§ 49. Генетические основы поведения

Определения и обозначения

Врождённое поведение — действия, которые проявляются без предварительного обучения. Их предпосылки связаны с наследственной программой, но для развития нервной системы и появления реакции могут требоваться подходящие условия среды. Это понятие помогает отличать действия, доступные организму с самого начала, от навыков, приобретённых в опыте.

Инстинкт — сложная последовательность врождённых действий, характерная для представителей вида. Её запуск часто зависит от определённых сигналов: например, запаха, звука или движения. Понятие нужно, чтобы описывать не одну реакцию, а связанный порядок действий, который обычно не приходится специально осваивать.

Научение — изменение поведения на основе индивидуального опыта. Организм запоминает последствия действий, осваивает новые реакции или меняет прежние. Научение дополняет врождённые ответы: оно позволяет подстраивать поведение к конкретным условиям жизни.

Наследуемость поведенческого признака — доля его изменчивости в конкретной группе, связанная с генетическими различиями между её участниками. Показатель описывает группу и условия исследования, а не отдельного человека или животное. Поэтому он не служит мерой неизменности признака и не показывает, какая его доля «задана генами» у отдельного организма.

Как это устроено

Гены содержат наследственную информацию, которая участвует в развитии организма, в том числе нервной системы. От того, как формируются нервные клетки и связи между ними, зависят возможности воспринимать сигналы, координировать реакции и обучаться. Поэтому наследственность может создавать предпосылки для определённых форм поведения, но не записывает готовый сценарий каждого действия. Проявление поведения зависит также от развития и жизненного опыта.

Врождённая программа не всегда включается автоматически, потому что организму необходимо развиваться в подходящих условиях. Одни реакции требуют созревания нервной системы, другие запускаются лишь при появлении определённого сигнала. Если нужный сигнал отсутствует, поведение может не проявиться в данный момент, хотя предпосылки к нему есть. Среда поэтому не только ограничивает поведение, но иногда обеспечивает условия для его появления.

Научение меняет поведение, поскольку опыт помогает организму связывать события и последствия действий. Если условия изменились, усвоенный навык может позволить выбрать более подходящий способ действия, чем врождённая реакция. При этом научение не отменяет наследственные предпосылки: они участвуют в развитии нервной системы и влияют на то, как организм воспринимает информацию и осваивает навыки. В результате один поступок может включать и врождённую, и приобретённую части.

Вклад наследственности исследуют, сравнивая поведение животных разных линий или близких родственников. Если группы различаются, генетические особенности могут быть одной из причин, но сначала нужно проверить, не отличались ли условия содержания и обучения. При сравнении родственников важно учитывать и общую среду: сходный опыт тоже способен приводить к сходному поведению. Такие исследования позволяют оценивать вклад факторов, но не всегда дают возможность полностью разделить их влияние.

Поведение обычно возникает при взаимодействии генов, развития организма и жизненного опыта. Гены влияют на устройство и работу организма, развитие определяет, какие возможности уже сформировались, а опыт меняет реакции и добавляет навыки. Один и тот же наследственный потенциал может проявляться по-разному при разных условиях. Поэтому поведение нельзя объяснять только врождённой программой или только обучением.

Сопоставление врождённых и приобретённых компонентов поведения

Сравнивайте не только происхождение поведения, но и то, при каких условиях оно проявляется. В реальной ситуации компоненты могут сочетаться: врождённая реакция задаёт основу, а опыт помогает её уточнить или дополнить.

Разбор задач

Птенец раскрывает клюв при появлении взрослой птицы, а затем постепенно учится узнавать её голос. Определите врождённый и приобретённый компоненты поведения. Чтобы решить задачу, разделите действия, которые появляются без обучения, и те, для которых нужен индивидуальный опыт.

1. Сначала рассмотрим раскрывание клюва. В условии сказано, что оно происходит при появлении взрослой птицы, но не указано, что птенца этому обучали. Значит, действие можно отнести к врождённому компоненту.
2. Затем рассмотрим узнавание голоса. Оно развивается постепенно, поэтому птенец должен услышать голос и накопить опыт. Такая реакция относится к научению.
3. Проверим, не противоречат ли выводы друг другу. Врождённая реакция на появление птицы может сочетаться с освоенным распознаванием её голоса, поэтому поведение включает оба компонента.

Ответ: раскрывание клюва — врождённое поведение, а узнавание голоса — приобретённый компонент, сформированный научением.

В эксперименте животные одной линии быстрее осваивают прохождение лабиринта, чем животные другой линии. Назовите возможную роль наследственности и укажите, что ещё нужно контролировать. Различие между линиями может быть связано с генетическими особенностями, однако это объяснение следует проверить, сравнив условия опыта.

1. Зафиксируем наблюдение: одна линия в среднем быстрее осваивает задачу. Это может указывать на наследственные различия, влияющие на развитие нервной системы, особенности поведения или способность обучаться.
2. Проверим альтернативные причины. Животных нужно содержать в сопоставимых условиях, давать одинаковое обучение и одинаково проводить испытания. Иначе преимущество может объясняться не генами, а предшествующим опытом или условиями.
3. Сформулируем осторожный вывод. Если условия уравнены, генетические различия становятся вероятным объяснением результата, но сам опыт не доказывает, что ими обусловлено всё различие.

Ответ: наследственность может влиять на скорость освоения лабиринта; необходимо контролировать содержание, опыт обучения и процедуру испытаний.

В исследуемой группе наследуемость поведенческого признака оценена в 0,6. Объясните результат и укажите, можно ли заключить, что у каждого отдельного животного 60% поведения обусловлено генами. Здесь важно понять, к чему относится показатель: к различиям между участниками группы, а не к составу поведения отдельной особи.

1. Интерпретируем число в пределах исследования. Оценка 0,6 указывает, что в этой группе при данных условиях генетические различия связаны с заметной частью изменчивости признака.
2. Не переносим оценку на отдельное животное. Показатель не разделяет его поведение на проценты, обусловленные генами и средой, а описывает различия между членами группы.
3. Учитываем ограничения. При другом составе группы или других условиях соотношение источников изменчивости может измениться, поэтому оценка не является универсальной для вида.

Ответ: 0,6 характеризует вклад генетических различий в изменчивость признака в данной группе; заключать, что у каждого животного 60% поведения обусловлено генами, нельзя.

Типичные ошибки

Ошибка — считать врождённое поведение полностью независимым от среды. Её допускают, потому что слово «врождённое» звучит как «готовое при любых обстоятельствах». Но для развития реакции может понадобиться созревание организма, а для её запуска — сигнал. Проверьте себя: спросите, какие условия должны сложиться, чтобы действие проявилось.

Ошибка — приравнивать инстинкт к простому рефлексу. Так думают, если обращают внимание только на сигнал, запускающий поведение, и не рассматривают дальнейшие действия. Рефлекс обычно описывают как отдельную реакцию, а инстинкт может быть последовательностью взаимосвязанных действий. Чтобы проверить себя, выясните, состоит ли поведение из одного ответа или из целого порядка действий.

Ошибка — полагать, что научение исключает наследственную основу поведения. Научение действительно зависит от опыта, поэтому может показаться, что гены к нему не относятся. Однако наследственные особенности участвуют в развитии нервной системы и влияют на способность обучаться. Проверка проста: различайте источник конкретного навыка и биологические предпосылки, которые позволяют его освоить.

Ошибка — понимать высокую наследуемость как неизменность признака или как заданную генами долю поведения каждого человека. Так происходит, когда групповую статистическую оценку переносят на отдельный организм. Наследуемость относится к различиям внутри конкретной группы и зависит от её условий. Проверьте себя: если состав группы или среда изменятся, может ли измениться оценка? Если да, она не является постоянным процентом для отдельного человека.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно знать, как гены и условия среды влияют на развитие признаков организма. Понятия рефлекса, нервной системы и научения помогают объяснять механизмы поведения и различать отдельную реакцию и сложную последовательность действий. Эти знания пригодятся при изучении генетики человека и эволюции поведения: они помогают учитывать одновременно наследственные предпосылки, развитие и условия жизни организма.

Что запомнить

• Поведение формируется при взаимодействии наследственности и среды.
• Некоторые формы поведения возникают без предварительного обучения.
• Инстинкт — сложная врождённая последовательность действий.
• Научение изменяет поведение на основе индивидуального опыта.
• Врождённые реакции и приобретённые навыки могут сочетаться.
• Наследуемость описывает изменчивость признака в группе, а не отдельном организме.