ЭКОЛОГИЯ, 2014, № 1, с. 70-73
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =
УДК 573.574:599
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКОМ СИГНАЛЬНОМ ПОЛЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ © 2014 г. А. А. Никольский
Российский университет дружбы народов 113093 Москва, Подольское шоссе, 8/5 e-mail: bobak@list.ru Поступила в редакцию 12.10.2012 г.
Ключевые слова: млекопитающие, биологическое сигнальное поле, экологическое наследование.
DOI: 10.7868/S0367059714010107
Задача нашего сообщения состоит в том, чтобы обратить внимание на особую форму наследования, которую я предлагаю называть "экологическим наследованием", и обосновать правомочность этого понятия. Идея экологического наследования, как специфического механизма передачи информации в органическом мире от одного поколения к другому, принадлежит выдающемуся биологу профессору Николаю Павловичу Наумову.
25 ноября 2013 г. ему исполнилось бы 111 лет. Последние годы жизни, оставаясь профессором кафедры зоологии позвоночных Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, он посвятил созданию концепции биологического сигнального поля (далее — сигнальное поле). Основная суть концепции состоит в том, что животные, оставляя в пространстве биогеоценоза следы своей жизнедеятельности, которые Н.П. Наумов (1973, с. 808) называл "долгоживу-щими сигналами" (норы, тропы, скопления помета и т.п.), формируют запахово-зрительный образ пространства, облегчая каждому новому поколению использование территории с находящимися на ней ресурсами. Позднее эти "долгоживущие сигналы" были названы "стабильными элементами", а образуемый ими пространственный комплекс — "матрицей стабильных элементов" (Наумов и др., 1981). Считывая информацию, оставленную в стабильных элементах предыдущими поколениями, каждое новое поколение повторяет траекторию использования территории своих предшественников. Сигнальное поле не является особой формой материи, подобно физическим полям, а представляет собой пространство событий, ранее происходивших с множеством поколений животных на данной территории. В следах их жизнедеятельности закодирован опыт использования территории, накопленный предыдущими поколениями. Оставляя следы своей жизнедеятельно-
сти, популяции, некогда населявшие данную территорию, передают каждому новому поколению информацию о специфике экологической ниши, "опробованной" множеством поколений. Таким образом, сигнальное поле представляет собой механизм, посредством которого каждое новое поколение наследует информацию об экологической нише вида и реализует ее в пространстве занимаемой популяцией территории.
По сути Н.П. Наумов открыл новую форму наследования информации в органическом мире. Специфика хранения и передачи информации дает основание называть ее "экологическим наследованием". В неявной форме идея экологического наследования высказывалась и до создания концепции сигнального поля. Например, незадолго до выхода первой публикации Н.П. Наумова (1971), посвященной сигнальным полям, Е.В. Ротшильд (1968, с. 169) заметил, что "...старые колонии песчанок служат для зверьков своего рода сигналами пригодности места для обитания". Позднее Н.П. Наумов, хорошо знавший экологию большой песчанки, неоднократно использовал этот пример в своих работах. В литературе в форме попутных наблюдений встречается множество аналогичных примеров в отношении различных видов млекопитающих (Никольский, 2003; Ванисова, Никольский, 2012). Можно предположить, что экологическое наследование распространено не только среди млекопитающих, на примере которых Н.П. Наумов разрабатывал концепцию сигнального поля, но и в других группах как позвоночных, так и беспозвоночных животных.
В органическом мире известны две формы передачи информации от одного поколения к другому: генетическое наследование и культурные традиции. Генетическое наследование, как процесс передачи генетического материала от одного поколения организмов к другому, осуществляется
посредством генетического кода, системы записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот (Биологический энциклопедический словарь, 1986). Культурные традиции, или заимствование приобретенных поведенческих навыков, передаются от одного поколения организмов к другому благодаря способности животных к обучению, имитированию и подражанию. Таковы, например, пересмешничество у птиц, или новые навыки кормодобывания у птиц и млекопитающих, передаваемые через подражание (Меннинг, 1982). Н.П. Наумов (1977, с. 96) подчеркивал, что передача информации в сигнальном поле от одного поколения к другому представляет собой явление того же порядка, что и названные выше генетическое наследование и культурные традиции: "Активная роль популяции в формировании сигнальных полей выражается в накоплении длинным рядом генераций фиксированной в среде информации и ее использование последующими поколениями. Этот способ передачи биологической информации универсален и по своему биологическому значению, видимо, равен кодированию информации в геноме или воспитанию потомства родителями (выделено мной — А.Н.) у высших животных. Он присущ всем организмам, свойствен надорганизменным системам и возможен только в популяциях". Тем не менее экологическое наследование, несмотря на внешнее сходство с генетическим наследованием и культурными традициями, при которых передается информация от одного поколения к другому, отличается от них способом кодирования и передачи информации.
Информацию в сигнальном поле кодируют стабильные элементы, следы жизнедеятельности, оставляемые многими поколениями животных. Их совокупность образует, как уже говорилось, матрицу стабильных элементов, которая представляет собой материальный носитель информации в сигнальном поле и управляет структурой поведения животных в пространстве биогеоценоза. В результате каждое новое поколение повторяет (наследует) траекторию использования территории предыдущими поколениями, что подтверждают наблюдения за меченными животными (М1коГ8кп й а1., 1990; Мко^кл, МикИашеШеу, 1997). Способность выделять из фона стабильные элементы, несущие видоспецифическую информацию, и адекватно на нее реагировать животные, вероятнее всего, наследуют генетически, так же как они наследуют генетически способность к обучению и подражанию. В обоих случаях негенетического наследования (экологическое наследование и культурные традиции) в основе лежит генетическое наследование способности: в случае культурных традиций — наследование способности к обучению и подражанию, в случае экологического наследования — способность адекватно
реагировать на стабильные элементы сигнального поля.
Экологическое наследование доступно, вероятно, только тем видам животных, которым свойственна опосредованная коммуникация, т.е. коммуникация, осуществляемая в отсутствие оставивших следы своей жизнедеятельности особей (Рожнов, 2011). По сути экологическое наследование является одной из форм опосредованной коммуникации и между ними, вероятно, существует эволюционная преемственность. Отличие от актуальной опосредованной коммуникации состоит главным образом в том, что следы жизнедеятельности оставлены не одной особью, а многими поколениями животных, некогда населявшими данную территорию.
Передача информации при опосредованной коммуникации и соответственно экологическое наследование возможны с использованием двух сенсорных модальностей — запаховой и зрительной. Акустический и тактильный каналы связи в экологическом наследовании исключены. Необходимо отметить, что в одной из ранних работ Н.П. Наумов (1971, с. 663) дал расширительное толкование сигнального поля относительно каналов связи: "...под "биологическим полем" (полями) мы предлагаем подразумевать совокупность оптических, акустических и иных физических и химических явлений, своим возникновением связанных с обитающими в данном месте организмами...". Очевидно, что, например, с помощью акустических сигналов можно передать только актуальную информацию о текущих событиях или текущем мотивационном состоянии источника сигнала, но эта информация не может быть объектом экологического наследования. Данное высказывание Н.П. Наумова логически противоречит тому, что он писал позднее (Наумов, 1977), ставя в один ряд наследование информации посредством сигнального поля с кодированием информации в геноме (см. выше). Однако это противоречие вполне объяснимо новаторским характером самой концепции сигнального поля, когда ее основные положения только зарождались в его трудах.
Предметом экологического наследования является информация о территории с находящимися на ней ресурсами. Кодирование такой информации осуществляется посредством следов жизнедеятельности, специфических для каждого вида (см. рисунок), длительно сохраняемых во внешней среде, а с учетом их постоянного обновления каждым новым поколением — неограниченно долго: например, для многих видов грызунов — это норы и тропы, для копытных млекопитающих — тропы, скопления помета и т.п.
Процессы, происходящие в сигнальном поле, в том числе феномен экологического наследова-
72
НИКОЛЬСКИЙ
Примеры ключевых стабильных элементов в биологическом сигнальном поле млекопитающих (по: Ванисова, Никольский, 2012):
а — основные многолетние норы степного сурка и соединяющие их тропы (Украина, Харьковская обл.); б — уборная джейрана с бордюром из растений, расположенная около тропы и регулярно используемая в разное время разными особями (Таджикистан, заповедник "Тигровая балка").
ния, изучены крайне слабо, хотя и имеют большое практическое значение. Н.П. Наумов (1973, с. 809) специально подчеркивал, казалось бы, очевидный факт, что структуру и функционирование популяций животных характеризуют не только вещественно-энергетические, но и коммуникативные процессы: "Через атмосферу, воду, грунт и почву биотопа от одних особей к другим
передаются не только вещества и энергия, но и информация, накопление которой увеличивает устойчивость надорганизменных систем" (выделено мной — А.Н.). Выделенное мной замечание существенно. Здесь мы видим прямую аналогию со свойствами климаксной стадии экологической сукцессии (Никольский, 1999). На зрелой стадии сукцессии
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.