Эксперимент «Вселенная-25»: как «мышиный рай» стал «мышиным адом»
Для этого социального эксперимента популяцию крыс поместили в райские условия: неограниченные запасы еды и питья, отсутствие хищников и болезней, достаточный простор для размножения. Однако в результате вся колония грызунов вымерла. Почему это произошло? И какие уроки из этого должно вынести человечество?
Американский ученый-этолог Джон Кэлхун провел ряд удивительных экспериментов в 60–70-х годах двадцатого века. В качестве подопытных Д. Кэлхун неизменно выбирал грызунов, хотя конечной целью исследований всегда было предсказание будущего для человеческого общества. В результате многочисленных опытов над колониями грызунов Кэлхун сформулировал новый термин, «поведенческая раковина» (behavioral sink), обозначающий переход к деструктивному и девиантному поведению в условиях перенаселения и скученности. Своими исследованиями Джон Кэлхун приобрел определенную известность в 60-е годы, так как многие люди в западных странах, переживавших послевоенный бэби-бум, стали задумываться о том, как перенаселение повлияет на общественные институты и на каждого человека в частности.
Свой самый известный эксперимент, заставивший задуматься о будущем целое поколение, он провел в 1972 году совместно с Национальным институтом психического здоровья (NIMH). Целью эксперимента «Вселенная-25» был анализ влияния плотности популяции на поведенческие паттерны грызунов. Кэлхун построил настоящий рай для мышей в условиях лаборатории. Был создан бак размерами два на два метра и высотой полтора метра, откуда подопытные не могли выбраться. Внутри бака поддерживалась постоянная комфортная для мышей температура (+20 °C), присутствовала в изобилии еда и вода, созданы многочисленные гнезда для самок. Каждую неделю бак очищался и поддерживался в постоянной чистоте, были предприняты все необходимые меры безопасности: исключалось появление в баке хищников или возникновение массовых инфекций. Подопытные мыши были под постоянным контролем ветеринаров, состояние их здоровья постоянно отслеживалось. Система обеспечения кормом и водой была настолько продумана, что 9500 мышей могли бы одновременно питаться, не испытывая никакого дискомфорта, и 6144 мышей потреблять воду, также не испытывая никаких проблем. Пространства для мышей было более чем достаточно, первые проблемы отсутствия укрытия могли возникнуть только при достижении численности популяции свыше 3840 особей. Однако такого количества мышей никогда в баке не было, максимальная численность популяции отмечена на уровне 2200 мышей.
Эксперимент стартовал с момента помещения внутрь бака четырех пар здоровых мышей, которым потребовалось совсем немного времени, чтобы освоиться, осознать, в какую мышиную сказку они попали, и начать ускоренно размножаться. Период освоения Кэлхун назвал фазой А, однако с момента рождения первых детенышей началась вторая стадия B. Это стадия экспоненциального роста численности популяции в баке в идеальных условиях, число мышей удваивалось каждые 55 дней. Начиная с 315 дня проведения эксперимента темп роста популяции значительно замедлился, теперь численность удваивалась каждые 145 дней, что ознаменовало собой вступление в третью фазу C. В этот момент в баке проживало около 600 мышей, сформировалась определенная иерархия и некая социальная жизнь. Стало физически меньше места, чем было ранее.
Появилась категория «отверженных», которых изгоняли в центр бака, они часто становились жертвами агрессии. Отличить группу «отверженных» можно было по искусанным хвостам, выдранной шерсти и следам крови на теле. Отверженные состояли, прежде всего, из молодых особей, не нашедших для себя социальной роли в мышиной иерархии. Проблема отсутствия подходящих социальных ролей была вызвана тем, что в идеальных условиях бака мыши жили долго, стареющие мыши не освобождали места для молодых грызунов. Поэтому часто агрессия была направлена на новые поколения особей, рождавшихся в баке. После изгнания самцы ломались психологически, меньше проявляли агрессию, не желали защищать своих беременных самок и исполнять любые социальные роли. Хотя периодически они нападали либо на других особей из общества «отверженных», либо на любых других мышей.
Самки, готовящиеся к рождению, становились все более нервными, так как в результате роста пассивности среди самцов они становились менее защищенными от случайных атак. В итоге самки стали проявлять агрессию, часто драться, защищая потомство. Однако агрессия парадоксальным образом не была направлена только на окружающих, не меньшая агрессивность проявлялась по отношению к своим детям. Часто самки убивали своих детенышей и перебирались в верхние гнезда, становились агрессивными отшельниками и отказывались от размножения. В результате рождаемость значительно упала, а смертность молодняка достигла значительных уровней.
Вскоре началась последняя стадия существования мышиного рая — фаза D или фаза смерти, как ее назвал Джон Кэлхун. Символом этой стадии стало появление новой категории мышей, получившей название «красивые». К ним относили самцов, демонстрирующих нехарактерное для вида поведение, отказывающихся драться и бороться за самок и территорию, не проявляющих никакого желания спариваться, склонных к пассивному стилю жизни. «Красивые» только ели, пили, спали и очищали свою шкурку, избегая конфликтов и выполнения любых социальных функций. Подобное имя они получили потому, что в отличие от большинства прочих обитателей бака на их теле не было следов жестоких битв, шрамов и выдранной шерсти, их нарциссизм и самолюбование стали легендарными. Также исследователя поразило отсутствие желания у «красивых» спариваться и размножаться, среди последней волны рождений в баке «красивые» и самки-одиночки, отказывающиеся размножаться и убегающие в верхние гнезда бака, стали большинством.
Средний возраст мыши в последней стадии существования мышиного рая составил 776 дней, что на 200 дней превышает верхнюю границу репродуктивного возраста. Смертность молодняка составила 100%, количество беременностей было незначительным, а вскоре составило 0. Вымирающие мыши практиковали гомосексуализм, девиантное и необъяснимо агрессивное поведение в условиях избытка жизненно необходимых ресурсов. Процветал каннибализм при одновременном изобилии пищи, самки отказывались воспитывать детенышей и убивали их. Мыши стремительно вымирали, на 1780 день после начала эксперимента умер последний обитатель «мышиного рая».
Предвидя подобную катастрофу, Д. Кэлхун при помощи коллеги доктора Х. Марден провел ряд экспериментов на третьей стадии фазы смерти. Из бака были изъяты несколько маленьких групп мышей и переселены в столь же идеальные условия, но еще и в условиях минимальной населенности и неограниченного свободного пространства. Никакой скученности и внутривидовой агрессии. По сути, «красивым» и самкам-одиночкам были воссозданы условия, при которых первые 4 пары мышей в баке экспоненциально размножались и создавали социальную структуру. Но к удивлению ученых, «красивые» и самки-одиночки свое поведение не поменяли, отказались спариваться, размножаться и выполнять социальные функции, связанные с репродукцией. В итоге не было новых беременностей и мыши умерли от старости. Подобные одинаковые результаты были отмечены во всех переселенных группах. В итоге все подопытные мыши умерли, находясь в идеальных условиях.
Джон Кэлхун создал по результатам эксперимента теорию двух смертей. «Первая смерть» — это смерть духа. Когда новорожденным особям не стало находиться места в социальной иерархии «мышиного рая», то наметился недостаток социальных ролей в идеальных условиях с неограниченными ресурсами, возникло открытое противостояние взрослых и молодых грызунов, увеличился уровень немотивированной агрессии. Растущая численность популяции, увеличение скученности, повышение уровня физического контакта, всё это, по мнению Кэлхуна, привело к появлению особей, способных только к простейшему поведению. В условиях идеального мира, в безопасности, при изобилии еды и воды, отсутствии хищников, большинство особей только ели, пили, спали, ухаживали за собой. Мышь — простое животное, для него самые сложные поведенческие модели — это процесс ухаживания за самкой, размножение и забота о потомстве, защита территории и детенышей, участие в иерархических социальных группах. От всего вышеперечисленного сломленные психологически мыши отказались. Кэлхун называет подобный отказ от сложных поведенческих паттернов «первой смертью» или «смертью духа». После наступления первой смерти физическая смерть («вторая смерть» по терминологии Кэлхуна) неминуема и является вопросом недолгого времени. В результате «первой смерти» значительной части популяции вся колония обречена на вымирание даже в условиях «рая».
Однажды Кэлхуна спросили о причинах появления группы грызунов «красивые». Кэлхун провел прямую аналогию с человеком, пояснив, что ключевая черта человека, его естественная судьба — это жить в условиях давления, напряжения и стресса. Мыши, отказавшиеся от борьбы, выбравшие невыносимую легкость бытия, превратились в аутичных «красавцев», способных лишь на самые примитивные функции, поглощения еды и сна. От всего сложного и требующего напряжения «красавцы» отказались и, в принципе, стали не способны на подобное сильное и сложное поведение. Кэлхун проводит параллели со многими современными мужчинами, способными только к самым рутинным, повседневным действиям для поддержания физиологической жизни, но с уже умершим духом. Что выражается в потере креативности, способности преодолевать и, самое главное, находиться под давлением. Отказ от принятия многочисленных вызовов, бегство от напряжения, от жизни полной борьбы и преодоления — это «первая смерть» по терминологии Джона Кэлхуна или смерть духа, за которой неизбежно приходит вторая смерть, в этот раз тела.
Возможно, у вас остался вопрос, почему эксперимент Д. Кэлхуна назывался «Вселенная-25»? Это была двадцать пятая попытка ученого создать рай для мышей, и все предыдущие закончились смертью всех подопытных грызунов.
Автор: Владимир Шевелев
Источник: cablook.
Источник
ТОП-10: Поразительные таланты крыс и связанные с ними факты
В отличие от ученых, которые постоянно имеют дело с лабораторными крысами, большинство людей просто ненавидят этих животных и либо кричат от ужаса при их виде, либо пытаются их убить. В обществе бытует мнение, что крысы – абсолютно бесполезные вредители. Однако правда заключается в том, что вы наверняка недооцениваете этих грызунов.
Крысы – очень умные млекопитающие, и они даже помогают военным и врачам. Они спешат на помощь своим сородичам, если те попадают в беду, и даже способны общаться по интернету. Крысы способны испытывать чувство сожаления и учат своих детенышей, как избегать опасностей. Как знать, возможно, когда-нибудь они переживут конец света и покорят этот мир…
10. Городские популяции 
Фото: science alеrt .com
В 2018 году ученые провели исследование, для которого из 4 разных крупных городов было выловлено по 150 крыс. Подопытные особи были привезены из Ванкувера, Нью-Йорка, Нового Орлеана и Сальвадора, то есть даже из 3 разных стран – Канады, США и Бразилии. Образец тканей каждой крысы был проанализирован на предмет 15 000 генетических маркеров.
Результаты анализов подтвердили прошлогоднюю теорию, согласно которой большинство нью-йоркских крыс принадлежало к разным группам, а граница их территорий проходила в районе Манхэттена. Ранее ученые подозревали, что это территориальное разделение породило 2 генетически отличающиеся популяции крыс, что и доказало исследование 2018 года, указавшее на существование «центральных» крыс и всех остальных из спальных районов.
Результаты анализов ДНК крыс из 3 других городов тоже оказались весьма любопытными. В Новом Орлеане крысы из Французского квартала генетически отличались от крыс из района Лоуэр Нинт Уорд (Lower Ninth Ward). Судя по всему, причиной тому стало разделение этих городских зон водным каналом. В Сальвадоре разделение местных крыс на южных и северных также произошло из-за особенностей рельефа этого города. В Ванкувере всему виной стали скоростные трассы.
Согласно новому отчету, чем обособленнее и меньше ареал, тем чаще крысы предпочитают спариваться с членами именно своей группы. Например, в Нью-Йорке и Новом Орлеане в отдельных районах у крыс в пределах 460 метров ДНК были особенно схожими.
9. Самцы без Y-хромосом 
Фото: hokudai.ac.jp
У млекопитающих пол обычно определяется X и Y-хромосомами, и потомство наследует по одной хромосоме от каждого родителя. Комбинация XX соответствует женскому полу, а XY – мужскому.
Впрочем, существует и исключение. Например, рюкийская (или колючая) мышь Tokudaia osimensis из Японии уникальна тем, что у этого вида просто нет Y-хромосомы, но у ее самок все равно рождаются вполне здоровые самцы. Что еще более странно, так это то, что у обоих полов есть только по одной X-хромосоме.
В 2017 году во время очередного исследования ученые взяли образцы стволовых клеток из хвоста самки рюкийской мыши и ввели их в эмбрионы. Беременность прошла нормально, а появившиеся на свет мышата оказались совершенно уникальными в своем роде. Стволовые клетки самки прекрасно адаптировались как к яичникам, так и к яичкам, что произошло впервые за всю историю подобных экспериментов.
В прошлом из-за отсутствия Y-хромосомы из женских стволовых клеток невозможно было получить сперму. Однако в случае использования стволовых клеток рюкийской мыши опыт удался, и эти клетки показали себя как очень податливый материал.
Исследователи также выяснили, что самцы этого вида смогли сохранить остальные свои гендерные гены. Без Y-хромосомы они просто копируют другие гены и пользуются имеющейся у них X-хромосомой.
8. Они наследуют страх 
Эксперимент 2014 года показал, что крысы передают своему потомству даже знания про опасность. Для начала ученые приучили взрослых самок бояться запаха мяты. Как? Очень просто – всякий раз, когда этот запах запускался в клетку, крыс слегка били током.
Впоследствии эти «мятобоязненные» самки забеременели и родили маленьких крысят, и с этого момента началась вторая стадия эксперимента. Животных больше не пугали электричеством, но когда матери чувствовали запах мяты, они по привычке снова начинали нервничать, и их тела выделяли другой специфичный запах.
Детеныши чувствовали оба этих запаха и видели, что их мамы впадали в панику. Вскоре малыши и сами начали бояться запаха мяты, хотя никто их никогда не бил током. Они просто научились страху, наблюдая за поведением своих матерей, которое резко менялось всякий раз при появлении сулящего беду аромата.
Свой урок крысята усвоили за считанные дни жизни. Вскоре они начали бояться запаха мяты даже тогда, когда рядом не было их испуганных матерей. Возможно, такая ускоренная адаптивность и особенное восприятие опасности с самого юного возраста и помогли крысам стать таким успешным и многочисленным видом.
7. Грызуны, испытывающие сожаление 
Фото: terminix.com
В 2014 году исследователи построили для крыс ресторан. Необычная инициатива должна была помочь ученым выяснить, способны ли эти грызуны на сожаление. Впрочем, рестораном стало простое помещение круглой формы с несколькими комнатами для разных угощений, а не реальное заведение с официантами, как вы могли подумать. В каждой комнате была заперта определенная закуска, а попасть туда можно было только через определенное время. О подаче блюд крысы узнавали по сигналу специальных курантов.
Некоторые крысы были способны ждать свое любимое угощение больше часа, а другие, менее терпеливые подопытные, дожидались первого же сигнала и спешили поесть там, где до еды можно было добраться быстрее. Однако после этого они не могли рассчитывать на доступ в другие комнаты с едой. Принятое решение изменить уже нельзя было, и некоторые грызуны в итоге об этом явно жалели.
Исследователи узнали, что крысы, выбравшие комнату с худшей едой, очень часто озирались на двери, за которыми скрывалось вкусное угощение, требовавшее более длительного ожидания. Сканирование мозга этих крыс показало кое-что интересное.
Снимки показали реакцию, которую ученые объяснили примерно как сожаление об упущенных возможностях. Пожалуй, результаты этого эксперимента стали одним из первых доказательств того, что не только люди способны на подобные чувства.
В Мозамбике африканские гигантские (или гамбийские) крысы Cricetomys gambianus очень часто попадают на обучение в специальную школу. Грызуны этого вида вырастают размером с кошку, и они настолько умные и талантливые, что нередко помогают решать одну из самых больших проблем этой страны – наземные мины, оставшиеся здесь после гражданской войны. Если молодая гамбийская крыса оказывается достаточно способной, за нее берутся специалисты из бельгийской организации Apopo. Целых 9 месяцев крыса тренируется и получает в награду за успехи вкусные угощения, пока из нее не получается идеальный сапёр, способный распознать запах взрывчатки.
Когда крыса готова к практике в реальных условиях, ее выпускают на полевые испытания вместе экспертами из числа людей. Если обученная крыса чувствует запах мины, она начинает царапать землю. Этот знак предупреждает военного специалиста об опасности и помогает найти и обезвредить мину. Во время поисков человек следует за крысой, держась от нее подальше – на безопасном расстоянии.
В процессе разминирования территорий крысам ничего не грозит, ведь они просто слишком легкие, чтобы спровоцировать подрыв наземной мины. Вдобавок, как показала практика, они настолько эффективны в этом деле, что за 30 минут способны помочь обнаружить взрывчатку на территории площадью в 200 квадратных метров. С помощью металлоискателей специалисты потратили бы на это почти 3 дня.
За 16 лет гражданской войны на территории Мозамбика было заложено несколько тысяч наземных мин. Военный конфликт был завешен еще в 1992 году, но люди до сих пор получают серьезные увечья и погибают из-за подрыва на минах. Благодаря армии из специально обученных крыс совсем скоро эта страна сможет освободиться от страшной угрозы, приносящей столько боли ее гражданам вот уже которое десятилетие.
5. Они могли бы править миром 
Фото: Live Science
В прошлом Земля пережила, по меньшей мере, 5 массовых вымираний. Во время самого недавнего такого события примерно 65 миллионов лет тому назад погибли все динозавры. Именно благодаря исчезновению этих древних существ мир и захватили скромные млекопитающие.
В 2014 году ученые провели «воображаемый» эксперимент, в ходе которого они проанализировали данные геологических исследований и изучили историю планеты во время прошлых массовых вымираний, уделив внимание и тому, какие виды и как именно выживали в разные эпохи. Целью этого эксперимента было понять, какие животные смогут пережить следующее массовое вымирание и какие из них после очередного конца света станут самым процветающим видом. Опираясь на прошлое, совершив некоторые подсчеты, и оценив современные виды животных с точки зрения их адаптивности, ученые пришли к выводу, что в будущем миром будут править именно крысы.
Особенность массовых вымираний состоит в том, что они дают шанс на процветание тем видам, которые ранее жили в тени более успешных животных. После предположительной глобальной катастрофы пережившие ее крысы, вероятно, станут намного крупнее, поскольку вымрут их главные враги. Кошки и свиньи тоже были одними из кандидатов на будущих творцов истории, но у грызунов все же больше опыта и навыков выживания в самых суровых условиях и вопреки целым программам по их уничтожению. По мнению авторов этого же исследования, у людей практически нет никаких шансов пережить будущее массовое вымирание.
4. Крысы способны учуять туберкулез, особенно если им заболел ребенок 
Фото: Live Science
В 2016 году от туберкулеза умерло около 1,3 миллиона человек, включая 130 000 детей. Эту болезнь очень сложно перебороть, а дети в этом плане и вовсе подвержены особенному риску. В юном возрасте мы не способны производить достаточно слюны и слизи, и в результате забор образцов для анализа у ребенка представляет собой отдельную сложность. По статистике детям, больным туберкулезом, на 60-70% чаще ставят неправильный диагноз и отправляют их домой, не обнаружив проблемы.
Доктора из Мозамбика и Танзании знали, что при некоторых заболеваниях легких от человека пахнет особенным образом, и это навело их на одну интересную идею. При туберкулезе образуются определенные химические соединения, и африканские врачи решили попробовать научить крыс распознавать их запах.
Медики буквально сели на мотоциклы и отправились в несколько местных клиник для забора образцов слизи и слюны пациентов, страдающих от туберкулеза. Затем в эксперименте приняли участие гамбийские крысы (те самые сапёры из 6 пункта). Грызунам дали понюхать образцы, чтобы посмотреть, справятся ли они с задачей выявления болезни.
Стандартные тесты обнаружили туберкулез лишь у нескольких детей, тогда как крысы учуяли болезнь у еще немалого количества ребят, чьи результаты анализов были отрицательными. Точность выявления болезни возросла на целых 40%. Лучше всего крысы справлялись с обнаружением туберкулеза именно у детей, хотя в случае взрослых им тоже нередко удавалось учуять болезнь там, где обычные тесты оказались неэффективными.
3. Крысы на дистанционном управлении 
Фото: NBC News
Существует сразу несколько исследований, в ходе которых ученым удалось создать чуть ли не крыс-роботов. В одном таком эксперименте животным вживили процессор, после чего подопытные крысы даже управляли автоматизированными конечностями силой мысли.
В 2002 году ученые разработали довольно необычное сочетание компьютера и крысы, поместив в мозг грызуна электроды, и создав таким образом дистанционно управляемого зверька. Подопытные животные, по сути, стали участниками обучающей программы очень необычного вида. Когда крысы справлялись с поставленными задачами, свою награду они получали через импульс от вживленных электродов. В течение 10 сессий грызуны научились следовать указаниям ученых. Исследователи давали им команды взбираться по лестницам, лазать по деревьям и даже идти навстречу опасности. Все это люди делали, печатая задания на компьютере. Крысы выполняли все поручения достаточно точно в течение почти часа.
Однако эксперты в области биотехнологий раскритиковали этот эксперимент, поскольку он связан с хирургическим внедрением имплантов и электронным управлением живым существом против его воли, а это очевидно спорная методика с точки зрения этики и морали. Проект финансировало Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), и некоторые критики беспокоятся о том, что с него может начаться милитаризация природы. Ученые, которые работали над этим проектом, считают, что их «робокрысы» были созданы только для блага человечества.
2. Они обладают эмпатией 
Фото: Live Science
Крысы восприимчивы к эмоциям своих сородичей. Это явление называют еще эмоциональным заражением, и именно оно и запускается в действие, когда небольшая группка маленьких детей начинает вести себя одинаково. Стоит одному ребенку заплакать, как все остальные тоже начнут рыдать, пускай они даже и не будут понимать причины для слез. Схожим образом крысы демонстрировали боль или страх, когда они ощущали эти чувства от других членов своей группы.
В 2011 году ученые провели эксперимент, целью которого был поиск ответа на вопрос о том, способны ли крысы на эмпатию. Эмоциональное заражение можно рассматривать в качестве естественной реакции, основанной на элементарных инстинктах, но эмпатия требует уже более серьезного и осознанного отношения. Для этого чувства крыса уже должна быть способна распознать страдание другой особи, а затем переступить через собственные страхи, чтобы помочь сородичу в беде.
Для начала крыс разбили на пары, чтобы они прожили вместе на протяжении 2 недель. Так между зверьками возникала тесная связь. Затем одну из крыс запирали в тесную прозрачную коробку. Сначала вторая, свободная крыса вела себя настороженно из-за этих изменений. Однако вскоре незапертые зверьки начали освобождать своих друзей из неволи. Ученые специально сконструировали эти контейнеры так, чтобы их можно было открыть только снаружи, а значит и так, чтобы проверить, придет ли одна крыса на помощь другой.
Для чистоты эксперимента в клетках оставляли несколько подобных прозрачных коробов. В одних не было совсем ничего, а в других были закрыты обычные чучела крыс, но наши испытуемые их полностью игнорировали. Тогда исследователи поставили свободных крыс перед другим, более сложным выбором. В клетке прямо рядом с запертыми и испуганными крысами появился короб с вкусными угощениями. В итоге свободные грызуны отпирали оба бокса и делились едой со своими спасенными друзьями.
1. Они тоже пользуются интернетом 
Фото: nakedsecurity.sophos.com
Вы не поверите, но в мире существует пара реальных крыс, которые сумели обменяться информацией через интернет. Ну, или существовала. Один такой уникальный грызун жил в Северной Каролине, а второй – в Бразилии. Ученые оснастили их специальными устройствами – мозговыми интерфейсами, чтобы синхронизировать крыс для совместного выполнения задач через интернет.
Это было поистине выдающееся достижение, ведь крыс разделяли целые тысячи километров, но они все равно смогли обменяться сенсорной информацией и даже научили друг друга разным трюкам. Если один из грызунов справлялся с заданием плохо, второй грызун пытался помочь своему напарнику преуспеть.
Крысы принимали друг от друга мозговые сигналы с помощью крошечных электродов, размещенных в их черепе, которые преобразовывали неврологические сигналы в электронные. Процесс обмена получился весьма успешным и эффективным. Крысам удалось сотрудничать для решения самых разных непростых задачек, что доказало возможность связать 2 мозга на расстоянии.
В 2013 году, когда эксперимент был уже практически на своей финальной стадии, по интернету связали сразу несколько крыс, живущих на разных материках. Вопреки задержке сигнала и помехам на линии мозги этих подопытных грызунов все равно смогли обмениваться сенсорной информацией.
Источник