О биологических преимуществах жизни в стае высказывалось много гипотез. К числу наиболее популярных относятся (1) расширение контроля над окружающей средой за счет «коллективного использования» индивидуальных органов чувств; (2) снижение нагрузки на нервную систему животного за счет коллективного контроля над окружающей средой и, как следствие, снижение уровня стресса; (3) рассредоточение внимания хищника при атаках.

Статья, опубликованная в октябре в Журнале экспериментальной биологии (Journal of Experimental Biology), позиционируется как экспериментальное подтверждение гипотезы о снижении энергетических расходов организмом при жизни в стае. Действительно, впервые показано, что присутствие всего нескольких особей своей стаи влияет не только на поведение, но и непосредственно на уровень потребления кислорода организмом.

Работа выполнена на коралловых рыбках Chromis viridis. Авторы придумали, как измерить уровень потребление кислорода у отдельной свободно плавающей рыбки при разной социальной ситуации вокруг нее. Рыбу помещали в прозрачный пластиковый отсек респирометра, соседние отсеки либо пустовали, либо заполнялись шестью рыбками из знакомой стаи. Стайные рыбы демонстрировали стресс реакцию на помещение в респирометр, которая не зависела от социального окружения. Однако после нескольких часов проявлялись выраженные различия в потреблении кислорода у рыб, находившихся в респирометре в одиночестве и в окружении шести соседей. У изолированных животных потребление кислорода возрастало почти на 30 %! Это очень большие изменения. Длительное содержание стайной рыбы в изоляции приводило даже к снижению ее веса в течение первой недели при питании ad libitum (без ограничения). Эти результаты хорошо согласовались с гипотезой об энергетических выгодах стайного образа жизни, а в количественном аспекте даже превзошли ожидания исследователей.

Фотография с сайта seafishes.wordpress.com

JEB (2016) 219, 2802-2805 doi:10.1242/jeb.139493

Некоторые трудности в интерпретации появляются у авторов при сопоставлении уровня метаболизма стайных и длительно изолированных (в течение двух недель) рыб. Длительно изолированные рыбы вопреки ожиданиям исследователей демонстрировали в два раза более слабую стрессовую реакцию на помещение в респирометр, независимо от окружающей социальной обстановки. А далее между ними и рыбами, жившими в стае, не было различий по потреблению кислорода. И те и другие демонстрировали более низкое потребление в окружении соседей.

Таким образом, оказалось, что снижение стрессовой реакции организма как одно из ключевых объяснений уменьшения энергетических расходов в стае, не работает. Реакция стресса была не выше, а, наоборот, ниже у изолированных рыб. Очевидно механизм снижения метаболических расходов в присутствии соседей в данной ситуации активируется независимо от уровня стрессовых реакций. А также независимо от предыдущего социального опыта животного и степени новизны социальной обстановки. В чем может быть биологический смысл этих «прямых» эффектов? И каковы возможные физиологические механизмы?

В отношении последних, интересно вспомнить работы на саранче, которые показали, что присутствие особей своего вида приводит к росту концентрации нейротрансмиттера серотонина в определенных областях нервной системы, и именно серотонин отвечает за изменения в поведении при переходе к стайному образу жизни. Для многих нейротрансмиттеров показаны прямые эффекты на метаболические функции, и биологический смысл этих прямых эффектов обсуждался. Мы предполагаем, что преднастройка метаболизма на уровень ожидаемой активности и предполагаемых трат происходит с упреждением, заранее. В этом отношении быстрые прямые сигналы от внешней среды на активность метаболизма понятны и оправданы. Не исключено, что похожие механизмы работают и у коралловых рыб.

Новость подготовила © 2016 Дьяконова В.Е.
10.10.2016