "В этом проекте мы идентифицировали набор зрительных нейронов, которые имеют решающее значение для восприятия движения других как сигнала безопасности", — объясняет Феррейра.
Как отмечает Моита, хотя мушки и люди разные, существуют параллели между этими и другими видами, которые могут сделать открытия у мух актуальными для выявления общих принципов. "Поскольку мы изучаем фундаментальное поведение, охватывающее почти всю животную жизнь — стремление искать безопасность в числах — мы считаем, что наша работа прокладывает путь к пониманию консервативных механизмов у других животных", — заключает она.