Porozumiewanie się organizmów

Porozumiewanie się organizmów

Podstawowe definicje i pojęcia

Jedną z podstawowych cech organizmów żywych jest ich zdolność do przetwarzania informacji. Bez względu na przynależność gatunkową, środowisko występowania czy tryb życia, organizmy zawsze pozyskują, przetwarzają i nadają informacje w postaci bardzo zróżnicowanych strukturalnie i funkcjonalnie sygnałów. Pod pojęciem komunikacji rozumiemy zazwyczaj szereg procesów związanych z przekazywaniem informacji, które mogą być przez odbiorcę użyte do podjęcia „decyzji”. Wszystkie zwierzęta podejmują określone decyzje w zależności od warunków środowiska (włączając w to pojęcie również inne organizmy). Odbiór informacji świadczącej o tym, iż w otoczeniu zaszła jakaś zmiana może prowadzić do podjęcia przez organizm określonej akcji, albo może jedynie zmienić stan jego „wiedzy” o otoczeniu, który nie musi od razu przekładać się na aktywne działanie. Stroną dostarczającą informacji (nadawcą) może być osobnik tego samego lub innego gatunku, otoczenie (sygnał dźwiękowy powodowany przez narastający wiatr, może informować zwierzę o nadciągającej burzy) bądź sam odbiorca (autokomunikacja nietoperzy odbierających echo wydawanego przez siebie sygnału).

Informacja jest dla zwierząt niezwykle istotna, ponieważ praktycznie zawsze znajdują się one w sytuacji, kiedy nie mogą być pewne, jakie warunki panują w ich otoczeniu. Mogą jedynie z większym lub mniejszym prawdopodobieństwem je oszacować na podstawie spływających informacji. Dlatego informacja definiowana jest często jako zmniejszanie poziomu niepewności odbiorcy odnośnie przyszłego zachowania nadawcy (lub, bardziej ogólnie, odnośnie tego, co może się w przyszłości zdarzyć). Wyobraźmy sobie sytuację, w której powracający z zimowiska samiec A pewnego gatunku ptaka, próbuje zająć dobre jakościowo terytorium, ale napotyka innego terytorialnego samca B, który był szybszy i zajął je już wcześniej. Jeśli samiec B jest większy i silniejszy niż samiec A, to ten nie powinien wdawać się z nim w walkę o terytorium, lecz poszukać innego miejsca. Jeśli samiec B jest mniejszy i słabszy, to samiec A może próbować przejąć dobre jakościowo terytorium. Problem polega na tym, że nie zawsze da się w sposób bezpośredni i bezbłędny ocenić wielkość, kondycję, czy doświadczenia rywala. Na przykład wiele ptaków śpiewa w sposób, który utrudnia ich lokalizację. Zwierzęta mogą w takich sytuacjach posługiwać się zastępczymi źródłami informacji, którymi są: wiedza wynikająca z założeń a priori; ocena tzw. pośrednich sygnałów, czyli wskazówek; wykorzystanie wzmacniaczy lub „osłabiaczy” sygnałów; odbiór (właściwych) sygnałów. Sytuacją typową jest podejmowanie decyzji w oparciu o kilka z wymienionych mechanizmów:

1. Wiedzę wynikającą z założeń a priori, można zdefiniować w pewnym sensie jako „życiowy bagaż doświadczeń” osobnika, który jest wspomagany do pewnego stopnia cechami odziedziczonymi po rodzicach. Jeśli w swoim dotychczasowym życiu nasz samiec A spotykał głównie osobniki słabsze, które łatwo ustępowały mu pola, to w opisywanym przypadku powinien próbować przejąć terytorium. Z drugiej jednak strony, jego późniejszy przylot na miejsce gniazdowania świadczy raczej o tym, iż jest samcem młodym i mniej doświadczonym. Tak więc korzystając z założeń a priori, powinien raczej poszukać innego miejsca na założenie terytorium, ponieważ jego szanse na przejęcie terytorium już zajętego są niewielkie. W przypadku braku doświadczenia, ptak nie ma jednak możliwości uzyskania wskazówek odnośnie tego, jak powinien się zachować.

2. Samiec A może również oceniać poziom zaangażowania samca B w obronę terytorium na podstawie sygnałów pośrednich (wskazówek), które jest w stanie odebrać z większego dystansu, nie narażając się bezpośrednio na atak. Taką wskazówką może być sposób, w jaki reaguje on na śpiew innych osobników. Odpowiedź samca B nie jest sygnałem nadanym w celu odpowiedzenia samcowi A, ten jednak, podsłuchując jego interakcje z innym osobnikiem, może na ich podstawie wnioskować o jego zaangażowaniu w obronę terytorium. Jeszcze lepszym przykładem wskazówki mogą być zawirowania wody, jakie wytwarzają wokół siebie pływające ryby. Osobnik jest zdolny na ich podstawie ocenić z większej odległości rozmiary rywala, choć same turbulencje wody nie zostały wywołane przez rybę w intencji informowania, lecz są jedynie skutkiem ubocznym jej ruchu.

3. U wielu gatunków zwierząt stwierdzono występowanie cech, które zostały nazwane wzmacniaczami, ponieważ sprawiają one, że ocena wartości osobnika staje się łatwiejsza bądź bardziej dokładna. U wielu ryb występuje ubarwienie, które ułatwia ocenę wielkości ich ciała i pomaga innym rybom oszacować ich rozmiary. W przypadku terytorialnych ptaków wróblowatych, taką cechą może być śpiewanie z dobrze wyeksponowanego w terytorium miejsca, które zapewnia lepsze rozchodzenie się fali dźwiękowej. Przykładem takiego gatunku jest potrzeszcz . Ten zamieszkujący typowo rolnicze tereny trznadel zawsze wybiera możliwie najwyższe miejsca do śpiewania, czubki drzew i krzewów lub druty przewodów elektrycznych. Prawdopodobnie wiele cech służy również do osłabiania możliwości wiarygodnej oceny, a więc działa w sposób przeciwny do wzmacniaczy.

4. Wreszcie, najważniejszym źródłem informacji jest właściwy sygnał komunikacyjny, który można zdefiniować, jako zachowanie (lub cechę) jednego zwierzęcia (nadawcy), wykorzystywane przez inne zwierzę (odbiorcę) do podjęcia decyzji dotyczącej jego własnego zachowania. Rozumiany w ten sposób sygnał komunikacyjny jest więc wyzwalaczem, choć pojęcia te nie pokrywają się w pełnym zakresie.

Pierwotnie komunikację rozumiano jako proces wymiany sygnałów między nadawcą a odbiorcą, przynoszący korzyści obydwu stronom. Celem nadawania sygnału jest wzmacnianie szansy na to, że odbiorca zachowa się w sposób jak najbardziej korzystny dla nadawcy. Odpowiadając na sygnał, odbiorca wzmacnia szansę na wybranie odpowiedzi korzystnej dla siebie. Jak widać, najważniejszym elementem komunikacji jest pojawienie się sygnału. Jednakże nie zawsze sygnał wyzwala reakcję odbiorcy. Czasami trudno określić, czy zmiana zachowania się zwierzęcia związana była z wymianą sygnałów. Ma to miejsce zwłaszcza wtedy, kiedy odbiorca polega głównie na wiedzy wynikającej z doświadczenia i wskazówek, a jedynie w niewielkim stopniu na samych sygnałach. Nadawca może również prezentować zachowania taktyczne, przynoszące mu korzyści. Na przykład samiec ptaka może, po stwierdzeniu obecności intruza, zmienić swoją pozycję tak, by mieć możliwość lepszego ataku. Samo przemieszczenie się nie jest więc w tym przypadku sygnałem wizualnym skierowanym do intruza, a jedynie taktycznym zachowaniem, które może w przyszłości ułatwić pozytywne rozwiązanie zbliżającego się konfliktu.

W trakcie ewolucji doszło do powstania wielu systemów komunikacyjnych, charakteryzujących się bardzo zróżnicowanym sposobem podziału zysków i kosztów, które są udziałem zarówno nadawców, jak i odbiorców.

 

Choć w pierwszym momencie istnienie w przyrodzie „oszustw” czy „złośliwości” wydaje się nieprawdopodobne, nietrudno jednak znaleźć ich przykłady. Oto kilka najbardziej ciekawych. Przykładem na manipulację i oszustwo są zachowania sowy gnieżdżącej się w norach ziemnych w Ameryce Północnej. Osobniki tego gatunku w obliczu niebezpieczeństwa, np. próbującego spenetrować norę borsuka, wydają dźwięk do złudzenia imitujący głosy jadowitych grzechotników, których ukąszenie jest dla borsuków niebezpieczne. Jest to zjawisko zwane Batesian mimicry, które polega na tym, że zwierzę udaje niebezpieczne — w tym przypadku „udawanie” polega na komunikacji dźwiękowej. W wyniku nadawanej informacji sowa zyskuje, nie tracąc życia, zdrowia lub piskląt, borsuk zaś traci, ponieważ nie zdobył pokarmu. Jego stratą jest więc przynajmniej czas, który mógł spożytkować w inny sposób. Ostronosy w sytuacji zagrożenia wydają specyficzne fukania, które mogą przestraszyć niedoświadczonego drapieżnika, przynajmniej na tyle, że ostronos zdąży uciec na drzewo.

Przykładem na podsłuchiwanie i wykorzystywanie są zachowania nietoperzy z rodzaju Trachops, które wykrywają i zjadają żaby z gatunku Physalaemus pustulosus, nadając sygnał służący do przyciągania samic. Takie wykorzystywanie zdarza się w świecie zwierząt bardzo często. Świerszcze z gatunku Gryllus integer, podobnie jak żaby, nawołują swoje partnerki za pomocą donośnego sygnału dźwiękowego, niestety bardzo często zamiast partnerek przyciągają samice muchówki Euphasiopteryx ochracea, które składają w ich ciele jaja. Larwy po wykluciu (tak zwane parazytoidy) najczęściej powodują śmierć świerszcza.

Zwiększając ilość informacji, zwiększamy równocześnie jej wartość poprzez wzrost szans na to, że odbiorca podejmie decyzję zgodną z „intencjami” przekazanymi przez sygnał. Jednocześnie jednak zmniejsza się wtedy wartość informacji, ponieważ wzrastają koszty, jakie trzeba ponieść, by informację w sygnale zakodować (nadawca), a następnie odczytać (odbiorca). Dla każdej sytuacji można więc znaleźć taką jej ilość, która wydaje się optymalna z punktu widzenia jej wymiany między osobnikami i jest to zazwyczaj ilość mniejsza niż ta, która rozwiałaby wszelkie wątpliwości odbiorcy. Ilość informacji dostarczoną przez jeden sygnał możemy scharakteryzować poprzez obliczenie stosunku między szacowanym przez odbiorcę prawdopodobieństwem wystąpienia danej sytuacji po i przed otrzymaniem sygnału.

Tomasz S. Osiejuk

Grzechotnik skalny, Crotalus lepidus

Ostronos białonosy (Nasua narica)