Соблюдай дистанцию. Почему омары бывают умнее людей

Авторы Scientific American Дана Хоули и Джулиа Бак в своей статье в контексте пандемии Covid-19 приводят примеры социального дистанцирования в животном мире.

Юный карибский колючий омар возвращается в свою узкую нору на рифах Флорида-Кис после ночи охоты на вкусных моллюсков. Зачастую лобстеры делят друг с другом эти расщелины, и сегодня туда заявился новенький. Но что-то с ним не так. Химические элементы в его моче имеют иной запах. Такие вещества вырабатываются, когда омар заражен вирусом Panulirus argus virus 1, и поэтому здоровый омар, который вернулся с пиршества, встревожен. И как бы ни было сложно найти укрытие, столь же хорошо защищенное от хищников, животное уходит – на открытое пространство и подальше от смертельного вируса.

Реакция лобстера на болезнь, которую можно наблюдать и в ходе лабораторных экспериментов, и в "поле", та же, с которой мы очень близко столкнулись в этом году – это социальное дистанцирование. С целью помешать распространению Covid-19 были разорваны контакты людей с их близкими и друзьями. И это было очень трудно. А многие усомнились в его необходимости. Тем не менее, несмотря на то, что нам оно кажется неестественным, в природе социальное дистанцирование широко распространено. Помимо омаров, такие животные, как обезьяны, рыбы, насекомые и птицы, выявляя больных представителей своего вида, держат с ними дистанцию.

Такое поведение широко распространено, поскольку помогает выжить социализированным животным. И хотя, проживая вместе, им легче добывать добычу, сохранять тепло и защищаться от хищников, такая жизнь также способствует вспышкам инфекционных заболеваний. (Просто пообщайтесь с любым родителем, чей ребенок ходит в детский сад). Этот повышенный риск стимулировал эволюцию поведения, которое помогает животным избегать инфекции. Животные, которые придерживаются социальной дистанции во время эпидемии, с большой долей вероятности останутся живы. А это, в свою очередь, увеличивает их шансы произвести потомство, которое также будет практиковать социальное дистанцирование, когда столкнется с болезнью. Эти действия мы называем "поведенческим иммунитетом". У диких животных вакцин нет, но они могут предотвратить распространение болезни.

В то же время у поведенческого иммунитета есть свои издержки. Социальное дистанцирование от других представителей вашего вида, даже временное, ведет к тому, что вы упустите многочисленные преимущества, которые ранее благоприятно сказывались на социальной жизни. И ученые выяснили, что полное дистанцирование – это лишь один из подходов животных. Некоторые социальные виды продолжают держаться вместе, когда другие уже заразились, но, к примеру, начинают иначе ухаживать за собой; а другие, например, муравьи, ограничивают свои контакты с особями, имеющими огромное значение для всей колонии – все это делается для снижения риска заражения.

Способность колючих омаров выявлять и избегать зараженных соплеменников была главной причиной того, как им удается побороть вирус Panulirus argus 1, который убивает более половины всех молодых омаров. Молодые омары — легкая добыча для вируса, поскольку они крайне социальны, порой проживая в группах численностью до 20 особей. Их безопасные убежища в губках, кораллах или расщелинах на дне океана, а также арсенал шипов помогают им защищаться от голодных хищников вроде спинороговых. Несмотря на это, в начале 2000-х ученый Дон Берингер из Университета Флориды и его коллеги обратили внимание на то, что некоторые молодые омары держатся особняком, пусть это и делает их уязвимым. Ученые обнаружили, что большинство этих одиночек были заражены вирусом. Исследователи также предположили, что это не выбор омаров – просто их избегают другие особи. Чтобы подтвердить свою догадку, они поместили нескольких омаров в аквариумы, где здоровые особи выбирали между пустым искусственным убежищем или тем, которое было занято здоровым или больным омаром. В статье, опубликованной в 2006 г. в журнале Nature, ученые сообщили, что в отсутствие болезни здоровые лобстеры предпочитали социализацию и укрытия со здоровым омаром, но не пустые. И в то же время, омары наотрез отказывались от убежищ, где жили зараженные вирусом особи, хотя из-за этого им и приходилось становиться отшельниками.

В еще одном исследовании, опубликованном в 2013 г. в Marine Ecology Progress Series Берингер и его коллега Джошуа Андерсон доказали, что здоровые омары идентифицируют зараженных с помощью обоняния. Оказывается, в моче инфицированных омаров есть химические вещества, которые сигнализируют об опасности для здоровых особей. После того, как ученые заклеили мочеполовые органы зараженных омаров, здоровые особи более их не избегали.

Когда омары определяют зараженного, они готовы к серьезному риску, лишь бы не подхватить болезнь. И после того, как Марк Батлер из Университета Олд Доминион и его коллеги в Флорида-Кис привязали больного омара в убежище с здоровыми, то увидели, что здоровые особи уходили на открытое пространство, где подвергались гораздо большему риску быть съеденными. Повторив эксперимент с привязанным, но здоровым омаром, команда Батлера выявила, что массового бегства не произошло. В своем исследовании, опубликованном в 2015 г. в PLOS One, ученые использовали математические модели, чтобы доказать, что дистанцирование, хотя и не без ущерба, предотвращает вспышки вируса, которые в противном случае уничтожили бы популяции омаров.

Омары — далеко не единственные животные, которые осознали, что преимущества социального дистанцирования иногда перевешивают ущерб. Некоторые другие животные также придумали свои способы повысить шансы на выживание с помощью социального дистанцирования таким образом, чтобы защитить наиболее ценных или уязвимых в своей группе. Самые яркие примеры можно встретить среди социальных насекомых, где у разных членов колонии разные роли, помогающие выживанию колонии.

В ходе исследования, проведенного под руководством Натали Строймейт из Бристольского университета (Англия) и результаты которого опубликованы в журнале Science в 2018 г., ученые использовали крошечные цифровые метки, чтобы отслеживать перемещения в колонии обычных садовых муравьев во время эпидемии, вызванной спорами Metarhizium brunneum. Споры этого гриба передаются от муравья к муравью посредством физического контакта; требуется один-два дня, чтобы споры проникли в тело муравья и стали причиной болезни, которая часто приводит к летальному исходу. Период времени между контактом заражением позволил Строймейт и ее коллегам отследить, как изменилось поведение муравьев спустя сутки после того, как они обнаружили споры грибка в своей колонии; и до того, как у муравьев, подвергшихся воздействию спор, были обнаружены симптомы болезни.

Чтобы зафиксировать реакцию муравьев на распространение болезни в колонии, ученые заразили муравьев-фуражиров, регулярно покидающих колонию. Скорее всего, именно они могут случайно столкнуться со спорами во время поиска пищи, поэтому такой подход отлично имитировал естественный путь попадания спор в колонию. А после поведение муравьев в 11 зараженных грибком колониях сравнивали с тем же числом контрольных колоний, где на фуражиров наносили безвредный стерильный раствор. Муравьи в очень быстро перешли к социальному дистанцированию. Уже в течение 23 часов фуражиры самоизолировались, проводя куда больше времени вдали от колонии, нежели фуражиры из контрольной группы.

Здоровые муравьи в колониях, пораженные грибком, также существенно снижали свое социальное взаимодействие, но то, как именно они это делали, зависело от их роли в колонии. На время распространения болезни неинфицированные фуражиры, часто контактирующие с потенциальными переносчиками болезни, также держались на расстоянии от колонии. Тем самым они не подвергали риску репродуктивно ценных членов колонии (королеву и "медсестер", которые ухаживают за яйцами). Медсестры также предприняли определенные меры – переместили яйца подальше вглубь колонии и от тех, кто приносит еду. Сигналы, с помощью которых муравьи сообщают об обнаружении и необходимости реагировать на грибок, пока неизвестны, но такого плана социальное дистанцирование было настолько эффективным, что все королевы и большинство медсестер из колоний к концу эпидемий оставались живы.

Садовые муравьи защищают наиболее ценных членов своей колонии, однако некоторые птицы используют иную стратегию, возможно, полагаясь на собственный иммунитет и устойчивость к инфекции. Максин Зильберберг и ее коллеги разместили зябликов в трех соседних клетках. С одной стороны возле каждой птицы по центру находился здоровый зяблик, а с другой – тот, который казался больным (ему сделали укол, из-за которого он был вялым).

Фиксируя время, сколько птица из центральной клетки провела с той или иной стороны, ученые пришли к выводу, что зяблики в основном избегают птиц, кажущихся больными, но в зависимости также и от силы иммунной системы птицы. Птицы с более высоким уровнем антител в крови и с белком, который может свидетельствовать о более интенсивной иммунной реакции, не столь часто стремились держать дистанцию. Как сообщили ученые в работе, опубликованной в Biology Letters в 2013 г., птицы с более низким уровнем иммунитета максимально старались избегать больных особей.

Аналогичная картина наблюдалась и у гуппи, пораженных червем Gyrodactylus turnbulli. В рамках исследования, результаты которого опубликованы в 2019 г. в журнале Biology Letters, Джессика Стивенсон из Университета Питтсбурга разместила гуппи без червей в расположенном в центре аквариуме, по обеим сторонам которого находились еще два. Один был пуст, а во втором находились три гуппи, представляющий потенциальную угрозу заражения. Многие гуппи предпочитали держаться ближе к стороне аквариума, которая была ближе к гуппи из другого аквариума, что похоже является признаком социального поведения. В то же время некоторые гуппи-самцы старались наоборот находиться подальше от той стороны, и позднее стало известно, что именно эти гуппи очень восприимчивы к инфекции, вызываемой червем. Вполне логично, что эволюция будет способствовать более ярко выраженному социальному дистанцированию среди тех, кто в зоне риска.

Порой социальное дистанцирование предполагает и сохранение некоторых социальных контактов, даже если они повышают риск заболеть. Что отлично показывают на своем примере мандриллы — очень социальные приматы с поразительно яркими мордами. Этот вид, чьи группы могут насчитывать от десятков до сотен особей, обитает в тропических лесах экваториальной Африки. Группы зачастую состоят из нескольких членов семьи, которые ухаживают друг за другом. Такая забота улучшает гигиену и укрепляет социальные связи. Однако, как отметил Клемонс Пуаро и его коллеги в работе, опубликованной в 2017 г. в журнале Science, они меняют свое поведение в плане ухода за сородичами, дабы избежать контакта с зараженными. Ученые каждый день вели наблюдение за поведением мадриллов в заповеднике в Габоне и время от времени отбирали фекальные пробы, чтобы выяснить, какие животные были наиболее сильно заражены кишечными паразитами. Другие мандриллы всеми силами пытались не ухаживать за этими особями. И мандриллы могли определять степень инфицирования, благодаря лишь одному запаху: приматы, которым подложили два стебля бамбука, измазанные фекалиями, избегали того, который был в помете мандрилла со множеством паразитов.

И все же мандриллы время от времени отказываются от социального дистанцирования. В рамках еще одного исследования Пуаро выяснилось, что мандриллы продолжали ухаживать за некоторыми близкими родственниками с обилием паразитов, при этом держась подальше от других зараженных членов группы. В своей статье, опубликованной в журнале Biology Letters в 2020 г., ученые утверждают, что поддержание таких крепких союзов с конкретными сородичами предоставляет массу преимуществ как нечеловекообразным приматам, так и людям. К примеру, мандриллы-самки с такими крепкими социальными связями раньше начинают размножаться и у них больше потомков. Такое эволюционное преимущество, обусловленное поддержанием тесной взаимосвязи, может перекрывать риск потенциального заражения.

А социальные связи некоторых животных, также живущих группами, могут быть настолько сильными, что дистанцирования не будет, даже если сородичи явно больны. Так, исследование, проведенное Бонни М. Фэрбенкс и опубликованное в 2015 г. в журнале Behavioral Ecology and Sociobiology, показало, что полосатые мангусты не избегают членов группы, даже если у них проявляются явные симптомы заболевания. Полосатые мангусты – невероятно социальный вид, который обитает в Африке к югу от Сахары, и живут они в группах, насчитывающих до 40 членов семьи и особей, не являющихся родственниками. Члены группы вступают в тесное физическое взаимодействие, отдыхая на спине сородича или поочередно ухаживая друг за другом.

Соавтор статьи Кэтлин А. Александер из Virginia Tech обратила внимание на то, что многие мангусты из зоны, где проводился эксперимент, в Ботсване подвержены новой форме туберкулеза, на лечение которой уходят месяцы. Фэрбенкс провела месяцы в наблюдениях за шестью группами, пострадавшими от данного заболевания, отслеживая также все социальные взаимодействия членов группы. Удивительно, но здоровые мангусты продолжали тесно контактировать с явно больными членами группы. На самом деле они ухаживали за ними так же, как ухаживали за своими здоровыми сородичами, хотя больные мангусты гораздо реже отвечали взаимностью. Дистанцирование от больных членов группы может быть не столь критичным у видов, для которых тесное взаимодействие с целью добычи пищи и защиты от хищников является вопросом жизни и смерти.

Когда дело доходит до противодействия распространению новых болезней, таких как Covid-19, мы оказываемся в том же положении, что и другие животные. Как и в дикой природе, проверенные способы поведения вроде социального дистанцирования – это наши самые лучшие методы борьбы, пока не будут создана вакцина или организовано эффективное лечение. Но, как и другие животные, мы должны мыслить стратегически. Как и мандрилы или муравьи, мы можем сохранять социальные контакты, имеющие огромное значение, и дистанцироваться от тех, кто наиболее уязвим и кого мы можем случайно заразить. Успешная борьба колючих омаров с ужасным вирусом в Карибском бассейне доказала, что пусть рискованные последствия социального дистанцирования в долгосрочной перспективе обеспечивают выживание. Как бы это непривычно не звучало, но мы должны брать пример с животных.

У людей, как и других животных, долгая история борьбы с инфекционными заболеваниями. Многие из наших форм поведенческого иммунитета, такие как чувство отвращения к грязным или захламленным помещениям, — это результат эволюции. Однако у современных людей перед другими животными есть преимущества, когда мы сталкиваемся с эпидемиями. Например, сегодня мы можем мгновенно сообщать всему миру об угрозе со стороны новой болезни. Что дает нам возможность ввести социальное дистанцирование до того, как болезнь придет в наше локальное сообщество – инструмент, который уже спас множество жизней. Мы обладаем передовыми способами цифровой связи — от электронной почты до групповых видеочатов, которые позволяют нам сохранять физическую дистанцию, сохраняя при этом на определенному уровне социальную коммуникацию. Другие животные лишаются этих социальных связей. Но, пожалуй, самым серьезным преимуществом человека является способность разрабатывать сложные не поведенческие инструменты, а именно вакцины, которые останавливают болезнь без необходимости идти на кардинальные изменения в своем поведении. Вакцинация позволяет нам поддерживать насыщенную, интерактивную социальную жизнь, несмотря на такие опасные заболевания, как полиомиелит и корь, которые в противном случае могли бы нас уничтожить.