Лаборатория сравнительной этологии и биокоммуникации (Суров А.В.)

1. Структура и функция видовых систем коммуникации

1. Структура и функция сигналов разных модальностей:
   1. Зрительные сигналы, помимо млекопитающих (хомячки) и птиц,  изучаются у ящериц и насекомых
   2. Акустические сигналы изучаются на примере вокализации различных групп птиц
   3. Ольфакторные (запаховые) сигналы изучаются на примере хомячков
   4. Выявления общих принципов коммуникации животных, в том числе – с точки зрения ее отличий от речи человека

 

2. Микроэволюционные преобразования коммуникативных сигналов: сравнительных анализ видов разной степени близости (млекопитающие, птицы)
    
   1. Социальное поведение и социальная организация
   2. Исследования многообразия способов социальной организации в разных группах животных (млекопитающие, птицы, рептилии), в том числе в связи с адаптивной ценностью разных ее типов.

 

3. Эволюционные процессы с точки зрения участки в них коммуникативных систем
   1. Взаимоотношения близких видов в зонах вторичного контакта, системы этологических и экологических изолирующих механизмов
   2. Адаптивная радиация в таксонах ранга рода и семейства

Социальное поведение стрекоз-красоток (Е.Н. Панов, А.С. Опаев)

В 2010–2013 гг. сотрудники лаборатории изучили социальное и коммуникативное поведение двух видов стрекоз-красоток – блестящей (Calopteryx splendens) и красотки-девушки (C. virgo). Эти насекомые обладают хорошим зрением, которое играет важную роль и во внутривидовых взаимодействиях. Показано, что разные компоненты социосексуального поведения у каждого вида функционально согласованы таким образом, что складываются в  уникальный для поведенческий синдром, отдельные части которого не обязательно адаптивны сами по себе. Иными словами, отдельные позы или короткие действия (например, взлеты) стрекоз не имеют однозначного коммуникативного значения.

Спаривание самца красотки-девушки, внешний облик которого заметно изменен – крылья покрашены белым. Мы провели несколько таких опытов с «перекраской» самцов. Поведение их, а также успех у самок, не изменились. Это подтверждает, что отдельные компоненты (в данном случае – окраска крыльев) целостного морфо-поведенческого синдрома не адаптивны сами по себе, как часто думают. Фото Е.Н. Панова (из: Panov et al., 2016).

Публикации:

1. Панов Е.Н., Опаев А.С. 2013. Поведение самцов в репродуктивных поселениях красотки блестящей (Calopteryx splendens, Insecta, Odonata) // Зоол. журн. Т. 92. № 1. С. 24–31.
2. Opaev A.S., Panov E.N. 2016. Space use in territorial and non-territorial male Calopteryx splendens (Odonata: Calopterygidae) // Odonatologica 45(1/2): 57–76.
3. Panov E.N., Opaev A.S., Pavlova E.Yu., Nepomnyashchikh V.A. 2016. Behaviour of two demoiselle species (Calopteryx splendens, C. virgo) during social interaction: a signal or a symptom? // Russian Entomol. J. 25(1): 103–120.

 

 

Поведение человека (Е.Н. Панов)

Е.Н. Панов опубликовал серию монографий, посвященных коммуникации и социальному поведению человека, эволюции этих признаков, а также принципиальным различиям между коммуникацией животных и языком человека. Эти книги обобщают более чем 45-летний опыт автора в изучении сигнального поведение различных групп животных, наложенный на анализ многочисленных литературных источников по поведению и эволюции человека.

Публикации:

1. Панов Е.Н. 2001. Бегство от одиночества. Индивидуальное и коллективное в природе  и в человеческом обществе. М.: Лазурь. 637 с.
2. Панов Е.Н. 2005. Знаки, символы, языки. Коммуникация в царстве животных и в мире людей. Изд. 5-е. М.: КМК Sci. Press. 496 с.
3. Панов Е.Н. 2012. Парадокс непрерывности: языковой рубикон. О непреодолимой пропасти между сигнальными системами животных и языком человека. М.: Языки славянских культур. 456 с.
4. Панов Е.Н. 2014. Половой отбор: теория или миф? Полевая зоология против кабинетного знания. М.: Тов-во научных изданий КМК. 412 с.
5. Панов Е.Н. 2014. Эволюция диалога. Коммуникация в развитии: от микроорганизмов до человека. М.: Языки славянской культуры. 400 с.
6. Панов Е.Н. 2017. Человек – созидатель и разрушитель: Эволюция поведения и социальной организации. М.: Издательский дом ЯСК. 634 с.

Е.Н. Панов разработал представление о механизмах функционирования коммуникативных систем животных. В его основе лежит идея о вырожденности функционального значения коммуникативных сигналов. Это значит, что сигнал каждого типа не имеет четкого «значения» – это «значение» может меняться в зависимости контекста. Поэтому любой сигнал, взятый в отдельности, не вызывает однозначного ответа у оппонента. Лишь целая группа сигналов в определенном контексте может информировать оппонента о мотивационном и/или физиологическом состоянии особи-отправителя. Существенным в данной системе взглядов является принципиальная невозможность разделения коммуникативно-«значимых» и «незначимых» сигналов. Данные представления разработаны и уточнены при изучении поведения птиц, млекопитающих, рептилий и насекомых.

Панов Е.Н. 2012. Избранные труды по этологии и эволюционной биологии. М.: Тов-во научных изданий КМК. 695 с.

Панов Е.Н. 2012. Парадокс непрерывности: Языковой рубикон. О непреодолимой пропасти между сигнальными системами животных и языком человека. М.: Языки славянских культур. 456 с.

Панов Е.Н. 2013. Эволюция диалога. Коммуникация в развитии от микроорганизмов до человека. М.: Языки славянских культур. 399 с.

 

Теоретически разработаны и экспериментально обоснованы новые представления о том, что обонятельные сигналы млекопитающих не вызывают однозначно детерминированных реакций. Они лишь могут инициировать разворачивание поведенческих последовательностей, являясь инструментом тонкой подстройки поведения и физиологических реакций. Именно поэтому феромоны (обонятельные сигналы) млекопитающих действуют по иным принципам, чем у насекомых (у которых феромоны часто вызывают однозначный поведенческий ответ).

Разработаны представления об искусственных феромонах млекопитающих. Впервые создан искусственный половой феромон сирийского хомяка (Mesocricetus auratus): они стимулирует половое поведение самца при нанесении на шкурку другого самца того же вида. Искусственный феромон состоит из трех серосодержащих соединений: 3-бутантиола, 2-изопентантиола и 3-пентатиола.

Сформулирована концепция обонятельного образа полового партнера. Показано, что его формирование происходит в онтогенезе постепенно под влиянием социального окружения и полового опыта. Выявлено, что помимо видоспецифических, могут быть универсальные компоненты обонятельного образа, отвечающие, в частности, за распознавание пола и физиологического состояния. Видовая (или видоспецифическая) компонента формируется в раннем онтогенезе под влиянием социального опыта. Половой опыт закрепляет и завершает формирование актуального образа полового партнера.

 

Выявлены общие закономерности химического строения компонент релизер-феромонов млекопитающих. Это наличие атомов, ключевых для узнавания молекулярными рецепторами в трехмерном пространстве на поверхности молекул феромонов. При этом функциональные группы органических веществ не являются необходимым признаком проявления феромональных свойств.

Панов Е.Н., Непомнящих В.А., Рубцов А.С. 2004. Организация песни у камышевки-барсучка, Acrocephalus schoenobaenus (Passeformes, Sylviidae) // Зоол. журн., 83(4): 464–479.

Панов Е.Н., Непомнящих В.А., Зыкова Л.Ю. 2006. Организация песни у обыкновенной овсянки, Emberiza citrinella (Aves: Emberizidae) // Зоол. журн., 85(9): 1341–1354.

Панов Е.Н., Непомнящих В.А., Рубцов А.С. 2006. Организация песни у лесного конька (Anthus trivialis, Motacillidae) // Зоол. журн., 85(1): 84–100.

Непомнящих В.А., Опаев А.С. 2014. Корреляции в ритмической организации пения у дроздовидной камышевки (Acrocephalus arundinaceus, Sylviidae, Aves) // Доклады Академии наук. Т. 454. №2. С. 241–243.

 

Изучено социальное и коммуникативное поведение двух видов стрекоз-красоток – блестящей (Calopteryx splendens) и красотки-девушки (C. virgo). Эти насекомые обладают хорошим зрением, которое играет важную роль и во внутривидовых взаимодействиях. Показано, что разные компоненты социосексуального поведения у каждого вида функционально согласованы таким образом, что складываются в  уникальный для поведенческий синдром, отдельные части которого не обязательно адаптивны сами по себе. Иными словами, отдельные позы или короткие действия (например, взлеты) стрекоз не имеют однозначного коммуникативного значения.

Панов Е.Н., Опаев А.С. 2013. Поведение самцов в репродуктивных поселениях красотки блестящей (Calopteryx splendens, Insecta, Odonata) // Зоол. журн. Т. 92. № 1. С. 24–31.

Opaev A.S., Panov E.N. 2016. Space use in territorial and non-territorial male Calopteryx splendens (Odonata: Calopterygidae) // Odonatologica 45(1/2): 57–76.

Panov E.N., Opaev A.S., Pavlova E.Yu., Nepomnyashchikh V.A. 2016. Behaviour of two demoiselle species (Calopteryx splendens, C. virgo) during social interaction: a signal or a symptom? // Russian Entomol. J. 25(1): 103–120.

 

Птицы. Сравнительное изучение поведения четырех видов камышевок выявило  независимую (мозаичную) эволюцию различных компонент коммуникативного поведения. Ярким примером может служить пение. Так, камышевки туркестанская (Acrocephalus strentoreus) и восточная (A. orientalis) используют очень сходные звуки в своих песнях. А особенности структуры слогов (из нескольких звуков) объединяют восточную камышевку уже с австралийской (A. australis), противопоставляя туркестанской. Мозаичность в эволюции коммуникативного поведения может быть связана, в том числе, с ролью случайных факторов в эволюции этих признаков.

Опаев А.С. 2010. Основные направления дивергенции криптических видов птиц (на примере комплекса «дроздовидная камышевка»). Автореф. дис. канд. биол. наук. М. 24 с.

Опаев А.С., Иваницкий В.В. 2010. Рекламная вокализация туркестанской камышевки (Acrocephalus stentoreus, Sylviidae) // Зоол. журн. Т. 89. № 2. С. 198–211.

Опаев А.С. 2010. Роль случайных факторов в эволюции песни птиц (на примере комплекса «дроздовидная камышевка») // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых. Материалы конференции молодых сотрудников и аспирантов ИПЭЭ РАН 8–9 апреля 2010 года.  М.: Тов-во научных изданий КМК. С. 215–220.

 

 

Птицы. На примере некоторых видов камышевок (Acrocephalus) и чеканов (Saxicola) показано, что для близких видов воробьиных птиц характерны наибольшие различия в особенностях территориального поведения –  по сравнению с чертами гнездовой биологии и некоторыми другими. Так, у трех евразийских представителей комплекса дроздовидная камышевка (Acrocephalus arundinaceus – complex) нами описано для типа пространственно-этологической структуры. У туркестанской камышевки (A. stentoreus) территориальность «рыхлая», что связано с высокой социальной толерантностью по отношению к конспецификам. А камышевки дроздовидная (A. arundinaceus) и восточная (A. orientalis) – виды строго-территориальные. Особенности туркестанской камышевки позволяют этому виду селиться в подходящих местах с большой плотностью. Это может быть выгодно для вида, часто гнездящегося (в отличие от прочих двух) в отсутствии трофических конкурентов.

Опаев А.С. 2008. Социальная организация и гнездовая биология туркестанской камышевки Acrocephalus stentoreus (Hemprich et Ehrenberg, 1833) // Поволжский экол. журн. №4. С. 304–316.

Опаев А.С. 2010. Основные направления дивергенции криптических видов птиц (на примере комплекса «дроздовидная камышевка»). Автореф. дис. канд. биол. наук. М. 24 с.

Головина М.В., Опаев А.С. 2016. Гнездовая биология и социальная организация восточносибирского черноголового чекана – Saxicola (torquatus) stejnegeri (Parrot, 1908) (Muscicapidae, Aves) // Поволжский экологический журнал. №2. С. 131–143.

 

Рептилии. Получены данные о поведении и социальной организации двух видов ящериц – серого варана (Varanus griseus, 5 лет наблюдений) и скальной ящерици (Darevskia brauneri, 9 лет). Обоим видам свойственны низкая способность к расселению, низкий репродуктивный потенциал, позднее созревание и большая продолжительность жизни. Это способствует формированию сложных социальных связей в поселениях этих животных. Выяснилось, что у варана и ящерицы характер межперсональных отношений не имеет врожденной природы, а формируется под влиянием индивидуального опыта, в том числе социального – в частности, в зависимости от частоты встреч животных. Поэтому социальная структура каждого из этих видов оказывается гибко связанной с плотностью населения и демографической структурой популяции.

Tsellarius A.Yu., Men’shikov Yu.G. 1994. Indirect communication and its role in the formation of social structure in Varanus griseus (Sauria) // // Russian J. Herpetol., 1(2): 112–132.

Tsellarius A.Yu., Men’shikov Yu.G., Tsellarius E.Yu. 1995. Spacing pattern and reproduction in Varanus griseus of  western Kyzylkum // Russian J. Herpetol., 2(2): 153–165.

Целлариус А.Ю., Целлариус Е.Ю., Галоян Э.А. 2016. Социальные взаимоотношения самцов и самок скальной ящерицы Darevskia brauneri (Lacertidae). 1. Дружественная моногиния самцов и полиандрия самок // Зоол. журн., 95(7): 848–859.

Целлариус А.Ю., Целлариус Е.Ю., Галоян Э.А. 2016. Социальные взаимоотношения самцов и самок скальной ящерицы Darevskia brauneri (Lacertidae). 2. Поиск постоянного участка обитания, критерии выбора социального партнера и факторы дружественной интеграции диад // Зоол. журн., 95(11): 1343–1353.

Целлариус А.Ю., Целлариус Е.Ю., Галоян Э.А. 2017. Социальные взаимоотношения самцов и самок скальной ящерицы Darevskia brauneri (Lacertidae). 3. Конкуренция самок и ее роль в формировании интерсексуальных дружественных взаимоотношений // Зоол. журн., 96(4): 439–448.

 

Для оценки  темпов эволюционных преобразований сигнального поведения птиц сравнивали уровни его дивергенции в двух таксонах (лебеди Cygninae и журавли Gruidae), различающихся по данным палеонтологии  эволюционным  возрастом (соответственно, плиоценовый и миоценовый). Во-первых, не удалось подтвердить рабочую гипотезу, согласно которой уровень дивергенции структурных характеристик сигнального поведения рецентных видов журавлей (более древней группы) выше, чем у представителей подсемейства лебедей. Уровни дивергенции в обеих группах оказались примерно одинаковы. Во-вторых, внутри каждой из этих двух групп выявлено, что эволюционно более молодые виды как лебедей, так и журавлей виды имеют упрощенное (в структурном плане) и менее стереотипное поведение. Эти данные прямо противоречат известной гипотезе ритуализации, согласно которой в ходе эволюции количество структурно-сложных стереотипных демонстраций увеличивается.

Литература:

Панов Е.Н., Павлова Е.Ю. 2007. Сравнительная этология лебедей (Cygnus, Anseriformes) мировой фауны. 2. Акустические компоненты поведения // Зоол. журн., 86(5): 600–619.

Панов Е.Н., Павлова Е.Ю. 2007. Сравнительная этология лебедей (Cygnus, Anseriformes) мировой фауны. 2. Акустические компоненты поведения // Зоол. журн., 86(6): 709–738.

Опаев А.С., Панов Е.Н., Павлова Е.Ю. 2009. Сравнительный анализ акустической сигнализации некоторых видов журавлей (Gruiformes, Gruidae) // Зоол. журн. Т. 88. № 10. С. 1230–1247.

Панов Е.Н., Павлова Е.Ю., Непомнящих В.А. 2010. Сигнальное поведение журавлей (стерха – Sarcogeranus leucogeranus, даурского – Grus vipio, японского – Grus japonensis) в свете гипотезы ритуализации // Зоол. журн. Т. 89. № 8. С. 978–1006.

Масштабный филогеографический анализ образцов обыкновенного хомяка (Cricetus cricetus), проведенный на территории России и Казахстана выявил не только новые, ранее неизвестные филогруппы, но и показал, что Кавказская филогруппа является сестринской по отношению к Северной, обитающей в Западной Европе. Полученные результаты позволили выдвинуть гипотезу о том, что в позднем плейстоцене в северном Средиземноморье непрерывный ареал этого вида простирался от центральной и южной частей современной Франции до Кавказа (рис.), однако его распространение впоследствии было прервано, вероятно, из-за изменений климата.

 

Гипотетический ареал обыкновенного хомяка в позднем плейстоцене

Опубликовано: Feoktistova NY, Meschersky IG, Bogomolov PL, Sayan AS, Poplavskaya NS, Surov AV (2017). Phylogeographic structure of the Common hamster (Cricetus cricetus L.): Late Pleistocene connections between Caucasus and Western European populations. PLoS ONE 12 (11). IF = 2.8.

Относительная численность обыкновенного хомяка в Восточной Европе и России до 1970 г. (сверху) и в настоящее время (снизу)

 

Установлен и исследован уникальный феномен масштабного вымирания и одновременной синантропизации некогда массового вида грызуна – обыкновенного хомяка Cricetus cricetus. На всем ареале, который составляет более 6 млн. км2, вид испытывает резкое снижение численности, особенно выраженное в Западной и Центральной Европе.

Динамика фрагментации ареала и снижения интенсивности размножения позволяет прогнозировать полное исчезновение хомяка в западной части ареала к 2020-2038 гг.

В то же время обыкновенный хомяк увеличивает численность в ряде российских городов (Нальчике, Кисловодске, Владикавказе, Симферополе), где он осваивает разные экологические ниши.

Снижение размера выводков обыкновенного хомяка в Западной Европе

Surov A., Banaszek A., Bogomolov P., Feoktistova N., Monecke S., 2016. Dramatic global decrease in the range and reproduction rate of the European hamster Cricetus cricetus // Endangered species research. Vol.31: 119-145.

1. Коммуникация пеночек и овсянок. Проект РФФИ «Механизмы коммуникации «сложными» сигналами: кодирование территориальной агрессии в пении воробьиных птиц», руководитель А.С. Опаев. Суть проект состоит в том, чтобы выяснить, каким образом избранные виды пеночек (Phylloscopus) и овсянок (Emberiza) своим пением могут выражать агрессивный настрой. Для этого на участке самца устанавливается портативная колонка, через которую проигрывается пение данного вида. Самец думает, что это противник.  А поскольку никакого противника он не видит, то пытается прогнать его лишь голосом. Т.е. начинает петь азартнее. Что значит это самое «азартнее» и надо узнать в ходе выполнения проекта. Для этого агрессивный ответ самца будет сравнен с его обычным пением (когда рядом никого нет). Это поможет выяснить, какие конкретные параметры пения могут «кодировать» агрессивную мотивацию.

2. Эволюция пения воробьиных птиц (А.С. Опаев). Это исследование посвящено изучению (в сравнительном аспекте) организации песенных циклов у представителей разных семейств певчих воробьиных птиц (подкласс Oscines), имеющих разный эволюционный возраст – от древних к наиболее молодым. На основе этих данных будут сделаны выводы о направлениях и возможных причинах эволюции этих признаков.

 

Суров	Алексей	Васильевич	Заведующий лабораторией, Главный научный сотрудник	д.б.н.	член-корреспондент РАН
Феоктистова	Наталья	Юрьевна	Главный научный сотрудник	д.б.н.
Богомолов	Павел	Леонидович	Старший научный сотрудник	к.т.н.
Кропоткина	Мария	Владиславовна	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Диатроптов			Старший научный сотрудник	д.н.
Купцов	Александр	Викторович	Научный сотрудник	к.б.н.
Васильева	Нина	Юрьевна	Старший научный сотрудник	к.б.н.	Доцент
Крутова	Виктория	Ивановна	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Хрущова	Анастасия	Михайловна	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Целлариус	Алексей	Юрьевич	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Галоян	Эдуард	Арташесович	Научный сотрудник	к.б.н.
Опаев	Алексей	Сергеевич	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Маслова (Поплавская)	Наталья	Сергеевна	Старший научный сотрудник	к.б.н.
Ганицкая	Юлия	Владимировна	Младший научный сотрудник		Аспирант
Куприянов	Владимир	Павлович	Младший научный сотрудник
Шишкина	Екатерина	Михайловна	Младший научный сотрудник
Карманова			Младший научный сотрудник
Фетисова			Младший научный сотрудник
Демьянец			Младший научный сотрудник
Хобрянкина	Таисия	Александровна	Ведущий инженер
Кузнецов	Владислав	Анзорович	Ведущий инженер
Назаров			Ведущий инженер
Румянцев			Ведущий инженер
Купцова			Старший инженер
Катловская	Ирина	Сергеевна	Младший научный сотрудник
Чистякова			Инженер
Рюриков	Георгий	Борисович	Ведущий инженер
Колесникова	Ирина	Юрьевна	Ведущий инженер
Кузнецова	Екатерина	Владимировна	Научный сотрудник
Гуреева	Анна	Владимировна	Младший научный сотрудник		Аспирант
Саян	Александра	Сергеевна	Младший научный сотрудник