В 1970-х гг. сибирские ученые провели уникальный научный эксперимент по одомашниванию серых крыс. Начало этим исследованиям положил П.М. Бородин из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, где ранее, также впервые в мире, удалось одомашнить диких лис. В настоящее время оба этих эксперимента продолжаются. Об одном из них мы поговорили с младшим научным сотрудником лаборатории эволюционной генетики Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (ИЦиГ СО РАН) биологом Риммой Валерьевной Кожемякиной.
Чем агрессия животных отличается от человеческой агрессии? Почему ручные крысы проходят когнитивные тесты лучше, чем их агрессивные собратья, и как иерархия помогает сохранять мир в крысином сообществе? Подробнее ― в нашем интервью.
― Известно, что далеко не каждое животное можно одомашнить. Какие особенности серых крыс сделали их подходящими кандидатами на эту роль?
― Да, это так. Список животных, которых удалось одомашнить за всю историю человечества, не так уж велик. Из многочисленных хищных зверей это представители двух семейств: кошачьих (кошки) и псовых (собаки, лисы). Удалось также одомашнить двух непарнокопытных: осла и лошадь. Парнокопытных и мозоленогих гораздо больше: корову, козу, овцу, свинью, яка, верблюда, ламу, буйвола, оленя. Из зайцеобразных ― лишь кролика. Из насекомых доместицированы шелковичный червь и медоносная пчела, а из подводных жителей ― карп и золотая рыбка.
Наибольшего успеха удалось добиться в одомашнивании птиц. Насчитывается около 50 видов (и более 6 тыс. пород) одомашненных пернатых: куры, утки, гуси, индюшки, цесарки, голуби, канарейки, японский перепел и др.
В нашем институте первыми одомашненными животными стали серебристые черные лисицы, которые к пятому-шестому поколениям отбора приобрели новые повадки, свойственные собакам, например виляние хвостом. Вторым животным, которого попытались одомашнить сибирские биологи, были американские норки, но оказалось, что этот вид куньих не поддается одомашниванию. Тогда ученые начали проводить эксперименты с обычными серыми крысами (пасюками). Выбор пал на них по двум причинам: они очень плодовиты и неприхотливы в содержании.
― И живут по соседству с человеком.
― Да. Это было еще одной причиной выбрать серых крыс. Для нас также важно, что лабораторная крыса как подвид легко поддается наблюдению и достаточно неприхотлива в содержании, ведь одомашнивание, или доместикация, ― очень сложный и трудоемкий процесс, в ходе которого мы оцениваем целый спектр различных признаков. Среди них ― размер животного (и возможность создать для него комфортное для жизни пространство); рацион питания (чем он проще, тем лучше); скорость роста и развития (слоны, например, начинают размножаться лишь к 10–12 годам жизни, что делает их достаточно сложным объектом для одомашнивания); психологические и физиологические особенности данного вида (например, далеко не все животные способны размножаться в неволе); особенности взаимодействия конкретных видов животных между собой и с человеком.
При одомашнивании проблему могут представлять повышенная раздражительность и тревожность, как у зебр, слишком сильная независимость, как у кошек (именно по этой причине они считаются не до конца одомашненными), и многие другие факторы.
― Если поймать дикую крысу и попытаться одомашнить, то через сколько поколений у нее появятся детеныши, лояльные к человеку с самого рождения?
― Это зависит от многих факторов, в том числе и от того, какую крысу вы заберете с улицы: взрослую или детеныша. Для успеха эксперимента очень важен тактильный контакт: нужно приучать животное к рукам с раннего возраста, так называемый handling (от англ. hand ― «рука». — Примеч. ред.). В таком случае пониженный уровень агрессии по отношению к человеку будет иметь уже четвертое поколение детей такой крысы — в отличие от диких сородичей, которые агрессивно настроены к человеку с самого рождения и до конца жизни. Приучать к рукам как можно раньше нужно не только пойманную вами особь, но и все последующие поколения ее детей.
― Именно так вы и делали в экспериментах в ИЦиГ РАН? Сколько поколений одомашненных крыс вам удалось вырастить?
― Да. На текущий момент в институте выращены 102 поколения ручных и агрессивных серых крыс. Наш эксперимент начался с создания специальной школы отбора по поведению с отметками +4 до –4 баллов, так называемый тест на перчатку: проверялась реакция пасюков на руку человека в перчатке. Спокойно реагирующие животные получали баллы со знаком плюс, а агрессивные ― минусовые оценки. В результате этих отборов к шестому-седьмому поколениям мы получили две основные группы животных: ручных и агрессивных.
Римма Валерьевна Кожемякина с ручными крысами в ИЦиГ СО РАН. / Фото: Алена Мартынова / КП-Новосибирск
― Чем одомашнивание отличается от приручения?
― Приручение не предполагает отбора по каким-либо признакам: животные по-прежнему остаются дикими и опасными, их поведение может быть непредсказуемым, они просто «согласились» терпеть людей. К прирученным животным можно отнести, например, африканских слонов, орлов и беркутов, помогающих людям на охоте, енотов-полоскунов, которых даже держат дома. Да, эти животные не боятся человека, но они не размножаются в неволе. Если такое животное по каким-либо причинам перестанет находиться рядом с человеком, то оно сможет выжить в дикой природе, в то время как одомашненные животные обычно рождаются в неволе и не приспособлены к выживанию в дикой среде. Если человек перестанет их кормить и защищать, то некоторые виды могут просто погибнуть.
Одомашнивание зачастую сопровождается селекцией по интересующим человека признакам…
― …и предполагает генетические изменения?
― Да, генетические изменения в процессе доместикации приводят к тому, что животные становятся ручными. Эксперименты по доместикации серебристо-черных лис, американских норок и серых крыс, проведенные в новосибирском Академгородке под руководством академика Д.К. Беляева, показали, что в процессе одомашнивания происходит постепенная трансформация типа высшей нервной деятельности животных, перестройка системы размножения и даже изменение морфологических признаков, то есть внешнего вида (окраса шерсти, формы головы, хвоста и др.).
Британский зоолог лорд Уолтер Ротшильд (1868–1937) на телеге, запряженной четверкой зебр. Несмотря на теснейшее генетическое родство зебры и лошади, по-настоящему одомашнить зебру до сих пор никому не удалось. / Фото: The Picture Magazine / Public Domain
― У беляевских лисиц хвосты начинали закручиваться, как у собак, а шерсть становилась пятнистой. У крыс наблюдается что-то похожее?
― Безусловно. У популяции наших ручных крыс произошли изменения окраски: серой осталась только небольшая часть шерсти, а все остальное туловище ― белое (капюшонный окрас). В то же время у отобранных нами агрессивных крыс таких изменений нет: они сохранили свой обычный цвет шерсти. Что касается закрученных хвостов, то у крыс такого, конечно, не бывает. Это характерно для семейства псовых, но не для мышиных.
― Крысы очень плодовиты. Стали ли они, так же как и одомашненные лисицы, давать потомство еще чаще?
― Нет, такое бывает редко. В дикой природе серые крысы рожают от пяти до 12 детенышей за один раз. Каждая самка способна приносить потомство от пяти до восьми раз в год. Те же показатели они демонстрируют, будучи одомашненными. В редких случаях количество детенышей в одном помете может достигать 14 как у ручных крыс, так и у диких.
― Правда ли, что когнитивные способности у одомашненных крыс выше, чем у их агрессивных сородичей? С чем это связано?
― Правда. И это связано с уровнем тревожности. Дикие и ручные крысы очень различаются на гормональном уровне: агрессивные крысы, вынужденные постоянно бороться за свое существование и добывать пищу, более тревожны, в то время как их сородичи, имеющие постоянный доступ к еде и воде и живущие в комфортных условиях, гораздо спокойнее. Мы проверяли когнитивные способности крыс в экспериментах на пространственное обучение ― так называемый тест Морриса, во время которого пасюков выпускают в бассейн, заполненный подкрашенной водой, и ставят туда платформу, которую не видно из-за того, что вода мутная. Крыса должна найти эту невидимую платформу за 70 с. Если у нее не получается, то к искомому объекту ее подводит экспериментатор. Такое обучение длится семь дней, затем ― один день перерыва. После этого платформу убирают и проверяют непосредственно сам навык обучения: сколько времени крыса будет проводить в том месте, где раньше стояла платформа.
Наши тесты показали, что ручные крысы, имеющие более низкий уровень тревожности, в отличие от агрессивных сородичей обучаются быстрее.
Ручная лиса в ИЦиГ СО РАН. Сибирский эволюционный эксперимент, начавшийся в 1959 г. и продолжающийся до сих пор, ― один из самых долгих в мире экспериментов по изучению поведения животных и их эволюции. / Фото: Янина Хужина / «Научная Россия»
― Какие еще тесты подтверждают более высокие когнитивные способности у одомашненных крыс?
― Когнитивные способности крыс чаще всего проверяют в тестах на пространственное обучение. Один из них, тоже достаточно популярный, ― лабиринт Барнса, или норковый тест, основанный на крысиной неприязни к открытым пространствам. В тесте используется открытая круглая платформа, по краям которой есть как ложные (закрытые) норки, так и настоящие укрытия, где грызун может спрятаться. Задача испытуемых ― находить правильные норки, так называемые спасательные ящики, в которых животное может укрыться. Этот тест, проведенный нами многократно, также показал более высокие способности к обучению у ручных крыс. Примечательно, что через несколько дней такого обучения у ручных крыс пропадает интерес к поиску укрытий и они начинают проводить больше времени на открытом пространстве, исследуя его.
― Само исследовательское поведение у животных тоже ведь связано с уровнем тревожности?
― Да. Чем выше тревожность, тем у животного меньше желания исследовать окружающую обстановку.
― Между крысами и людьми много схожего. А корректно ли вообще проводить параллель между высшей нервной деятельностью человека и крысы?
― Я бы сказала, что мы можем отметить какие-то общие закономерности, в том числе и в поведении. Так, например, при исследовательском поведении крысы встают на задние лапы, принимая так называемую позу рейринга, а попадая в стрессовую или просто непривычную ситуацию, начинают умываться (самогруминг). Если говорить о человеке, то, попадая в неловкую ситуацию, мы тоже делаем нечто похожее: крутим шариковую ручку, поправляем волосы или одежду и т.д. Что касается любознательности, то у людей, так же как и у других животных, она ярче всего проявляется тогда, когда мы находимся в спокойном состоянии. Помимо перечисленных тестов, мы также исследовали реакцию крысят на изоляцию от родителей.
Если в раннем детстве отлучать малышей от матери-крысы на несколько часов, то во взрослом возрасте они будут проявлять боязливость в поведенческих тестах на новизну. Мы отмечаем у таких взрослых особей снижение уровня исследовательской активности и очень высокий уровень тревожности в новой обстановке.
В процессе одомашнивания шерсть крыс начинает светлеть. / Фото: Александра Федосеева / Наука в Сибири
― Вы также изучаете агрессию у крыс. Она похожа на человеческую?
― Агрессия помогает животным защищать свою территорию, добывать пищу, бороться за полового партнера. Генетика агрессии человека и животных схожа, это доказано. Транспортеры серотонина, его рецепторы, ферменты биосинтеза и катехоламина и их рецепторов ― все это регулирует агрессивное поведение как у человека, так и у животных, поэтому на животных очень легко изучать механизмы формирования агрессии, а вот формы ее выражения у человека и животных разные. В норме у животных существуют механизмы, тормозящие внутривидовую агрессию: например, агрессивные проявления у крыс по отношению к своим сородичам регулируются иерархией в сообществе. У человека же все гораздо сложнее, так как проявление агрессии у человека обусловлено не только его биологической, но и социальной природой.
К агрессивному поведению у человека относят сложные формы поведения, направленные на причинение реального физического вреда или на эмоциональное подавление оппонента (например, оскорбления и уничижительные реплики, которые могут быть произнесены спокойным тоном без крика и угрожающих жестов, сплетни и т.д.).
Проявившись один раз, агрессия у человека может воспроизводиться снова и снова (даже если триггера давно нет), приводя к разрушительным последствиям, в то время как у крыс она купируется.
Внутривидовая агрессия — вообще довольно редкое явление среди крысиного сообщества, причем как в лабораторных условиях, так и в дикой природе. Крысы выстраивают между собой доминантно-субординантные отношения, и это помогает им поддерживать спокойную среду, избегая кровопролитных столкновений. Примечательно, что больше всего о сохранении такой спокойной обстановки заботятся не крысы-лидеры (доминанты), а особи, находящиеся в подчиненном положении. Изучение феномена человеческой агрессии по-прежнему остается актуальным, и для более полного ответа на ваш вопрос требуются дальнейшие исследования.
Человеку также свойственны некоторые виды агрессии, которые у крыс не встречаются, например так называемая преднамеренная агрессия, характерная для людей, участвующих в военных действиях, для профессиональных спортсменов и работников служб безопасности. Такая агрессия включается только в нужный момент, при наличии определенных условий.
― Агрессия, приобретенная в ходе обучения?
― Да. В природе у крыс и других животных мы такого не наблюдаем, но существуют линии крыс и мышей, проявляющих патологическую агрессию.
― Известный нейрофизиолог Вячеслав Альбертович Дубынин в одной из своих лекций рассказывал, что у человекообразных обезьян, а также у людей достаточно плохо отстроен механизм ритуализации агрессии в отличие от других животных, которые вместо драки предпочитают ритуалы ― внешнюю демонстрацию своей силы без нанесения противнику серьезных увечий.
― Согласна. Подобное ритуализированное проявление агрессии мы воочию наблюдаем в экспериментах по изучению территориального поведения наших крыс. В клетку, которую крыса (резидент) считает своей и в которой она живет на протяжении недели, мы подсаживаем чужака (интрудера). Когда незваный гость попадает к неодомашненной крысе, он сталкивается с богатым репертуаром ее агрессивных проявлений: вертикальная стойка, покусывания, попытки повалить оппонента на спину и т.д. В то же время агрессия у ручных крыс имеет более щадящий характер: грызуны просто встают на дыбы и взъерошивают шерсть.
― Чтобы казаться больше?
― Да. Это называется демонстративной агрессией. Крыса-резидент с вздыбленной шерстью с виду становится в два раза больше, пытается оттеснить непрошенного гостя в угол, чтобы показать, кто здесь главный, но не применяет по отношению к нему физическую силу. Такой вариант агрессии характерен именно для ручных крыс. Кстати, чтобы избежать неравномерного распределения сил, в этом эксперименте мы подбираем резидента и интрудера, которые одинаковы по весу, вплоть до грамма.
― Значит, одомашненные крысы становятся более лояльными не только к человеку, который с детства приучил их к своему присутствию, но и к своим собратьям?
― Так и есть.
Запись интервью с младшим научным сотрудником ИЦиГ СО РАН Риммой Валерьевной Кожемякиной. / Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
― Ранее мы с вами говорили о том, что высокий уровень тревожности тормозит когнитивные способности. А как на них влияет агрессия?
― На основе наших исследований по изучению когнитивных способностей у пасюков было показано, что ручные крысы обучаются быстрее, чем агрессивные. Но нельзя сказать, что агрессивные крысы в принципе менее интеллектуальны: как я уже говорила, эти результаты обусловлены высоким уровнем тревожности, а агрессия и тревожность взаимосвязаны. Поэтому, когда у меня появляется возможность прочитать лекцию студентам или школьникам, я всегда советую поменьше тревожиться, тогда и учеба будет успешнее. Но я не берусь судить, как агрессия влияет на процесс обучения у людей.
― Вы проводите эксперименты с окситоцином, который называют гормоном любви из-за его участия в формировании привязанности и доверительных отношений. Как он влияет на крыс?
― Долгое время считалось, что окситоцин ― это женский гормон, отвечающий исключительно за материнское поведение и процесс лактации. Но более полувека назад стало известно, что он также влияет на уровень тревожности и подавляет агрессию, причем не только у женщин. Пока его используют в основном в акушерстве, но, возможно, в будущем действие окситоцина найдет более широкое применение. Этот вопрос сейчас активно изучается.
Известно, что интраназальная аппликация окситоцина помогает человеку справиться с тревожностью и снижает уровень агрессии. Что касается животных, то в настоящее время мы исследуем влияние окситоцина на наших ручных и агрессивных крыс и видим, что он также снижает у них уровень агрессии и тревожности.
― Наверное, у окситоцина есть и обратная сторона?
― Это интересный вопрос. Действительно, воздействие окситоцина имеет разную направленность и отнюдь не ограничивается снижением уровня тревожности. В одном из экспериментов мы наносили окситоцин на обонятельную луковицу наших крыс и наблюдали, как будет проявляться внутривидовая агрессия. Агрессивные, неодомашненные крысы под влиянием этого гормона стали спокойнее и начали вести себя как ручные крысы, их уровень агрессии существенно понизился. Но у одомашненных крыс интраназальная аппликация окситоцина вызвала совершенно противоположный эффект: их агрессия повысилась до уровня диких крыс!
― Почему?
― Все зависит от дозы окситоцина, многократности его введения и от исходного уровня агрессии у животного на момент проведения эксперимента, от того, ручная это особь или дикая.
Оказалось, окситоцин может не только снизить агрессивные проявления, но и, напротив, усилить их. Но он в то же время никак не повлиял на социальное поведение наших ручных и агрессивных крыс.
― В чем это выражалось?
― Есть специальные эксперименты, в ходе которых мы наблюдаем, как крысы реагируют на знакомых и незнакомых им сородичей. Мы проверяли, станут ли крысы под воздействием окситоцина проводить больше времени с незнакомыми им крысами, то есть станут ли они более лояльными и заинтересованными по отношению к незнакомцам. Но оказалось, что их поведение никак не изменилось: они взаимодействовали как со знакомыми, так и с незнакомыми сородичами одинаково по времени . Кстати, реакция ручных и агрессивных крыс на человека под воздействием окситоцина тоже не изменилась.
― Серая крыса ― одно из самых популярных домашних животных. Как вы относитесь к подобным питомцам?
― Отношусь хорошо, но для себя решила, что не буду заводить крыс дома, поскольку боюсь потерять объективность и работоспособность. Когда ты заводишь домашнее животное, то, хочешь того или нет, все равно привязываешься к нему. Крысы к тому же живут очень мало — всего несколько лет. А еще у меня дома есть кошки, что тоже может стать проблемой. Поэтому я предпочитаю взаимодействовать с крысами только на работе, и мне этого вполне хватает.
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
● Даймонд Д. Ружья, микробы и сталь: история человеческих сообществ. М.: АСТ, 2023.
● Дугаткин Л., Трут Л. Как приручить лису (и превратить в собаку). Сибирский эволюционный эксперимент. М.: Альпина нон-фикшн, 2019.
● Арнольд О.Р. Жизнь с волками. М.: Права человека, 2017.
● Чарльз Дарвин. О выражении эмоций у человека и животных. 1872.
● Чарльз Дарвин. Изменение животных и растений в домашнем состоянии. 1868.
Автор Янина Хужина
Фотограф Елена Либрик
Оператор Алексей Корноухов
Оператор Яна Куль
