Зависимости в животном мире

От зависимости страдают не только люди. Встречаются эпизоды зависимостей среди животных. В рамках научных экспериментов, ученые всего мира изучают формирование разнообразных зависимых состояний у “братьев наших меньших”.

Так, алкоголь или иные вещества, которые способны изменить паттерны поведения, принимают не только домашние животные, соседствующие с человеком. В некоторых случаях, человек сам может подавать плохой пример, предлагая своему домашнему питомцу попробовать алкоголь. Но и без человека, в дикой природе, в той или иной степени животные употребляют разное количество этанола во фруктах, которые могут составлять основной рацион некоторых птиц, животных и насекомых.

Нейробиолог Орегонского медицинского университета К. Олсон со своими коллегами в 2014 г. анализировали песни “подвыпивших” зебровых амадин. Ученые напоили птиц соком, в котором содержалось 6,5% алкоголя. Авторы исследования отмечают, что амадины, будучи типичными певчими птицами, учатся петь свои уникальные песни аналогичному тому, как люди усваивают речь. Нейробиологи выяснили в процессе эксперимента, что птицы не только охотно потребляют алкоголь, после выпивки у амадин изменяется структура песни и они, в буквальном смысле слова, в некоторых местах своих песен, начинают “мямлить” неразборчивый ритм и мелодию. При значительном повышении этанола в крови, зебровые амадины начинают петь свои песни тише, с измененной акустической структурой. Ученые наблюдали выраженные эффекты не только снижения амплитуды, но и увеличение неопределенности в песне, что обусловлено нарушением поддержания общего ритма песни под воздействием алкоголя.

Примечательно то, что в исполнении песен пернатыми были замечены изменения, а вот в поведении птиц нарушений координации не было. Общие поведенческие показатели изменений у зебровых амадин после “принятия на грудь” не были выявлены. То – есть: пели “пьяно”, а вели себя, как трезвые. Такое интересное исследование позволило ученым более глубоко понять, как алкоголь влияет на сформированные нейронные цепи в головах птиц. Интересно в этом исследовании и то, что одни птицы, под воздействием алкоголя, более четко старались “пропевать слоги” своих песен, другие, наоборот – путались в ритме и “слогах” своей песни.

Чаще всего, ученые изучают воздействие алкоголя на лабораторных крысах, домашних животных и на приматах. Но тут один нюанс: у приматов и у крыс отсутствует речевой аппарат, подобный человеческому, а вот речевой аппарат у птиц и людей действует схожим образом, как на уровне нейронного контроля, так и на уровне сложных реакций поведения.

Птенцы амадин учатся сложным трелям у своих отцов (хотя бы, потому-что, самцы амадин поют более разнообразно и сложно, чем самки), а дети учатся речи у своих родителей и своего социального окружения. Исследование песен “пьяных” амадин, может быть, и позволит ученым выяснить, как влияет алкоголь на нейронные механизмы нашей речи.

Для человека систематическое и неконтролируемое употребление алкоголя имеет разрушительные последствия, но как влияет алкоголь на животных и насекомых?

Биологи Ф. Винс, А. Цитманн, М. А. Лашанс, Р. Спанагель наблюдали за жизнью диких бурозубок в тропических лесах Западной Малайзии и выяснили, что некоторые особи этих милых симпатичных землероек систематически употребляют алкогольный нектар цветочных почек местной пальмы.

Этот маленький зверек имеет длину тела 5-8 см, весом 4-16 г. Мордочка землеройки – бурозубки сильно вытянута и напоминает хоботок. Малазийские бурозубки являются естественным опылителем бертамовой пальмы.

Землеройки, как представители своего семейства, в целом, являются полезными зверьками для человека, вреда от них нет, хотя они изредка дебоширят и могут забираться в ульи, чтобы добыть себе пчел. В мировой фауне насчитывается около 70 видов землероек и все они заняты своими делами: одни едят насекомых, другие червей, третьи активно роют землю, но малазийские бурозубки ежедневно употребляют алкогольный нектар из цветочных почек бертамовой пальмы. Ученые зарегистрировали максимальную концентрацию алкоголя в нектаре пальмы – 3'8%. Как оказалось, эта доза алкоголя является самая высокой, когда-либо зарегистрированной в натуральных продуктах питания.

Дело в том, что в цветочных почках пальмы благополучно живет определенное количество дрожжей, благодаря которым нектар и содержит высокий уровень алкоголя. Тем не менее, бурозубки, систематически посещающие цветы пальмы, не проявляют серьезных признаков интоксикации. Эти маленькие зверьки имеют высокую устойчивость к употреблению алкоголя, так как взаимодействие землеройки и бертамовой пальмы заложено в длительном эволюционном процессе.

Анализ волоса землеройки показал, что концентрация алкоголя в организме зверюшки значительно выше, по сравнению с человеком, с таким же высоким потреблением алкоголя.

Ученые предполагают, что количество употребления алкоголя от умеренного до высокого уровня присутствовало у бурозубок и на ранних этапах эволюции, но пока не ясно, в какой степени бурозубки получают пользу от употребления алкоголя, и как они снижают риск постоянного высокого содержания алкоголя в крови.

В отличие от малазийских землероек, которые «под мухой», как и зебровые амадины выглядят интеллигентно, не проявляя никаких поведенческих признаков опьянения, другой зверек – перохвостая тупайя, тоже употребляет в пищу нектар бертамовой пальмы и ведет себя вполне прилично. Вообще, перохвостая тупайя – самая главная пьянчужка из всех посетителей «пальмового бара». Этот зверек потребляет нектара в большем количестве, чем другие любители нектара. Мы можем только гипотетически предполагать, что алкоголь может оказывать положительный психологический эффект на зверей, но существенных доказательств этому нет.

Такой своеобразный бар в малазийских джунглях, систематически посещают серые древесные и малайзийские крысы, а также толстый лори. Чаще всего, в «баре» появляются тупайи и лори. Они каждую ночь проводят на пальме 86-138 минут.

Б. Винс, изучавший «барную жизнь» малазийских животных, установил камеры наблюдения вокруг пальмы и в процессе исследования ни разу не было зарегистрировано серьезных поведенческих изменений у «выпивающих» животных.

К сожалению, в эволюционном процессе, человеку такая устойчивость к алкоголю не передалась, нам остается только завидовать малазийским тупайам и бурозубкам, они -то как раз, пьют и не пьянеют.

Р. Дадли, биолог из Калифорнийского университета в Беркли, около 25-ти лет изучал механизм влечения людей к алкоголю и в 2014 г., в своей книге «Пьяная обезьяна: почему мы пьем и злоупотребляем алкоголем» вывел гипотезу о том, что влечение к спиртному начало формироваться еще у наших предков – приматов, которые эвристически обнаружили, что запах этанола может привести их к спелым фруктам. Изучая поведение обезьян, Р. Дадли выявил закономерность, что животные ищут фрукты, которые созрели настолько, чтобы сахар в них ферментировался. В результате ферментации сахара, в соке образуется около 2% алкоголя, и обезьяны с удовольствием поглощают такие забродившие фрукты.

Приматологи К. Кэмпбел и В. Уивер из Калифорнийского университета в Нортридже собрали надкушенные фрукты, выброшенные паукообразными обезьянами, живущими в Панаме, и обнаружили в этих фруктах 1-2% алкоголя, который является побочным продуктом естественного брожения дрожжей.

По результатам анализа мочи этих обезьян, исследователи выяснили, что моча содержит вторичные метаболиты алкоголя. Ученые пришли к выводу, что животные использовали ферментированные фрукты для получения энергии.

Впоследствии, К. Кэмпбелл, совместно с Р. Дадли и А. Маро изучали диету шимпанзе в Уганде, чтобы подтвердить гипотезу Р. Дадли о «пьяных обезьянах». Наблюдение за животными, позволило обнаружить этанол в пище, которую они едят, а также определенное количество алкоголя было обнаружено в моче шимпанзе, но серьезных поведенческих и физиологических последствий потребления перезрелых фруктов выявлено не было.

Фрукты, предпочитаемые обезьянами, содержали концентрацию алкоголя, равную концентрации в слабоалкогольном пиве или сидре. Таким примером, являются плоды дерева джобо.

К. Кэмпбелл сделала предположение, что обезьяны получают больше калорий из ферментированных фруктов, чем из неферментированных, а чем больше калорий, тем больше энергии. Ученые пришли к выводу, что такой приоритет выбора фруктов у человеческих предков был аналогичным, они отдавали предпочтение плодам, которые насыщенные этанолом, потому что, они дают больше энергии организму.

Однако, у исследовательницы К. Милтон гипотеза биолога Р. Дадли вызвала сомнения, и она опубликовала свою статью с критикой исследования Р. Дадли в журнале «Интегративная и сравнительная биология». К. Милтон в своей статье утверждает, что этанол скорее отпугивает приматов, чем привлекает их. Фрукты содержат более высокий уровень этанола, и как люди, так и другие приматы избегают употребления фруктов в таком состоянии, как раз ориентируясь на запах. К. Милтон скептически отмечает, что пользы от этанола нет, это просто приятный токсин.

Она выдвинула собственную теорию влечения человека к этанолу, суть которой заключается в том, что люди не обладают врожденной мудростью в области пищевых привычек, в отличие от приматов. Человеческая культура ферментировала алкоголь на протяжении тысячелетий, и в результате по опыту предыдущих поколений, люди научились его любить. По мнению К. Милтон, у причины такого влечения к алкоголю у людей нет ничего общего с питанием, здоровьем, они испытывают влечение к любым веществам, способным изменить их сознание.

Если с приматами все более-менее понятно, то с африканскими слонами по сей день не очень просто. В 2006 году, ученые С. Моррис, Д. Хамфис, Д. Рейнольдс решили опровергнуть миф о пьяных слонах Южной Африки. Африка, достаточно экзотическая страна, где существуют разные витиеватые, причудливые фольклорные история, и история о пьяных диких слонах является одной из них. Предположение о том, что африканский слон становится пьяным, поедая плоды дерева марулы, является веселой историей для туристов, прессы и даже научных трудов. По мнению С. Морриса, слон может и потребляет плоды марулы иногда в пищу, но явных доказательств опьянения слонов в диких условиях нет. Согласно расчетам ученых, взяв для сравнения физиологию человека, слону весом 3000 кг., чтобы опьянеть до состояния изменения поведения, нужно принять примерно 10-27 литров 7% этанола.

Плоды марулы содержат около 3% этанола. Слон, который обычно питается разнообразно, из этих плодов, в среднем может получить 0.3 г. / кг., что в два раза меньше, чем требуется для опьянения. Так, гипотеза о том, что слоны “напиваются”, объевшись плодов марулы осталась неподтвержденной.

Но этот миф не дает покоя ученым много лет, и исследователи из Ботсваны в 2023 г. решили попробовать вслед за С. Моррисом и его коллегами развеять миф об отравлении плодами марулы диких африканских слонов в Южной Африке. Т. Макопа, и Г. Модикве вместе с другими исследователями собрали плоды марулы на более 800 км. площади земли в Ботсване и выделили около 160 штаммов дрожжей на этих плодах. ей. Около 93% этих изолятов, как правило, ферментируют простые сахара и производят этанол. Содержание этанола в плодах марулы по своим характеристикам было таково, что позволило предположить о его влиянии в большом количестве на поведение слонов в природе, но для опровержения мифа о пьяных слонах данных одного исследования оказалось недостаточно. Миф о слонах, которые становятся пьяными и плохо себя ведут, наевшись плодов марулы остается неразгаданным и успешно культивируется в современном южноафриканском фольклоре. Со слонами пока ничего непонятно, зато понятно с медоносными пчелами.

Американские ученые И. Ахмед, Ч. Абрамсон, И. Фарук обратили внимание на то, что зависание медоносных пчел в полете рядом с источником этанола и просто их мимолетный полет рядом с открытым источником этанола могут вызывать изменения в кинематике тела пчелы и крыльев.

Для фиксации значимых изменений движений тела и крыльев медоносных пчел под воздействием паров этанола вблизи его источника, ученые использовали четыре высокоскоростных камеры (9000 кадров/сек). С помощью инструментов статистического анализа наблюдатели исследовали кинематические изменения тела и крыльев пчел, вызванные воздействием возрастающих концентрации этанола от 0% до 5%. В общем, меняется угол крена тела у пчел и наблюдаются уменьшение частоты взмахов, а также, увеличение амплитуды взмахов крыльев, но исследователи не уточняют, по какой причине это происходит: пчелы пьянеют или это связано с другими причинами?

А вот ученый Я. Божич из Словении, еще в 2006 г. вместе с командой других исследователей, изучая поведение пчел состояние опьянения, отметил взаимосвязь между повышением этанола в организме пчелы и изменениями поведенческих реакциями. Я. Божич, с коллегами К. Абрамсоном и М. Беденчич обучили медоносных пчел прилетать к кормушкам, которые содержат сахарозу и 1 – 10% этанола. Наблюдая за поведением «пьяных» пчел, ученые обнаружили у них нарушения поведенческих актов внутри улья.

Через определенный набор движений, своеобразный танец, между пчелами осуществляется коммуникация, так они передают друг другу разную информацию. При употреблении алкоголя у пчел снижалась активность виляющих танцев, как паттерна естественного поведения и увеличивалась частота дрожащих танцев. Также, «пьяные» пчелы совершали обмен пищей чаще, чем их сородичи и несколько чаще совершали ритуал очищения твоего тела. Изменения в поведении медоносных пчел под этанолом, отражают воздействие алкоголя на их нервную систему. Подобное поведение возникает у насекомых при отравлении сублетальными дозами инсектицидов.

А в 2018 К. Миллер, К. Кушевска, В. Привалова в своем исследовании о воздействии этанола на медоносных пчел, раскрывают особенности адаптивных реакций насекомых.

Медоносная пчела часто используется учеными, как простая модель беспозвоночных для исследований, связанных с алкоголем. На сегодняшний день на медоносных пчелах было продемонстрировано несколько последствий употребления, но эффект устойчивости к употреблению этанола, как один из признаков злоупотребления алкоголем, долгое время не был продемонстрирован в научных экспериментах.

Польские ученые подтвердили гипотезу о том, что реакция на этанол, с точки зрения двигательных нарушений, ниже у тех пчел, которые ранее испытывали уже на себе действия алкоголя. Пчелы, которые алкоголизировались впервые, более четко демонстрировали эффект опьянения, выраженный в нарушениях движений. Полученные данные позволили ученым сделать вывод, чтоб пчелы приобретают со временем устойчивость к воздействию алкоголя, и это может гипотетически является признаком злоупотребления алкоголя. Теоретически, если перенести поведение пчел на поведение человека, то со временем пчелы, имеющие рост толерантности к алкоголю, могут, впоследствии быть зависимыми?

Апогеем истории с пчелами под алкоголем, становится исследование польских ученых М. Остап – Чека, М. Опалек, Д. Стека и К. Миллера о том, что у пчел все-таки присутствуют признаки похмелья.