>> Использование орудий и энергии
§ 2 5. Использование орудий и энергии.
Вспомните
Использование орудий животными
Обеспечение организма энергией
Адаптации
Преобразование среды обитания животными
Орудийная деятельность. Подавляющее большинство видов животных воздействует на среду только через свои индивидуальные качества (сила, скорость, маневренность) с использованием «личного оружия»: зубы, клювы, когти и т. п. (главным образом для нападения), быстрые ноги, камуфляж, прочные покровы, ядовитые железы и т. п. (главным образом для защиты). Эти средства помогают животным трудиться с большей отдачей от энергетических трат: успешнее добывать пищу, обороняться от врагов, строить жилища. Лишь очень немногие виды птиц и млекопитающих научились повышать эффективность своего труда по добыванию пищи с помощью различных предметов (костей, палок, камней, колючек и т. п.). Такие случаи в природе исключительно редки.
Человек свое личное природное «оружие» - руку - намного удлинил и усилил с помощью самых разнообразных орудий охоы и труда. Древние люди с помощью копья могли добывать животных с расстояния 10-20 м. Современные охотники добывают дичь с помощью обычного ружья на расстоянии 30-50 м, а винтовки - до 100 м и далее. Мощные космические ракеты могут быть использованы в будущем для предотвращения падения на Землю крупных астероидов (типа Тунгусского метеорита и крупнее), уничтожая их (или изменяя траекторию дальнейшего полета) на расстоянии сотен тысяч километров от нашей планеты (рис. 90). У первобытных людей орудийная деятельность начиналась с использования готовых предметов (камни, палки), качество которых впоследствии они научились улучшать за счет первичной обработки (обтесывание, обкалывание, привязывание). В настоящее время все орудия труда специально изготовляются человеком.
В природных популяциях орудийная деятельность - редкое исключение. Человечество, напротив, самое мощное давление на природу оказывает опосредованно, через орудия, машины, механизмы. В этом заключается еще одно важное отличие экосоци- алъных связей современного человечества.
Энергетика жизнеобеспечения. Все животные черпают энергию для поддержания жизни в пище, да еще иногда за счет согревания под лучами солнца. Соответственно, производимая ими работа осуществляется только за счет их естественной мощности - мускульной силы.
Единственное исключение на планете составляет человек, который сначала освоил запасы законсервированной солнечной энергии в виде органического топлива: древесины, угля, нефти и газа, а совсем недавно приступил к использованию атомной энергии. Совершенно очевидно, что только освоение человеком энергетических запасов обеспечило появление промышленности, основанной на коренном преобразовании природных материалов (например, выплавка и обработка металлов). Эта уникальная способность человечества позволила ему создать мощный производственный потенциал, почти полностью заменивший мускульную силу в функционировании общеземной системы жизнеобеспечения человечества.
Производимая животными работа может быть направлена на некоторое преобразование среды обитания: постройку гнезд, выкапывание нор, даже сооружение плотин. Но они используют мощность только собственных мышц, а объединение усилий для согласованных действий возможно только в пределах семьи или небольшой группы. Поэтому средопреобразующая деятельность животных незначительна и ограничивается лишь местными участками. Сколько-нибудь масштабные результаты такой микропреобразующей работы проявляются по истечении длительного времени - сотен или тысяч лет.
Мощная энергия, направляемая людьми на изменение среды обитания в целях повышения комфортности своего существования, все быстрее преобразует природную среду: в древности - за тысячелетия, в средние века - за столетия, сейчас - за немногие годы.
Все виды на Земле приспосабливаются - адаптируются к среде обитания, к меняющимся условиям жизни. Только человек с помощью освоенных им энергоресурсов приспосабливает (адаптирует) среду своего обитания к собственным потребностям, коренным образом и в краткие сроки преобразует природу Земли-
Примеры и дополнительная информация
1. Орудийная деятельность выявлена у насекомых, птиц, млекопитающих. Орудием считается любой посторонний предмет, который используется животным как продолжение какой-либо части тела (челюстей, клюва, лапы) для достижения определенной цели (чаще всего - для получения пищи).
Живущий на Галапагосских островах дятловый вьюрок выгоняет насекомых из их ходов и трещин древесной коры тонкой палочкой или колючкой кактуса. В Африке хищная птица - стервятник умеет разбивать прочную скорлупу страусиных яиц, бросая на них клювом камни (рис. 91). Необычные случаи орудийной деятельности наблюдали во Флориде, США. Возле скопления туристов голубая цапля подбирала несъедобные для нее зерна воздушной кукурузы и бросала их на мелководье, приманивая рыбок. Всего выявлено около 30 видов птиц, способных использовать орудия для добывания пищи.
В северной части Тихого океана живут каланы (морские выдры). Плавая на спине, они разбивают раковины моллюсков и панцири морских ежей о плоские камни, которые кладут себе на грудь. В Африке шимпанзе добывают термитов, засовывая стебелек травы или тонкий прутик в термитник, а затем слизывая с него насекомых. Они также пользуются палками, чтобы разрушать гнезда диких пчел и добывать мед, выковыривать личинок из трухлявых пней или выкапывать съедобные корни из земли. В неволе шимпанзе используют палки и разного рода подставки, чтобы дотянуться до высоко подвешенных фруктов (рис. 92).
2. Случайное использование и, возможно, поддержание первобытными людьми зажженного молнией огня насчитывает около 0,5 млн лет. Примерно 50 тыс. лет назад человек сам научился добывать огонь от искр при ударе кремнем о кремень или с помощью трения. Около 20 тыс. лет назад потребление энергии всеми людьми было в 10 млн раз меньше, чем сейчас. Именно за счет этого миллионно- кратного роста использования найденных и присвоенных человеком запасов солнечной энергии, законсервированной в органическом топливе, создан и функционирует весь комплекс современного жизнеобеспечения человечества.
Но если бы никто из наших отдаленных предков, греясь у подожженного молнией дерева, не догадался подбросить в угасающий костер несколько новых веток, мы так бы и жили сейчас в пещерах.
Вопросы.
1. В чем заключаются основные отличия использования орудий животными и человеком?
2. Каким образом обеспечивают себя энергией животные?
3. В чем заключаются принципиальные особенности энергетики жизнеобеспечения человечества?
4. Приведите дополнительные примеры орудийной деятельности животных: насекомых, рыб, птиц, млекопитающих.
Задания.
1. Понаблюдайте за использованием посторонних предметов дикими или домашними животными. С какой целью они это делают? В каких из этих случаев манипулирование предметами может считаться орудийной деятельностью, а в каких - игрой ?
2. Приведите известные вам примеры преобразования среды животными и человеком (желательно в вашей местности). Сравните формы и масштабы этой деятельности.
Темы для дискуссий.
1. Любая современная семья может получать пищевую энергию разными способами:
- через свойственные всем видам животных и подробно описанные в первой части учебника непосредственные трофические связи без вложения дополнительной энергии,(например, собирая в лесу ягоды);
- с использованием энерговложений в виде собственной мускульной силы с помощью простейших орудий труда (например, обрабатывая свой участок земли лопатой, вилами, мотыгой и т. п.);
- опосредованно, с использованием денег как энергетических эквивалентов (например, покупая готовые продукты в магазине).
Какую примерно часть пищевой энергии ваша семья получает каждым из рассмотренных способов? 2. Энергетические вложения в жизнеобеспечение современного человечества продолжают возрастать. Есть ли пределы этому росту? Если да, чем они определяются? Как скоро и каким образом может прекратиться прирост энерговооруженности человечества? Каковы будут последствия?
Чернова Н. М., Основы экологии: Учеб. дня 10 (11) кл. общеобразоват. учеб. заведений/ Н. М. Чернова, В. М. Галушин, В. М. Константинов; Под ред. Н. М. Черновой. - 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002. - 304 с.
Помощь школьнику онлайн , Экология для 10 класса скачать , календарно-тематическое планирование
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки...не в отеческом законе Она воспитана была.
А.С.Пушкин. Граф Нулин
Анализ всех приведенных выше примеров использования орудий у животных с точки зрения культурных традиций упирается в вопрос о роли сигнальной наследственности в этом процессе. В каждом случает это требует специальных исследований, которые длятся годами. Ситуации, в которых животные используют орудия, сами по себе не часты, и при этом хорошо документированных свидетельств о культурной передаче навыков совсем немного. Поэтому если для шимпанзе этот вопрос можно считать сравнительно хорошо изученным, то для других видов он находится в стадии весьма активного исследования. Интерес к когнитивной экологии в последние десятилетия привлек особое внимание к “культуре” животных и вызвал появление новых исследований в этой области. Однако на данном этапе в научной литературе имеются лишь разрозненные сведения о роли сигнальной наследственности в формировании орудийного поведения животных как такового. Так, некоторыми авторами отмечалось, что детеныши каланов перенимают у своих матерей предпочтение орудий определенной формы и манеру использовать эти орудия, но систематических исследований на эту тему, по-видимому, не проводилось.
Выше мы встречались с предположениями, сделанными в этом плане разными исследователями по отношению к низшим обезьянам, орангутанам, каланам, дятловым вьюркам, новокаледонским галкам, шалашникам, поползням, цаплям. Предпосылками для предположений о культурной составляющей орудийной деятельности разных видов являются наличие локальных очагов с высокой частотой демонстрации навыков, документированные случаи наблюдения одних особей за деятельностью других, данные о проявлении орудийного поведения у молодых и у взрослых животных.
Ценными являются редкие случаи многолетнего мониторинга “очагов культуры” животных с момента их возникновения. Так, в одной из популяций японских макак в 1979 г. (популяция Арашияма) было впервые зафиксировано применение камня для раскалывания орехов молодой самкой. С тех пор распространение навыка тщательно фиксировалось в наблюдениях и сопровождалось подробными биографическими сведениями о каждой особи, берущей в лапы камень. Навыки распространялись от молодых особей к их матерям и товарищам по играм, а в следующем поколении - от матерей к детям.
Спустя 20 лет этой техникой владело 80% популяции. Исследователи сравнили действия макак-неофитов и обезьян, принадлежащих другой, географически удаленной, популяции (Такасакияма), в которой обезьяны использовали камни “с незапамятных времен”, по крайней мере с более ранних. Стереотипы поведения макак в двух популяциях оказались неразличимы. Это дает основания полагать, что двигательные комплексы, лежащие в основе орудийной деятельности, обладают явно выраженной видовой спецификой. Распространение же самого навыка в популяции происходит на культурной основе (Huffman, Nishie, 2001).
Лучше всего изучены к настоящему времени культурные составляющие орудийной деятельности шимпанзе - как раздел современного направления “культурной приматологии” (см. главу 6). Формы орудийной деятельности этих обезьян в разных местообитаниях варьируют в широких пределах - от малоэффективного протыкания или раздавливания термитов и муравьев в их древесных гнездах до тщательного выбора, подготовки и умелого введения подходящего предмета внутрь термитника; от обмакивания в воду единственного листа в неизменном виде до извлечения влаги при помощи “губки” из скомканных листьев; от разбивания плода с твердой скорлупой о неподвижную поверхность без применения орудия до использования молота и наковальни (членов группировки в заповеднике Таи приматологи прозвали “щелкунчиками”). Предметы могут быть использованы в том виде, как они есть, или в модифицированном, чтобы лучше соответствовать своему назначению. Их можно подобрать в том месте, где они будут применяться, а можно принести из другого места, нередко издалека, так что шимпанзе, выбирая орудие, не имеет перед собой конечной цели.
Эти различия еще в 1970-е годы Гудолл (Goodall, 1970, 1973) объясняла разнообразием культурных традиций. Некоторые из них можно объяснить экологическими различиями (например, в разных местах обитания шимпанзе водятся разные виды термитов и муравьев и строят гнезда, которые требуют различной техники вскрытия), другие же не находят подобных объяснений. Так, шимпанзе Западного побережья Африки, обитающие в национальных парках Таи и Боссу, разделенных расстоянием в 200 км, используют камни в качестве молотков и наковален. Существуют некоторые различия в технике, кроме того, шимпанзе в Боссу разбивают орехи масличной пальмы, а в Таи - нет, хотя эти орехи там имеются (Boesch С., Boesch А., 1983). Зато шимпанзе в восточных национальных парках (Махале, Гомбе) не используют молотков, несмотря на обилие в этих местах как камней, так и твердых орехов. Гудолл (Goodall, 1982) отмечает единственный случай использования камня в качестве молотка подростком
Флинтом, который многократно наносил удары камнем по какому- то объекту (вероятно, насекомому), а также наносил по насекомым удары деревянной палкой. Таким образом, - отмечает Гудолл, - у шимпанзе Гомбе есть предпосылки для выработки навыков разбивания орехов, и использование ими камней как молотков в будущем представляется вполне возможным. Однако судя по обобщающей работе, посвященной культуре шимпанзе (Whiten et al., 1999), в течение последующих 16 лет использование камней еще не стало культурной особенностью группировки Гомбе.
В основе культурных традиций в группах шимпанзе, по мнению Гудолл (1992), лежит поведение единичных особей-новаторов. Период передачи принципиально новых для популяции навыков в естественных условиях проследить очень трудно. После того как в сообществе утвердился какой-либо технический прием, он, по предположению приматологов, сохраняется почти неизменным на протяжении бесчисленных поколений. В гранитных наковальнях, употребляемых шимпанзе в Таи и Боссу, обнаружены углубления, которые указывают на то, что их употребляли очень долгое время (Sugiyama, Roman, 1979). Молодые шимпанзе осваивают принятые в сообществе способы использования орудий в раннем детстве - в результате социального облегчения (см. главу 6), наблюдения, подражания и практики, включающей немало проб и ошибок (Goodall, 1973). Отмечены единичные случаи учительства, т.е. непосредственного инструктирования детей их матерями.
Можно также полагать, что существенную роль в этом процессе играет импринтинг. Косвенно в пользу этого предположения свидетельствует попытка С. Брюер (Brewer, 1978) научить уже знакомого нам подростка Уильяма добывать термитов при помощи палочки. Шимпанзе Тина, попавшая в группу адаптируемых животных в более старшем возрасте (около 6 лет), а не в младенчестве, как Уильям, делала это с легкостью, и ее действия ни в чем не отличались от действий диких шимпанзе. Уильям, который был к тому времени уже подростком, внимательно наблюдал за ее поведением, но не подражал ему. Желая преподать ему наглядный урок, С. Брюер не только медленно и многократно повторила перед ним действия Тины, но и демонстративно съедала добываемых термитов. Это возымело краткий успех, и одного термита Уильям сумел поймать с помощью палочки, но будучи укушен в палец, больше к этим насекомым не приближался. Огромные различия между Уильямом и Тиной наблюдались и в строительстве гнезд, и в разбивании твердых плодов о ветки деревьев, и эти различия напоминают таковые между шимпанзе Л.А. Фирсова, также попавшими в его группу в разном возрасте. Видимо, по достижении определенного возраста шимпанзе утрачивают способность усваивать некоторые навыки, составляющие картину видотипичного поведения.
Наблюдая за дикими популяциями, исследователи имеют дело с непродолжительным временным срезом, охватывающим в лучшем случае десятки лет. Все же на основании накопленных данных есть основания полагать, что инновации распространяются в популяциях медленно, так как в основе их внедрения лежат весьма косные механизмы. Несмотря на бешеную энергию и огромную любознательность, а может быть и благодаря этим свойствам, шимпанзе не являются благодарными носителями культуры. Они не только не повторяют в точности действия сородичей, но и свои собственные, даже удачно изготовленные, орудия не употребляют подолгу. Одну и ту же палочку или камень, которые могут быть принесены к месту" событий издалека, приматы способны использовать несколько раз в течение дня, но назавтра они ищут новые предметы. Об этом говорится во многих из процитированных работ. В частности, в опытах Фирсова (1977) с островной колонией шимпанзе обезьяны систематически изготовляли и применяли орудия для решения как естественных задач (добывание муравьев), так и искусственных, поставленных экспериментаторами. По свидетельству автора, они никогда не удерживали при себе того предмета (орудия), который уже принес им известный успех. Каждый раз он брался или подготовлялся вновь.
Томазелло и соавторы (Tomasello et al., 1993) обнаружили существенные различия в том, как шимпанзе и маленькие дети усваивают навыки обращения с орудиями, наблюдая за действиями демонстратора, т.е. в культурных аспектах их орудийной деятельности. Исследователи работали с двумя группами шимпанзе: “окультуренными”, которые были выращены в неволе и участвовали в различных экспериментах, требующих контакта с людьми и проявления интеллекта, и “наивными” животными того же возраста, не имеющими контактов с человеком. Использовали 16 разных предметов, которые давали испытуемым в руки - в одной сррии опытов сразу же, а в другой - спустя 48 часов после демонстрации. Оказалось, что только при соблюдении двух условий - лабораторное прошлое и отсутствие отсрочки в опытах - подражательное поведение шимпанзе приближается к таковому у детей (мы вновь встречается с различиями в потенциальных способностях животных, выявленных в лаборатории, и в проявлениях интеллекта, которые удается наблюдать в природе). Дети наблюдают за тем, как и с какой целью демонстратор использует предмет, и затем, получив доступ к этому предмету, по возможности точно копируют то, что видели. Обезьяны, воспитанные вне контакта с людьми, каждый раз “изобретают велосипед”: наблюдая за действиями демонстратора, они, получив его орудие, применяют собственный способ манипуляции с ним. Если при этом вспомнить заключение Келера о том, что шимпанзе все делают крайне небрежно (см. главу 3), можно не удивляться тому, что культурные традиции в популяциях этих животных не достигают высокого уровня манипуляций с предметами.
Можно ли представить формы орудийной деятельности разных видов животных в виде некой таблицы, в которой у одних видов в основе этой формы поведения лежит сигнальная наследственность (“инструктаж” молодых особей со стороны взрослых), а у других реализуются врожденные стереотипы поведения? Десятилетие назад это можно было сделать, а в последние годы новые данные, касающиеся роли имитационного обучения в шлифовке “наследственных” стереотипов при использовании орудий, заставляют вновь задаваться вопросом об относительной гибкости данной формы поведения. Можно говорить о том, что генетически предопределена общая способность к использованию орудий. Некоторые виды обладают врожденной склонностью к манипулированию предметами определенной формы, и эта наследственная программа реализуется при наличии соответствующей мотивации (так, птицы используют палочки и крючки для добывания пищи, но не пользуются ими, скажем, при брачном ухаживании). Сигнальная наследственность играет у одних видов превалирующую роль (антропоиды), у других более или менее существенную (примером могут служить врановыс), у третьих - подчиненную (дарвиновы вьюрки). Для некоторых видов роль сигнальной наследственности в формировании орудийного поведения остается пока практически неизученной (например, у хищных млекопитающих, грызунов, слонов). У беспозвоночных животных, по- видимому, орудийная деятельность строится на врожденной основе, дополняемой у некоторых видов элементами индивидуального опыта. Для общественных насекомых не исключено участие подражания в этой форме деятельности, но этот вопрос не изучен.
Обобщая множество данных, накопленных экспериментаторами и наблюдателями в области изучения орудийной деятельности и социального обучения животных (главы 6 и 7), можно сказать, что по крайней мере у некоторых видов потенциальные возможности отдельных особей к улучшению своей жизни при помощи интеллектуальных достижений - в том числе и путем использования орудий - значительно превышают средний уровень реализуемого видотипического поведения. Однако путь внедрения инноваций в общий поведенческий репертуар локальных популяционных группировок лежит через преодоление консерватизма подавляющего большинства. Если
ворон, ставший героем басни Эзопа, и в самом деле существовал, то ему не удалось оставить после себя достаточного количества подражателей. Дело не только в том, что для этого не хватило кувшинов (т.е. повторяющихся ситуаций), но и в том, что инновации распространяются в “вязкой” среде исполнителей видотипического репертуара. К настоящему времени накоплено немало данных о том, как проявляются способности животных к усвоению чужого опыта. Представителей самых разных видов в этом плане роднит одно: они плохо учат и плохо учатся. Даже самые “умные” особи самых “интеллектуальных” видов, наблюдая за действиями сородичей, приносящими им успех, как правило, не копируют их, а действуют в том же направлении, но своим путем. Часто такая деятельность не приносит успеха последователям, и инновации затухают, оставаясь частью поведенческого репертуара изобретателя и умирая вместе с ним. Исключение составляют лишь шимпанзе, и притом лишь те особи, что были воспитаны в обществе людей. Только эти животные могут точно копировать поведение демонстратора. Человек, вероятно, является единственным видом, у которого проявляется врожденная склонность к точному копированию действий конспсцификов.
Однако пусть и с трудом, и не на основе точного копирования действий сородичей, но культурные традиции и поведенческие особенности, основанные на сигнальной наследственности, все же распространяются и сохраняются в группировках разных видов. К настоящему времени этологи лишь накапливают данные о “локальных культурах” животных. Пока практически ничего не известно о том, насколько благоприобретенные инновации способствуют процветанию и росту численности популяционных группировок.
Увлекательной задачей для будущих исследователей является выявление сочетания различных факторов, влияющих на становление новых культурных традиций в группировках животных разных видов. Сравнительный анализ вклада различных факторов - внутренних (генетическая предрасположенность, способность к научению, физиологические особенности, мотивации), популяционных (таких, как демографическая структура, генетическое разнообразие) и средо- вых (количество и доступность ресурсов, стабильность или изменчивость среды обитания) - в формирование популяционных поведенческих особенностей поможет объяснить и в значительной мере предсказать характер поведения животных.
- Перейти в оглавление раздела: Инстинкт и Инстинктивное поведение
- - использование животными орудий ; ; ; ;
ТЕРМИНОЛОГИЯ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОРУДИЙНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Элкок (Alcock, 1972) предложил следующее определение орудийной деятельности: использование орудий состоит в манипуляциях с каким-либо неодушевленным предметом, созданным вне собственного организма животного и повышающим эффективность его действий, направленных на изменения положения или формы какого-нибудь другого предмета. Гудолл (Goodall, 1970) дает более краткое определение: использование тех или иных предметов внешнего мира в качестве функционального продолжения какой-либо части тела для достижения ближайшей цели. Бек (Beck, 1980) в книге “Орудийное поведение животных: использование и изготовление орудий” дает, в общем, сходное определение: использование объектов внешнего мира для изменения положения, формы или состояния других объектов, при этом пользователь удерживает предмет и контролирует его ориентацию и эффективность действия.
В терминологии, относящейся к данной области этологии, есть элементы неопределенности и разночтений, неизбежные для развивающейся ветви экспериментальной науки. В частности, нечетко определены различия между орудийной и конструктивной видами деятельности животных. В некоторых случаях границы между понятиями расплывчаты, поскольку весьма условны границы между “долговременными” и “ближайшими” целями в поведении животных. Иные, до сих пор не совсем ясные случаи использования предметов, такие, как “захоронительное” поведение слонов, забрасывающих ветками мертвых животных и подозрительные для них предметы (муравьи поступают так же с пятнами жидкого или вязкого субстрата), видимо, можно отнести к манипуляторной активности.
Н.Н. Ладыгина-Котс (1959) рассматривала в качестве конструктивной деятельности манипулирование предметами и изготовление сооружений (гнезд), а в качестве орудийной – использование предметов для достижения цели. При этом сложные формы орудийной деятельности включают подготовку и преобразование предметов, т. е. изготовление орудий. Мы будем придерживаться этой терминологии, тем более что она соответствует и устоявшимся в англоязычной литературе терминам: tool using (использование орудий) и tool manufacture (изготовление орудий).
Орудийная деятельность включает как сложные действия, сопровождаемые модификацией предметов, так и использование простых “подручных” средств для достижения цели. В последнем случае имеется в виду использование предметов, не измененных деятельностью животного: так, обезьяны почесывают спину палочкой или используют камень, чтобы расколоть орех. Такие предметы называют “натурофактами”, противопоставляя их артефактам, т.е. предметам, являющимся результатом “направленной деятельности”, таким, например, как прутик, заостренный зубами (Beck, 1980).
Изготовление орудий (toole manufacture) является одним из самых сложных проявлений когнитивной деятельности животных. Различают четыре различных по сложности способа изготовления орудий. Первый - самый простой и распространенный среди животных – отщепление (detach). Примером может служить сорванная ветка, которая используется без преобразования, скажем, для того, чтобы согнать муху или швырнуть во врага. Второй способ – редукция (subtract). Ветка, очищенная от листьев, изготовлена путем редукции. Такое орудие можно использовать, скажем, для “ужения” муравьев или термитов. Если же используется не сама ветка, а сорванные с нее листья (например, чтобы стереть кровь или грязь), то листья – это орудие, изготовленное первым способом, т. е. путем “отщепления”. Третий способ - комбинирование предметов (combine). Примером могут служить вставленные одна в другую палки. Четвертый, самый сложный из наблюдаемых у животных,- это преобразование (reshape). Этот способ требует от животных “представлений” о свойствах предметов, позволяющих им изготовить функциональное орудие. Сами действия могут быть несложными, важно, что они опираются на понимание животными причинно-следственных связей. Обезьяны, которые мнут и жуют листья, чтобы увеличить их адсорбирующие свойства и использовать как губку для добывания воды из дупла, используют преобразование предметов (Beck, 1980; McGrew, 2004).
Рассмотрим разнообразие примеров использования орудий представителями разных видов животных в ситуациях, близких к естественным, без вмешательства наблюдателей...
Уже у насекомых есть орудийные деяния. Осы камнем утрамбовывают вход в норку. В тропиках муравьи, живут на кустарниках в листьях, склеенных соком личинки (взрослые особи водят личинкой по листу, как тюбиком с клеем). Если нужно перенести жидкость, муравьи тащат ее на листочках, предварительно проверив их на пригодность. Дарвиновы галапагосские вьюрки колючками тыкают в трухлявую кору, чтоб жуки выползли наружу. Каланы камнями отдирают ракушки от скал и камнями разбивают их для еды. Орудийная деятельность человекообразных обезьян принципиально другая: у других орудийные программы врождённые либо это облигатное научение. неважно какая двухфазная задачка предполагает орудийную деятельность. опыт Ладыгиной-Котс: приманка в прозрачной трубке, рядом ветки, проволока, доска. Веточки отгрызаются, щепочки отколупываются. Ладыгина-Котс: мартышка может сделать орудие лишь при помощи пробующих действий, вида орудия нет. Фирсов: опыты с группой обезьян на полуострове Ладожского озера. Обезьян заперли на ночь в клеточку, а они отломали ножку от стола, достали и открыли шторку, за которой были ключи, и подтянули ключи. Когда возникала необходимость палки, бежали в лес за палкой, придерживаясь рукой за то место, до которого длиной обязана была быть палка. Гудолл показала, что в повседневной жизни мортышки обширно пользуются орудиями. Выковыривание термитов из термитника: различная длина палочек в зависимости от погоды. Орудийные деяния обезьян варьируются в зависимости от района и популяции. Жёваные листья могут употребляться и как туалетная бумага, и как губки для сбора воды, и как мочалки. Эти деяния не являются видоспецифическими программами. Это факультативное научение. Навыки передаются при игре орудиями, подражая взрослым. Лонгитюдные исследования за неперемешивающимися популяциями японских макак: наблюдение за научением мытья батата. Первыми освоили самки-дети. На усвоение процедуры всей стае понадобилось 3-4 года. Старые особи так и не научились. “Социальные навыки” – опыт передаётся от старших молодняку. Принципиальный момент: мортышки не хранят орудия труда. Могут подобрать использовавшиеся ранее другими особями либо заготовить заблаговременно, могут вынудить низшего по иерархии делать орудие, но хранить не будут. Чем выше мортышки по развитию, тем размытее иерархия, и это дозволяет получать больше жизненного опыта.
Последние данные по орудийному поведению высших обезьян в естественной среде заставили исследователей взглянуть по-новому на пути и истоки формирования орудийной деятельности у ранних гоминид. Л.А.Фирсов считает это поведение у антропоидов ароморфозом по сравнению с другими животными и говорит о необходимости пересмотра многих канонов, тормозящих исследования антропогенеза. Известно употребление орудий для ловли муравьев и термитов у шимпанзе. Первые наблюдения "ужения" термитов были сделаны Джейн Гудалл в 1963 г. в Гомбе (Танзания), а затем в восьми местах Африки. Случай орудийной деятельности был зарегистрирован в Белинга на северо-востоке Габона. Было найдено 30 орудий, 28 орудий использованы. Все орудия изготовлены из веток, очищенных от листьев, мелких веточек, одно орудие было сделано из лианы. Длина их 68-76 см. Все они были найдены у домиков термитов, причем только в сезон, когда термиты находились на поверхности; предметы были изменены и подготовлены для определенной цели, "стандартизированы". Для изготовления орудий необходимы развитая моторика и опыт - знание свойств предмета, используемого в качестве орудия (длина, толщина, заостренность и т.п.), поэтому ловля термитов и муравьев начинается на определенной ступени постнатального онтогенеза в возрасте примерно от трех лет и старше. Подготовка к этой деятельности проходит три стадии:
Манипуляционные игры;
Изготовление орудий;
Развитие моторики.
Сходные результаты получились и у Л.А.Фирсова в экспериментах и в природных условиях. Детеныши шимпанзеначинали использовать предметы в качестве орудий в различных ситуациях в возрасте 2-2,5 лет. По-видимому, именно в этом периоде онтогенеза происходит созревание нервных механизмов, обеспечивающих эту деятельность. Ужение муравьев в отличие от термитов производится не сезонно, а в течение всего года. Орудия для ужения муравьев сходны с таковыми для ужения термитов. Например, техника изготовления орудий для ловли муравьев заключается в следующем:
Отламывание проксимальных концов ветвей;
Очищение от листьев конца ветки или всей ветки;
Выпрямление ветки;
Отламывание конца ветки;
Освобождение центральной жилки листа.
Главное сходство в изготовлении орудий для ловли муравьев и термитов заключается в их "стандартизации". Так, были обнаружены 174 орудия в виде веток длиной до 1,5 м и толщиной 1-4 см, очищенных от веток и со следами использования на одной стороне; было обнаружено также 323 орудия, находившиеся рядом с термитниками. Возможно, стандартизованность или стереотипность орудий у ранних гоминид могла отражать прочность социального наследования, но возможна и такая точка зрения, по которой стандартизация орудий свидетельствует о достаточно высоком уровне интеллекта. В работах К. и М. Буш детально описывается техника раскалывания орехов нескольких видов масличной пальмы каменными "молотками" на деревянной наковальне из твердой породы дерева. В качестве наковальни выбирались ветви или стволы, лежавшие на земле, реже орехи раскалывались прямо на дереве. Было найдено 210 образцов молотков из гранита, латерита и кварца. Обычно шимпанзе выбирали материал для молотков в зависимости от твердости орехов. Поскольку стволы деревьев тяжелые и нетранспортабельные, шимпанзе переносили орехи и каменные молотки. Орехи переносили на расстояние от 0,5 до 30 м, молотки в зависимости от тяжести переносили: из гранита - до 50 м, из латерита - до 500 м. Масса молотков доходила до 9 кг. Разбивание орехов требовало больших усилий, чем ловля термитов и муравьев. Наибольшие трудности были отмечены при использовании орудий прямо на дереве. Молотки к дереву переносили во рту, в руках и ногах. Орехи разных видов масличной пальмы требовали дифференцированного подхода в выборе орудий и определенных усилий для их разбивания. Так, например, орехи Panda требуют более точных ударов определенной силы, чем орехи Caola. Для их разбивания чаще использовали молотки из гранита, нежели из кварца и латерита. Описано также раскалывание орехов каменными молотками на каменных платформах. Обычно масса камня-молотка составляла 500-850 г, а размер платформы для разбивания орехов - 7,5x12,5 см. В некоторых популяциях отмечено раскалывание орехов не только камнями, но и палками. Таким образом, при разбивании орехов отмечены популяционные вариации в технике орудий, как и при ловле термитов. Прослеживается зависимость между диетой вида и употреблением орудий. Чем разнообразнее животная пища, тем чаще употребление орудий. Было проведено сравнительное описание орудийной деятельности у шимпанзе и ранних гоминид (Бутовская, Файнберг, 1993). Орудия для добывания пищи у шимпанзе - это зонды для ужения муравьев и термитов, губки из листьев, ветки, травинки, каменные молотки, каменные наковальни. У австралопитековых, возможно, - ветки, палки, кости, рога животных, учеловека умелого - оббитые гальки, необработанные и обработанные отщепы.
Орудийные действия животных и проблема зарождения трудовой деятельности
При сопоставлении приведенных данных по разным группам животных напрашивается вывод, что у обезьян, особенно человекообразных, орудийные действия отличаются большей гибкостью, что они более изобретательны в применении и особенно в подготовка орудий, их приспособлении к предстоящей операции. Но так же, как и у других животных, орудийные действия обезьян остаются всецело в рамках общебиологических закономерностей, являются одной из форм, причем не очень существенных, биологической адаптации к условиям среды, в которой протекает их жизнедеятельность. Даже самый выдающийся шимпанзе не способен сотворить что-то принципиально новое, не способен к созидательной трудовой деятельности, да ему это, как мы видели, и не к чему. Ему для поддержания своего существования даже в самых сложных ситуациях достаточно адаптивно видоизменить существующие компоненты природы, как это делают и все остальные животные. Человек же не может существовать без созидательного труда - пусть в самых примитивных формах.
Сказанное относится всецело даже к обезьянам, живущим вместе с человеком в условиях цивилизации, скажем, к шимпанзе типа Тото, которые очень многое переняли у человека и многому научились у него. Даже когда Тото помогал детям "сотворить" дамбу в прудике, это было не более чем подражание действиям его молодых партнеров по играм: ему дамба не нужна, для детей же это полезное упражнение для развития их трудовых навыков. Так же обстоит дело со стиркой носовых платков и с другими "человекоподобными" действиями Тото - все они по своему содержанию не нужны для обеспечения его существования. В лучшем случае - это приспособления к совместной жизни с человеком (как у собаки или кошки), но без понимания истинного смысла этих действий, а тем более происхождения и общественной обусловленности предметов обихода человека, его орудий, не говоря уже о понимании закономерностей жизни человека и человеческого общества.
Но значит ли все это, что обезьяны в сущности ничем не отличаются от других животных, от других высших млекопитающих? Конечно, нет. Более того, только обезьяны, а никакие другие животные могли в далеком прошлом стать нашими предками, породить разумных существ, способных творчески, сознательно строить свои отношения с природой и планомерно создавать своим трудом такое, чего никогда в ней не было и не могло появиться в результате процесса биологической эволюции. Первопричина этого состоит в том, что среди всех животных только обезьяны обладают столь совершенным хватательным органом, каковым является рука.
Как мы могли убедиться, и другие животные проявляют подчас недюжинные способности к орудийным действиям, а иногда и к изготовлению орудий и их прилаживанию, равно как и поразительную изобретательность - вспомним умение врановых и попугаев, медведицу Тену, слона Шанго... Но, за исключением обезьян, высшие позвоночные не могли в процессе эволюции развиваться в сторону человека, потому что такому развитию препятствовали ограниченные двигательные возможности их эффекторных органов, особенно конечностей.
Многолетнее изучение двигательных способностей и поведения млекопитающих привело меня к выводу, что только грудная конечность обезьяны способна одновременно крепко охватывать предметы и выполнять множество разнообразных и гибких движений (особенно пальцами), что и было необходимо для выполнения первых трудовых действий. Только такая максимально полифункциональная конечность могла стать органом полноценных и разнообразных орудийных действий, а затем превратиться в орган употребления орудий труда. Ведь для того чтобы пользоваться даже самым примитивным орудием труда, недостаточно прочно держать предмет на весу и перемещать его в пространстве. Для изготовления такого орудия требовались десятки разнообразных двигательных операций.
Как уже указывалось, среди разных форм орудийной деятельности обезьян наибольший интерес представляет употребление ими палок. В. И. Ленин охарактеризовал именно этим признаком дочеловеческий этап антропогенеза, когда писал о "примитивной организации стада обезьян, берущих палки" 6 . Как же можно представить себе превращение палки, которую держит в руке обезьяна, в орудие труда?
Вне сомнений, это был не простой процесс "перерастания" орудий обезьян в орудия людей. Некоторый свет проливают на эту сложнейшую проблему, возможно, результаты проведенного нами сравнительного анализа поведения обезьян (преимущественно павианов) в условиях клеточного и вольерного содержания. Основное внимание уделялось при этом "бескорыстному" обращению обезьян с разной величины палками, прутьями, прямыми кусками твердой проволоки, железными стержнями и другими продолговатыми предметами типа "палка". При клеточном содержании обезьяны, особенно молодые, часто и усердно, но без всякого вознаграждения и непосредственной для себя пользы производили с такими предметами специфические манипуляции, в которых встречаются и элементы синтеза: один конец предмета вставляется в отверстие или щель субстрата, после чего свободный конец усиленно раскачивается, наклоняется, поворачивается, сгибается и т. д. Так как обезьяна обращается при этом с предметом как с рычагом, мы обозначили такие действия как "рычаговые манипуляции". Внешне эти "рычаговые манипуляции" напоминают употребление лома, сверла, шила или крючка. Все эти действия выполняются обезьянами с поразительным для обезьян упорством и усидчивостью и длятся очень долго.
При вольерном же содержании низшие обезьяны выполняют простые манипуляции в основном так же, как обезьяны, живущие в клетках. Вместе с тем обезьяны реагируют в вольере на некоторые несъедобные предметы несравненно слабее, чем в клетке, или вовсе оставляют их без внимания (в частности, те же проволочки и железные стержни). Но наиболее поразительно, что у вольерных обезьян совершенно отсутствуют сложные формы манипулирования типа "рычаговых". Несмотря на наличие всех необходимых условий, ни одна из обезьян ни разу даже не вставила предмет в какое-либо, отверстие. Между тем наблюдения за обезьянами велись ежедневно часами в течение ряда месяцев. Напрашивается вывод, что "рычаговые манипуляции" наблюдаются только при клеточном содержании обезьян, что подтверждается и прямыми наблюдениями над животными, которые сперва содержались в клетках, а затем были переведены в вольеру.
Отсутствие "рычаговых манипуляций" у обезьян, живущих в близких к естественным условиях вольерного содержания, объясняется, очевидно, обилием пригодных для манипулирования природных предметов, которые распыляют внимание животных и стимулируют их к быстрой перемене деятельности. В этих многообразных манипуляциях с предметами содержатся основные двигательные компоненты и "рычаговых манипуляций".
В условиях же клеточного содержания почти полностью отсутствуют предметы для манипулирования, и поэтому нормальная многообразная двигательная активность обезьян концентрируется на тех весьма немногих предметах, которыми они могут располагать: взамен разнообразных рассеянных манипуляций со многими предметами в природе животные производят не менее разнообразные, но интенсивные, сосредоточенные, длительные манипуляции с одним или немногими предметами. В результате естественная потребность обезьян в манипулировании с многочисленными разнообразными предметами компенсируется в условиях клеточного содержания новыми, в том числе "рычаговыми манипуляциями".
Другими словами, проявляясь лишь в особых, искусственных условиях, "рычаговые манипуляции" представляют собой адаптивные двигательные комбинации, обеспечивающие развитие новых тончайших двигательных способностей и рецепторных функций руки обезьяны в резко измененных по сравнению с естественными экстремальных условиях. Такого рода замещающие формы предметной деятельности мы обозначили термином "компенсаторное манипулирование".
Нам представляется, что высокоразвитая способность к "компенсаторному манипулированию" играла немаловажную роль в эволюции приматов и особенно в зарождении трудовой деятельности человека, в процессе, превращения орудийной деятельности обезьян в трудовую деятельность человека. Надо думать, что когда в конце миоцена в результате быстрого сокращения массивов тропических лесов ископаемые обезьяны - предки человека - оказались на открытых пространствах, в среде, несравненно более однообразной и бедной объектами для манипулирования, чем в тропическом лесу, у них произошло нечто подобное, что и у наших обезьян, оказавшихся в резко обедненной среде пустой клетки.
Сложившаяся в условиях тропического леса при жизни на деревьях потребность в постоянном обращении с разнообразными предметами должна была в новых, экстремальных условиях компенсироваться. И также, как в экстремальных условиях клеточного содержания, животное переключает свою двигательную активность с более поверхностного обращения со многими предметами на более углубленное манипулирование с немногими одиночными предметами, и при этом разрозненные двигательные элементы концентрируются и образуются более сложные манипуляционные движения, так и у выживших в открытых пространствах обезьян возникли компенсаторные формы двигательной активности, приведшие к исключительно сильной концентрации элементов психомоторной сферы. Притом с переходом к двуногому хождению передние конечности превратились в органы манипулирования предметами. Компенсаторные движения закрепились и наполнились новым биологическим содержанием - добыванием пищи и защитой от врагов с помощью посторонних предметов, т. е. приобрели орудийную функцию. При этом они должны были слиться с уже существовавшей орудийной деятельностью, которая была, вероятно, принципиально такого же рода, как у современных диких антропоидов, но, возможно, еще сильнее развита. Всем этим и создавалась возможность зарождения качественно новой, небывалой доселе формы деятельности - трудовой деятельности.
Компенсаторное манипулирование и его превращение в орудийную деятельность высшего порядка составляли, надо думать, основное содержание предыстории антропогенеза, причем это относится, конечно, не только к обращению наших животных предков с палками, но и с камнями и другими предметами. Необходимо также подчеркнуть, что это не единственный биологический фактор исключительно сложного процесса возникновения и становления человека. Однако при всем многообразии факторов первопричиной всех отличительных психических способностей обезьян, прогрессивного развития их головного мозга, а вместе с тем и направления эволюции в сторону человека являлись в конечном счете отмеченные специфические морфофункциональные особенности их грудных конечностей и способность к, выработке сложных форм компенсаторного манипулирования. Можно полагать, что не будь у ископаемых человекообразных обезьян этой способности и не будь тех великих перемен в природе, которые привели их в обедненную обстановку открытых пространств, то, невзирая на все прочие предпосылки, обезьяна никогда не превратилась бы в человека.