Чувствуют ли пресмыкающиеся боль

Учёные: чувствуют ли боль насекомые?

01 декабря 2019, 14:29 12905 0 Автор: Золотая Орда

Автор:
Золотая Орда

Человек разумное и высокочувственное существо способное к эмпатии. Говоря о чувствах, обычно имеют в виду переживания, возникающие в мозге под действием внешних и внутренних стимулов. Мозг здесь как «чёрный ящик», который сам по себе ничего не чувствует, лишь интегрируя и обрабатывая поступающие сигналы.

В зависимости от подхода у человека можно найти разное количество чувств — но как бы то ни было намного больше пяти. В самом радикальном случае ориентируются на разные типы рецепторов, что позволяет выделить целых 33 чувства, и то если тысячи обонятельных рецепторов считать за один. За пределы этих дверей восприятия нам, возможно, не вырваться никогда.

«Чувстовать боль» — человеческая категория, точно такая же как «любить баха» или «ностальгировать по прошлому». Она не есть автоматическая реакция на стимул — она — продукт сознания.

Об ощущениях позвоночных мы можем судить хотя бы по аналогии с людьми. Если уколовшееся животное ведёт себя так же, как уколовшийся человек, то, предположительно, оно ощущает то же самое. Конечно, это необязательно верно, но о других типах живых существ мы можем сказать ещё меньше.

Испытывают ли боль насекомые?

У дрозофилы найдены нейроны, по функции и составу белков сходные с болевыми рецепторами человека. Получив укол или обжегшись, они отстраняются от источника ощущений, но их восприятие боли должно существенно отличаться от нашего. Многие насекомые получив серьёзные повреждения (например, лишившись одной-двух ног), ведут себя так, словно ничего не случилось. А кузнечики сами отделяют конечности, если за них схватить.

У насекомых отсутствует привычная для человека болевая чувствительность. Данный класс беспозвоночных членистоногих не чувствует боль в привычном для человека понимании. Согласно научному определению, боль — это неприятное и эмоциональное переживание, связанное с реальным или потенциальным повреждением ткани.

Но, по мнению учёных, привычного человеку переживания насекомые не испытывают. Так, например, если у жука-плавунца отрезать заднюю пару ног, он начнет грести средней парой, а если травмировать среднюю, жук будет грести передними лапками.

Если же рассматривать боль с точки зрения физиологии, то это защитный механизм, который заставляет живые организмы уходить от различных раздражителей. В этом отношении, как и многие беспозвоночные животные, насекомые способны воспринимать и избегать опасных для себя внешних сигналов и демонстрировать ответную реакцию на них. Такая способность является важным приспособлением насекомых в борьбе за жизнь.

Так, например, мышцы жала пчелы, приводимые в движение нервным узлом, заставляют жало действовать даже когда его вырвали из тела насекомого.

Почему насекомые не испытывают боли?

Как показали результаты исследования группы учёных из Университета Сиднея (Австралия) и Университета Сунь Ятсена (Гуанчжоу, Китай), насекомые демонстрируют различные реакции на раздражители, но при этом не ощущают боли, какую чувствуют люди.

Такая особенность у беспозвоночных объясняется тем, что у них отсутствуют рецепторы, которые несут в головной мозг информацию о боли.

Без ноцицепторов, то есть рецепторов, несущих информацию о болевых ощущениях в мозг, ощутить боль невозможно.

У человека же для восприятия болевого ощущения решающее значение имеет условно рефлекторная деятельность коры головного мозга.

Могут ли насекомые испытывать страх?

Как показали результаты исследования учёных Калифорнийского технологического института, насекомые могут испытывать страх.

В ходе эксперимента в лабораторных условиях учёные пугали дрозофил тенью от лопасти вентилятора. По словам учёных, находясь в закрытом пространстве, мушки воспринимали тень вентилятора как мухобойку.

Учёные заметили, что находясь в полете, дрозофилы увеличивали свою скорость, если к ним приближалась тень. Тень также заставляла голодных мух покидать источник питания, и чем чаще тени пугали мушек, тем дольше времени им требовалось для того, чтобы «успокоиться» и вернуться к еде.

Источник

13 мифов о рептилиях

Рептилии считаются одной из наиболее разнообразных групп животного мира. Их физические атрибуты и поведение охватывают широкий спектр, из-за чего человеку так интересно их изучать. Существует множество мифов, недоразумений и заблуждений, связанных с рептилиями. И как ни странно, эти мифы существуют и по сей день. Нижеперечисленные факты помогут не только развеять эти мифы, но и помогут больше узнать о рептилиях и их жизни.

Миф первый. Рептилии не различают людей, им абсолютно все равно, кто будет их хозяином.

На самом деле, абсолютно все рептилии различают людей. Большое количество чешуйчатых не только способно отличить своего хозяина от других людей, но и больше остальных предпочитать.

Миф второй. Рептилий невозможно приучить к рукам.

На самом деле, все зависит исключительно от характера животного и его вида. Многие пресмыкающиеся любят общаться с хозяином. Приобретая животное, следует проконсультироваться с опытным террариумистом и выбрать такую разновидность рептилии, с которой в смысле общения будет комфортнее. Также следует отдать предпочтение более спокойной и покладистой особи. Тем не менее, следует помнить, что даже прирученная рептилия, охотно идущая на контакт, может внезапно наброситься и укусить.

Приучать рептилию необходимо сразу же после ее приобретения. Следует вынимать ее из террариума на пару минут каждый день, чтобы показать свою доброжелательность. Тогда рептилия поймет, что хозяин неагрессивен и ему можно доверять.

Миф третий. Кожа рептилий мокрая и скользкая.

Это неправда. У всех пресмыкающихся кожа сухая, упругая и гладкая.

Миф четвертый. Все рептилии не отличаются интеллектом и могут лишь глупо таращиться.

На самом деле, ни одну рептилию нельзя обвинить в глупости. Змеи из всех пресмыкающихся считаются самыми «неумными», но при этом они имеют рефлексы. Например, если каждый день, отворяя дверку террариума, угощать змею чем-либо вкусным, то спустя некоторое время, змея будет при виде хозяина сама подползать к дверке и с жадностью глядеть.

Интеллект ящера зависит от его вида. Так, гекконы и анолисы не очень «умны», а вот вараны и игуаны более сообразительны. Игуана, например, можно даже приучить гулять на поводке и ходить на горшок.

Самыми умными считаются черепахи. Они даже поддаются дрессировке.

Миф пятый. Если змея ничего не ест, значит у нее проблемы со здоровьем.

Естественно, и проблемы со здоровьем могут быть причиной отсутствия аппетита у питомца. Но при этом постоянно по этой причине бить тревогу не стоит. Возможно, у змеи началась линька. Если во время отсутствия аппетита у рептилии цвет кожи стал беловатым, побелели и ее глаза, значит, она готовится к скидыванию шкурки. Также змея может отказываться от еды во время резкой смены погоды, половой активности или в начале сезона зимовки.

Кстати, некоторые змеи могут месяцами обходиться без еды. Это особенно касается крупных рептилий, таких как анаконда. Связано это с тем, что змеи потребляют пищу большими порциями, а обмен веществ у них очень медленный.

Миф шестой. Змея отрыгнула еду, значит, она сильно заболела.

На самом деле, змеи отрыгивают еду, когда их во время трапезы кто-то побеспокоил, либо ей очень жарко. Также причиной отрыгивания корма может быть банальное обжорство. Змея просто объелась и у нее не хватает сил на переваривание такого объема корма.

Миф седьмой. Пресмыкающиеся не любят, когда их гладят и обнимают.

Это неправда. Рептилии любят контактировать с человеком. К примеру, черепахам нравится, когда им чешут живот, шею и даже челюсть. Даже удав может привыкнуть к хозяину и позволять ему гладить себя.

Миф восьмой. Крокодилы едят людей.

На самом деле, человек не является главным блюдом в меню крокодилов. На человека рептилия нападает только в тех случаях, когда путает его с крупным животным, например, антилопой, или когда человек вторгается на ее территорию, тем самым своими действиями провоцируя ее напасть.

Миф девятый. Приученные рептилии не опасны.

Риск быть укушенным пресмыкающим есть всегда. Но кусают рептилии только по каким-либо причинам, причем кусаются все, начиная от змей и заканчивая миролюбивыми черепахами. Особенно опасны в этом плане крокодилы, которые могут напасть внезапно и нанести сильнейшую травму.

Миф десятый. Между крокодилом и аллигатором разницы нет.

Разница есть. И заключается она в их морде и зубах. У крокодила, когда он сомкнет пасть, на нижней челюсти виден выступающий большой зуб. У аллигатора такого зуба нет. Морда крокодила V-образной формы, а у аллигатора – U-образной.

Миф одиннадцатый. Рептилии «хладнокровные».

Кровь рептилий не обязательно холодная сама по себе. Но это эктотермные животные, то есть получающие тепло из внешних источников. Пресмыкающиеся животные не могут регулировать температуру своего тела внутренне, как это происходит у человека.

Миф двенадцатый. Все змеи являются ядовитыми.

На самом деле, большинство змей в мире не ядовиты. Лишь около 500 видов ядовиты, причем, только 30-40 видов считаются потенциально опасными для человека. Иными словами, около 2% змей считаются опасными для человека.

Миф тринадцатый. Хамелеоны меняют свою окраску, чтобы слиться с окружающим фоном.

На самом деле, естественный цвет хамелеона – зеленый, что соответствует цвету листвы, в окружении которой и живет эта рептилия. Хамелеоны меняют свой окрас лишь в ограниченной степени. Как правило, затемняя или осветляя кожу. И связано это с эмоциональными изменениями и с регулированием температуры. К примеру, разозленный хамелеон становится чрезвычайно ярким.

Источник

Боль головоногая

Страдают ли осьминоги от уколов, кислоты и нагрева? И зачем нам знать ответ на этот вопрос?

Летом 2020 года на сайте препринтов биологических научных статей biorXiv появилась любопытная публикация: ее автор утверждает, что обнаружила у осьминогов способность испытывать боль. Но разве не всем животным больно? Чем так интересно это исследование? И чем его выводы могут для нас обернуться?

Осьминог в уксусе

Двадцать девять осьминогов-малюток спокойно сидели на обломках кораллов каждый в своем аквариуме в лаборатории Робин Крук в Университете штата Калифорния в Сан-Франциско. Пустые раковины моллюсков и пластиковые водоросли украшали скромные двухлитровые жилища. Раз в четыре минуты система насосов полностью меняла им воду, раз в день сотрудники бросали им кубик замороженных креветок. И все бы было хорошо, если бы не тот факт, что миссией осьминогов было страдать.

Во время экспериментов головоногих по одному запускали в трехкомнатный аквариум на 15 минут. В одном из его отсеков стены были полосатые, в другом — в горошек, а в третьем, разделяющем первые два — просто серые.

Octopus bocki, с которыми экспериментировала Крук

2007 Moorea Biocode / CC BY-NC-SA 3.0

Octopus bocki, с которыми экспериментировала Крук

2007 Moorea Biocode / CC BY-NC-SA 3.0

В тот же день осьминогам делали укол в ту же «руку», но на сей раз вводили либо просто соленую воду (она не жжется, в отличие от уксусной кислоты), либо местный анестетик лидокаин (он, наоборот, должен был убирать неприятные ощущения), а потом помещали в тот отсек аквариума, который еще вчера моллюску был безразличен.

Протокол эксперимента и установка для тестирования болевых ощущений

Robyn J Crook / biorXiv, 2020

В итоге моллюски избегали отсеков, в которых они оказывались после инъекции уксусной кислоты, но не стремились уходить оттуда, где они обнаружили себя после уколов соленой воды или лидокаина. Вывод: осьминогам бывает больно, и они стараются покинуть те места, где им причинили боль.

Плохое предчувствие

Что такого особенного в этом результате? Разве не всем животным больно, когда в них вводят какие-то гадкие вещества или другим способам угрожают цельности их организма?

Нет, не всем. Чтобы отстраниться от горячего, холодного, колющего, режущего и всего прочего, представляющего физическую угрозу, достаточно иметь мышцы и нервные клетки, которые ими управляют. Восприятие травмирующих стимулов называется ноцицепция, а быстрое избавление от них представляет собой простой рефлекс. Для его исполнения вообще не надо думать. Более того, если начать это делать, реакция замедлится и не спасет от повреждения.

Ноцицепция — это еще не чувство. Ноцицепцию демонстрируют люди, крысы, рыбы, личинки дрозофил. А то, что у кальмаров есть нейроны, выполняющие ту же самую функцию, показала все та же Робин Крук еще в 2013 году.

Кальмар Вoryteuthis (Loligo) pealeii — на нем была показана способность головоногих моллюсков к ноцицепции

Gall L (2019). Invertebrate Zoology Division, Yale Peabody Museum. Yale University Peabody Museum

Кроме того, люди в норме — то есть вне специфического контекста — к боли не стремятся, а напротив, предпочитают ее не испытывать.

Сегодня принято считать, что эмоции — помощницы памяти. Они ассоциируются с предположительно небесполезными для нас событиями. Боли следует избегать, к наслаждению стремиться. Это очень простое и эффективное правило, хотя, конечно, не безотказное: может случиться так, что незначительная с виду информация прочно закрепится в голове, потому что по времени появления она совпала с периодом гнева, мощного страха или безоблачного счастья. Если воспоминание о стимуле будет связано с отрицательными эмоциями — например, с болью, — оно окажется прочнее, чем безэмоциональное. Это подтолкнет в будущем избегать нехороших предметов, а также мест, где случилось неприятное воздействие, и условий, в которых это происходило. Важен не только стимул, но и контекст.

Ноцицепция и следующая за ней реакция сами по себе на будущее поведение не влияют: это очень простая связка, для них не нужно ничего, кроме, собственно, ноцицепторов и связанных с ними мышц. А для того, чтобы чувствовать, думать, формировать воспоминания и планировать поведение, нужен инструмент помощнее. Кажется, во всем мире есть только один класс объектов, который все это умеет. Это мозг — сложно устроенное скопление живых, перебрасывающих друг другу ионы и нейромедиаторы нервных клеток.

Но одного только мозга, судя по всему, недостаточно. Учитывать прошлое страдание, принимая решения — это навык, которому нужно учиться. Собаки и шимпанзе, которых в детстве ограждали ото всех стимулов, способных причинить боль, раз за разом совали нос в костер и давали колоть себя иглами. С ноцицепцией при этом у них все было хорошо — лапы от особенно болезненных уколов они отдергивали. Но избегать повреждений не пытались.

Страдать осознанно

Пока никто точно не знает, насколько сложным должен быть мозг, чтобы его обладатель ощущал боль. Даже не известно четко, какие конкретно мозговые структуры ее порождают. Нет адекватных средств, чтобы сравнить ее интенсивность у разных организмов, и часто сложно вообще понять, присутствует она или нет.

Как понять, страдает ли рак, которого варят заживо, испытывает ли муки таракан, когда его прихлопывают тапком, клянет ли все на свете осьминог, которому в щупальце ввели жгучую кислоту? Здравый смысл и природная сердобольность подсказывает, что всем им в такие моменты приходится непросто, но наука, как обычно, требует выверенных доказательств. И, конечно, четкого понимания, что такое боль.

Нынешнее определение боли было утверждено Международной ассоциацией по изучению боли (IASP) в июле 2020 года, но оно отталкивается от известного — человеческой боли и в центр ставит именно субъективный опыт. А к чужому опыту прямого доступа у нас нет, мы можем судить о нем только по тому, как сами что-то воспринимаем. С другим человеком это сделать не так сложно. А кем-то еще? Где эта граница: приматы? моллюски?

В 2019 году в специальном выпуске Philosophical Transaction of the Royal Society B, посвященном боли у животных, исследователи выделили два основных подхода к оценке боли у тех, кто не умеет говорить. В одном случае упор делается на то, что боль — это субъективное переживание, связанное с сознанием. У такой точки зрения есть практический минус: если её безоговорочно принять, не на ком будет исследовать проявления боли, кроме людей. Так что её сторонники предлагают компромисс: приравнивать к человеку по способности чувствовать боль тех, у кого найдутся подходящие для её восприятия структуры в нервной системе, у кого болевые ощущения снимаются теми же лекарствами, что и у нас, и кто при повреждении ведет себя похоже.

Второй вариант, щадящий: приравнять к боли то, что оказывает на поведение примерно тот же эффект, что и «настоящая» боль. Тогда в качестве болеподобного нам подойдет любой нерефлекторный ответ на травмирующий стимул, способный привести к повреждению тканей, и ответ этот влияет на то, как поведет себя организм в будущем. При этом под болью не подразумевают каких-либо чувств или эмоций. Боль — это повод учиться: если понять, что ее причиняет, и избегать этого, можно избавить себя от многих неприятностей.

Анализ предпочтений

Те, кто придерживается первой из описанных точек зрения, в основном работают с позвоночными, а сторонники второй — с беспозвоночными. Быть может, потому, что первых численно больше, в способности испытывать боль пока «официально» отказывают всем, кроме позвоночных. Резон в этом есть: головной мозг у них присутствует, его строение в общих чертах совпадает с устройством нашего мозга. А мы, за исключением людей с экзотическими синдромами, боль испытываем, от боли страдаем и ни с чем боль никогда не перепутаем. А вот как «выглядит» боль для обладателей нервных систем другого строения (и «выглядит» она хоть как-то), мы точно знать не можем, равно как и расспросить их об этом. Но прояснить вопрос как-то надо, а для этого придется ввести допущения.

Если предположить, что боль идет рука об руку с умственными способностями, тогда имеет смысл проверить, бывает ли больно «сложным», активным беспозвоночным: членистоногим (например ракам и общественным насекомым) и головоногим моллюскам. Поскольку наш взгляд на проблему — заведомо взгляд позвоночного, нам кажется надежнее всего выявлять наличие боли методами, разработанными для позвоночных.

Один такой метод, по-английски называемый conditioned place preference/conditioned place aversion, и применила автор нынешнего исследования осьминогов. Он позволяет анализировать реакцию организма не только на конкретный стимул, но и на обстоятельства, в которых животное с ним столкнулось. Известно, например, что крысы избегают мест, где им причинили боль (aversion), зато вновь приходят туда, где им сделали приятно (preference). Это верно и для людей. Зная это, можно поменять отношение организма к локации или ситуации: связать ранее приятную обстановку с чем-нибудь отвратительным — и желание ходить туда постепенно ослабнет.

С этой частью осьминоги и «справились» в эксперименте Крук. После инъекции уксусной кислоты они избегали даже не того места, где им вкололи противное вещество (во время укола они вообще ничего не чувствовали из-за общей анестезии), а отсека, где потом сидели, не в силах вывести кислоту из щупальца. Электрофизиологией ученая показала и то, что ощущения от укола передаются в центральные части нервной системы осьминогов — и это при том, что их «руки» во многом управляются автономно, местными нейронами.

Что это, если не боль? Одна загвоздка: осьминоги беспозвоночные, а значит, оценивать их чувства «позвоночной» линейкой исследователи опасаются. Эксперимент Крук показывает: если бы осьминоги были позвоночными, то это закрыло бы вопрос про боль окончательно.

Раньше эксперименты сходной глубины проводили на раках-отшельниках, но в тех случаях наличие эмоций показали не столь надежно: животные знали, где им причинили боль.

Жертвы науки

Зачем нам знать, больно ли кому-то еще, кроме нас? Причин как минимум две.

Первая — этическая. Современная мораль рассматривает боль как что-то нехорошее: мы отменяем телесные наказания, порицаем пытки и даже за эвтаназию выступаем под флагом ее безболезненности. С теми, кому бывает больно, нельзя проводить множество экспериментов, а те, что все-таки можно, нужно проводить с анестетиком или другими средствами облегчения страданий. На мышей, крыс, различных крупных млекопитающих разработаны этические стандарты, где прописано, что можно с ними делать, а что нет.

Для беспозвоночных такие правила можно встретить разве что в отдельных лабораториях. На уровне целых стран четких запретов обычно нет — за исключением Евросоюза, где осьминогов, не дожидаясь всеобщего консенсуса в сообществе ученых, приравняли к позвоночным. Во всем остальном мире можно экспериментировать на осьминогах как угодно. Но с развитием исследований боли у беспозвоночных этот список, вероятно, придется расширять и задуматься о принятии международных законов.

В одном отсеке телятам, которым только что прижгли роговые бугорки, один бугорок мазали противовоспалительным мелоксикамом, а во втором другой бугорок — кетопрофеном. Кетопрофен, видимо, делал только хуже, потому что животные не стремились идти в то место, где их помазали этим веществом.

Источник