06/12/2016 ИСиЭЖ СО РАН

Новосибирские ученые изучают поведенческие модели птиц

565 ИСиЭЖ СО РАН СО РАН НГУ РНФ Науки о жизни Новосибирск Учёные Новосибирского государственного университета и Института систематики и экологии животных СО РАН провели исследование изменчивости поведения птенцов барабинской чайки. Экологи поставили эксперимент: создали загородку-лабиринт, в которую помещали детёнышей чаек, чтобы оценить разнообразие присущих им способов решения задач на ориентирование. Учёные сделали вывод, что условия раннего развития способствуют формированию у птенцов различных вариантов поведения в ситуациях, связанных с риском для жизни, каждый из которых по-своему способствует наилучшей выживаемости.

Птенцы Барабинской чайки (Larus barabensis) сталкиваются с повышенным, по сравнению с другими менее крупными чайками, риском инфантицида (детоубийства) и каннибализма со стороны взрослых обитателей колонии, а благодаря полувыводковому типу развития (относительной независимости от родителей), поведенческие решения чайчат играют важную роль в их выживаемости.

 — Для Барабинских чаек очень важно наличие охраняемой территории вокруг гнезда. Уже на стадии заселения колонии чайки стремятся сделать так, чтобы соседние гнёзда оказались на достаточно большом расстоянии от их собственного, поскольку так хищникам будет сложнее найти криптически окрашенные (то есть в защитный цвет) яйца и птенцов. Когда птенцы появляются на свет, у чаек многократно вырастает агрессивность к соседям, и буквально за 1-2 дня родители «учатся» отличать собственных птенцов от чужих, — рассказал старший преподаватель ФЕН НГУ, кандидат биологических наук Алексей Друзяка. — К тому же, эти птицы практически всеядные. Чужой птенец, с одной стороны, опасен для хозяев гнезда тем, что может своровать еду, предназначенную их собственным птенцам. С другой — это потенциальная добыча. А поскольку для крупной чайки простейший способ «прогнать» чужого птенца — это его убить, то взрослые птицы таким нехитрым способом совмещают задачи защиты выводка и собственного пропитания.

Алексей и его коллеги — младший научный сотрудник ИСЭЖ СО РАН Мария Минина, студентка ФЕН НГУ Яна Телегина, выполняя работы в рамках проекта РНФ, посвященного специализации в поведении животных, задались целью выявить различные способы поведения птенцов и то, как эти навыки помогают им выживать в условиях гнездовой колонии. У каждого птенца оценивался уровень развития когнитивных способностей с помощью задачи на ориентирование в экспериментальной установке «Лабиринт», адаптированной для птенцов чайковых.

Исследование проводили с мая по июнь 2015 года в Карасукском районе Новосибирской области в гнездовой колонии барабинской чайки на острове у озера Кривое. В период насиживания кладок часть гнезд (около 100) огородили вертикальным забором, высотой до 50 см. В одном замкнутом контуре оказывалось от 5 до 20 гнезд. Загородки не мешали птенцам и их родителям жить своей обычной жизнью, но в то же время позволяли ловить птенцов для регулярных измерений и взвешиваний и для проведения экспериментов. Исследователи протестировали в лабиринте 80 птенцов в возрасте от 8 до 23 дней. 20 из них подвергались испытанию повторно через несколько дней после первого эксперимента.

Учёные полагают, в условиях развитого территориального поведения взрослых птиц и высокой опасности каннибализма у их потомства формируется определённый набор персональных характеристик. Показана связь поведенческих решений птенцов с размерами охраняемой гнездовой территории и качеством родительской заботы о выводке, выраженном в упитанности птенцов.

— Эксперименты позволили нам выявить у птенцов барабинской чайки набор альтернативных сценариев поведения в рискованной, но обычной ситуации и выяснить, какие факторы и условия их жизни лежат в основе развития поведения по тому или иному пути, — рассказала Яна Телегина. — Опасная ситуация, которую мы моделировали при помощи лабиринта, такова: во время появления на колонии хищника птенец барабинской чайки убежал со своего гнезда и спрятался в укрытии. Когда же угроза быть съеденным хищником миновала, чайчонок должен вернуться на своё гнездо так, чтобы по дороге его не атаковали взрослые сородичи, то есть — выбрать самый оптимальный путь домой.

В ходе эксперимента птенца вначале подвергали достаточно сильному стрессу, имитирующему неудачную поимку хищником (отлов, транспортировка в руках и выпуск вдалеке от гнезда), затем предлагали ему относительно простую задачу на ориентирование (оставляли в центре незнакомого ему лабиринта и наблюдали 15 минут за попытками выйти).

— По тому способу, которым птенец выбирался из лабиринта, мы могли сделать вывод о том, какие стимулы оказываются в центре внимания этого птенца в стрессовой ситуации. Так, если птенец выходит из лабиринта не по самой короткой из возможных траекторий, он «предпочитает» пользоваться для ориентирования прежде всего информацией, собранной во внешней среде, такой, как зрительные или звуковые ориентиры. Выход коротким путём может быть совершён случайно, но, в то же время, может быть следствием использования «внутренней информации» — памяти о том, сколько шагов совершил птенец, и в каком направлении они были сделаны, — объяснила исследовательница.

По результатам первого теста экологи установили, что около 31,75% птенцов, выходя из лабиринта, использовали для ориентирования «внутреннюю информацию» (метод счисления пути), а около 45% птенцов выбирали путь случайным образом. Первых учёные назвали «сообразительными», вторых — «активными». Ещё 23,75% птенцов не вышли из лабиринта в течение 15 минут после начала эксперимента, поскольку часто совершали продолжительные остановки на месте и, в результате, проделали меньший путь, чем было необходимо для того, чтобы выйти. Таких птенцов назвали «затаивающимися».

Второй тест показал, что выход из лабиринта в течение 15 минут является устойчивой во времени характеристикой каждого птенца: те птенцы, которые не вышли в первом тесте, не выходили и во втором. Характер поведения птенцов в лабиринте не зависел от их возраста и не был связан с очерёдностью выклева внутри выводка. Также эксперимент показал: «затаивающиеся» птенцы были более упитанными на 8-й день жизни, чем все остальные, а «сообразительные» жили на более крупных территориях, чем «активные» и «затаивающиеся». Учёные предполагают, что поведение птенцов в лабиринте соответствует их поведению в естественных условиях.

— «Сообразительные» птенцы, живя на участках колонии с низкой гнездовой плотностью, вероятнее всего, имеют надёжные постоянные укрытия на охраняемых территориях, окружающих их собственные гнёзда, реже подвергаются нападениям взрослых соседей по колонии и поэтому могут беспрепятственно перемещаться в окрестностях гнезда даже в отсутствие родителей. Поскольку густая растительность делает затруднительным использование визуальных ориентиров, мы полагаем, что такие птенцы привыкают использовать для ориентирования прежде всего счисление пути и, в меньшей степени, звуковые ориентиры (голоса родителей, братьев и сестёр), — считает эколог.

«Активные» и «затаивающиеся» птенцы, живя на плотных участках колонии, очевидно, имеют мало возможностей для самостоятельных прогулок из-за повышенного риска нападений соседей. Возможно, большая часть их опыта ориентирования ограничивается теми случаями, когда они вынуждены скрываться от опасности. Скорее всего, у многих из них нет достаточно хороших укрытий в непосредственной близости от гнезда, и при угрозе нападения они вынуждены прятаться на чужих территориях. Самостоятельное возвращение домой с помощью счисления пути для таких птенцов было бы слишком опасным.

 — Нам кажется возможным, что чайчата с плотных участков колонии, сидя в укрытии после нападения хищника, дожидаются момента, когда услышат голос своего родителя, приземлившегося на гнездо, который они могут использовать одновременно как сигнал к возвращению и как звуковой ориентир. При этом чем меньше времени родители проводят на гнезде, защищая свой выводок, тем дольше птенцу таких родителей приходится сидеть в укрытии, ожидая сигнала. Таким образом, реакция, которую демонстрируют «затаивающиеся» птенцы свидетельствует о том, что их родители часто и надолго покидают колонию в поисках еды, — говорит исследователь. — На примере другого вида чаек (озерная), мы недавно показали, что такие родители действительно хорошо кормят своих птенцов, благодаря чему те вырастают более крупными. Это вполне согласуется с повышенной упитанностью «затаивающихся» птенцов барабинской чайки.

Исследователи сделали вывод о том, что условия раннего развития, связанные с качествами родительской пары (бюджетом времени и размером охраняемой территории) способствуют формированию у птенцов различных вариантов поведения в ситуациях, связанных с риском для жизни, каждый из которых способствует наилучшей выживаемости птенцов именно в этих условиях.

— Мы надеемся, что чайчата, оставшиеся с нами до конца наблюдений, успешно преодолели первые трудности, поджидающие их после подъема на крыло, и сейчас живут обычной жизнью почти взрослых барабинских чаек, и могут быть встречены на морских побережьях юга Каспия, Черного или даже Средиземного моря на зимовке, — говорят исследователи.

Данная работа является частью проекта РНФ 14-14-00603, выполняемой в лаборатории поведенческой экологии сообществ Института систематики и экологии животных СО РАН под руководством профессора доктора биологических наук Жанны Резниковой. Исследование барабинской чайки проводилось непосредственно под руководством кандидата биологических наук Алексея Друзяки, а также не могло бы состояться без участия сотрудника ИСЭЖ СО РАН Марии Мининой. Также учёные благодарят участников полевых работ — волонтеров Андрея Зотова, Анастасию Рыбалкину, Дмитрия Штоля и студентов-практикантов ФЕН Антона Тишина, Ивана Ильичева, Ксению Айриянц.

Птенец барабинской чайки в лабиринте — видеосюжет