Вселенная 25

Годы проведения эксперимента: 1968–1972

Место проведения: США

Руководитель: Джон Би Кэлхун (1917–1995 гг.)

Из года в год численность населения планеты продолжает увеличиваться, приближаясь к отметке в 8 млрд человек. Кто-то задумывался об этом, размышляя о бренности бытия, кто-то с ужасом подсчитывает, сколько продовольствия нужно, чтобы прокормить человечество через 100 лет. Некоторые рассуждают о том, что люди обитают в чересчур тепличных условиях, они научились лечить слишком много болезней, спасать младенцев, которые не приспособлены к жизни, продлевать существование в старости, использовать для всего подряд новые технологии. И, соответственно, фантазируют о том, что пройдет еще пару сотен лет и человечество вымрет, истоптав землю до основания и окончательно разрушив озоновый слой.

Но кто-то размышляет, а кто-то проводит эксперименты! И этот кто-то – Джон Кэлхун, американский этолог, исследователь популяционных закономерностей и поведения. Его работы получили мировое признание. Он выступал на конференциях по всему миру. Его мать – художница, а отец – директор школы. Именно отец был против обучения Джона в университете не своего штата, но Джон, вдохновленный стремлениями к изучению птиц, да и животных вообще, отправился в Университет Вирджинии, где в 1939 году получил степень бакалавра. Летом он работал у Александра Ветмора, в Колумбии, где занимался орнитологией. Затем получил степень магистра и доктора наук. Темой его диссертации стали биоритмы обычной серой крысы. А еще именно там он встретил свою будущую жену Эдит Грессли, которая изучала биологию и училась в одном из его классов.

Что еще можно рассказать о Джоне? Что он никогда не претендовал на награду «за самый научно верный и проработанный эксперимент в мире». Но свои исследования он всегда проводил с большой любовью к своему делу и неистовым любопытством. А мифов и легенд вокруг конкретно этого эксперимента было так много, что Джону множество раз приходилось комментировать детали, сталкиваться с критикой и опровергать домыслы. Даже сейчас, спустя почти 50 лет после эксперимента остаются вопросы, неверные интерпретации и множество точек зрения по поводу Вселенной 25.

Исследование «Вселенная 25» было далеко не первым экспериментом над грызунами в карьере Джона. Он проводил подобные маленькие исследования с 1947 года. Но только работа с крысами в сарае, на ферме, в деревне за пределами Роквилла в штате Мэриленд открыла ему путь в лабораторию на базе Национального института психического здоровья. Кэлхун исследовал там одомашненных серых крыс на втором этаже огромного нежилого помещения. На второй этаж вела небольшая лестница, которая открывала научным сотрудникам вход в крысиный рай.

Весь этаж был разделен на три части. В центральной зоне была построена коробчатая комната. Эта коробка была разделена на 4 комнаты, или места обитания (3,0 м х 4,3 м х 2,7 м). В каждой комнате была дверь, в которую входил исследователь или смотритель, а в потолке каждой комнаты находилось стеклянное окно, через которое можно было пронаблюдать, что происходит в комнате. Каждая комната была разделена на четверти 2,6-метровыми перегородками. V-образные пандусы соединяли последовательно между собой все комнаты, кроме и первой и четвертой. Они между собой не соединялись, в них можно было пройти только посетив 2-ю и 3-ю. На стене в углу каждого загона была установлена искусственная нора, в которую можно попасть по винтовой лестнице. Каждая комната в неограниченном количестве снабжалась водой и кормом. Крысиный рай был заселен с целью исследования изменений в поведении крыс в зависимости от естественного изменения численности их популяции. В каждый из четырех загонов поместили группу из 12 крыс, всего получается 48 особей.

Все это позволяло пронаблюдать за естественными изменениями популяции крыс, а впоследствии и за их поведением. Четыре загона, в каждом 12 животных, итого 48 особей. Ученые взяли под контроль уровень численности поэтому, когда количество грызунов переваливало за 80 штук, люди убирали из клеток «лишних» молодых особей, которые уже пережили младенческий возраст и могли существовать без матерей. Так вышло, что первая и четвертая комнаты оказались во власти сильных самцов-лидеров. Эти загоны были изолированы и напоминали гарем из 8–12 самок во главе с самцом, тогда как другие самцы выселялись в центральные загоны. В итоге около 60 крыс, скучившихся в центральных зонах, демонстрировали разнообразные формы разрушительного поведения: повышенную агрессивность, беспричинные нападения друг на друга, исчезновение интереса к спариванию или попытки спариваться со всеми самками, вне зависимости от их репродуктивного возраста. Наблюдался каннибализм, в том числе и поедание крысят, хотя пищу никто у животных ни разу за время проведения эксперимента не отнимал. Это небольшое исследование продлилось до 1962 года. Затем Кэлхуна пригласили провести год в Центре углубленных исследований в области поведенческих наук в Стэнфорде, штат Калифорния.

Чтобы не было никаких сомнений в компетентности Джона в вопросе обеспечения крыс (а в эксперименте «Вселенная 25» мышей) всем необходимым для комфортной жизни внутри исследования, стоит рассказать, что он брал все количественные критерии не из головы, а из матушки природы. Кэлхун на протяжении двух лет следил за жизнью пасюков (серых крыс) в естественных условиях. В 1947 году он положил начало проекта с поддержкой Университета Джонса Хопкинса. Только представьте себе огромный огражденный участок, занимающий 930 квадратных метров под открытым небом. В нем грызунам было предложено продемонстрировать свою внутреннюю экологию жизни. Ученые понимали, что в естественной, но огороженной среде такого размера, популяция животных могла достичь пяти тысяч особей, однако на протяжении всего исследования количество не превысило двухсот, а по итогу стабилизировалось на отметке всего в 150 крыс. Кэлхун увидел, что все серые крысы расселились организованно небольшими группами по 11–13 особей.

Подобное объединение в колонии не позволяло животным быть беспорядочно разбросанными по всей наблюдаемой площади. Впоследствии ученый использовал эти знания, для своих будущих экспериментов, предположив, что это самое комфортное количество для проживания. При таких условиях стресс от конкуренции не приводил к разрушению группы изнутри. Как потом оказалось при более детальном рассмотрении процесса, именно столько особей проживало в гаремах самцов, отвоевавших себе изолированные загоны на втором этаже сарая.

Скажем сразу, эксперимент «Вселенная 25». назван так не потому, что повторялся 25 раз. Он назван так, потому что это было 25-ое исследование Джона Кэлхуна, просто порядковый номер его научной работы. Эксперимент оказался невероятно масштабным. Джон и его коллеги построили мышиный мир, без войн и катастроф. Но давайте по порядку. Как был устроен этот мир?

Загон с 256 ящиками-гнездами, каждое из которых было рассчитано на 15 мышей, оборудован раздатчиками воды и корма и достаточным количеством материала для строительства гнезд. Кэлхун описывал загон как «утопию» для мышей. Выглядел загон как огромный, полый внутри квадрат, именно внутри и находились ящики для гнезд, 1,5 метра в высоту и приблизительно 2,5 метра по длине – вот и все мышиное счастье. Загоны регулярно очищались от помета (раз в 2–6 недель), менялись подстилки, и убирались мышиные трупы.

У каждой стороны было четыре зоны «снаружи», по четыре вертикальных сетчатых «туннеля». «Туннели» давали доступ к скворечникам, бункерам для еды и дозаторам воды. Получался многоэтажный дом с закрытым двором в середине. Не было недостатка в еде, воде или материалах для гнездования. Хищники отсутствовали. Единственная беда, с которой, возможно, могли столкнуться мыши – это ограничение пространства. Но по расчетам исследователей, места для гнезд в загоне хватило бы на 3840 мышей, а постоянно подаваемой еды – на 9500, воду одновременно могли потреблять 6144 мышей, не испытывая никаких затруднений. Пространства для мышей было более чем достаточно, первые проблемы отсутствия укрытия могли возникнуть только при достижении численности популяции свыше 3840 особей. Однако такого количества мышей по итогу никогда в баке не было, максимальная численность популяции отмечена на уровне 2200 грызунов.

Все готово, еда лежит, гнезда ждут новых жителей, можно начинать эксперимент. Чтобы упорядочить проведенное исследование, сам Джон разделил весь наблюдательный период на 4 стадии.

Стадия А

В июле 1968 года четыре пары мышей были запущены в свою новую среду обитания. Сказочный замок, волшебный мир. Температура там тоже была стабильной – комфортные для мышей +20 градусов по Цельсию. Мыши осваивали территорию, вили гнезда, рождали детенышей. Уже на первом этапе на эксперимент было направлено много критики. Вопросы в частности возникали по поводу родства первых жителей загона, не были ли они прямыми родственниками? Такая связь могла привести к мутациям и искажениям в развитии. Но ни одно из поколений, родившихся впоследствии, не имели фенотипических или генетических проблем. Более того, возникло предположение, что во время роста популяции маленьких жителей они так или иначе были вынуждены скрещиваться со своими дальними родственниками. Но и в этом не оказалось никакой проблемы, ведь грызуны на природе живут в сплоченных колониях, прекрасно размножаются и увеличивают свое население внутри естественно сформированной группы.

Стадия В

Первоначально население быстро росло, удваиваясь каждые 55 дней. Но когда к 315 дню количество мышей достигло 620 голов, прирост популяции заметно сократился, удваиваясь только каждые 145 дней. Напомним, что пищи и воды все еще хватало на всех и всегда. Больше ничего интересного на этой стадии не произошло.

Стадия С

Колония составляла около 600 мышей, в ней соблюдалась определенная иерархия и некая социальная жизнь. Физически меньше места, чем было ранее. Но что же происходит с поведением животных? В тесноте да не в обиде, как предполагал Джон, рассчитывая максимальную вместимость мышей на более 3500 тысяч. Период после 315 дня исследования отличался нарушениями в социальной структуре и в нормальном социальном поведении. У мышей тоже есть нормы поведения. Среди отклонений исследователи отмечали неспособность доминирующих самцов поддерживать свою территорию и защищать своих самок, агрессивное поведение самок по отношению к самцам и своему потомству, пассивность вытесненных самцов, частые нападения и конкурирование друг с другом.

В итоге образовалась категория «отверженных самцов», которых изгоняли в центр открытого пространства, вообще не допуская их в гнезда. Они часто становились жертвами агрессии. Их можно было отличить по искусанным хвостам, выдранной шерсти и следам крови. Несчастные и обиженные мыши состояли, прежде всего, из молодых особей, не нашедших для себя социальной роли в мышиной иерархии. Откуда такая проблема ведь в природе ее не существует? Отсутствие подходящих социальных ролей было вызвано тем, что в идеальных условиях загона мыши жили долго, стареющие мыши, которые должны были бы умереть, не освобождали места для молодых грызунов.

Поэтому агрессия часто была направлена на новые поколения особей, рождавшихся в загоне. После изгнания самцы изменяли принципы своего поведения, учились приспосабливаться, меньше проявляли агрессию, не желали защищать своих беременных самок и исполнять обычные социальные роли. Периодически они нападали либо на других особей из общества «отверженных», либо на любых других мышей.

Понижение смертности отразилось не только на самцах. Самки, готовящиеся к рождению, становились беспокойными и нервными, так как в результате роста пассивности среди самцов они становились менее защищенными от случайных атак. В итоге самки стали проявлять агрессию, им приходилось часто драться, защищая потомство, а иногда и уничтожая его. Часто самки убивали своих детенышей и перебирались в верхние гнезда, чтобы защитить только себя и отказывались от размножения. В результате рождаемость значительно упала, а смертность молодняка достигла значительных уровней.

Стадия D

Это стадия смерти, как назвал ее сам Джон. После 600 дня социальный кризис продолжился, и население сократилось, приближаясь к тотальному вымиранию. В этот период самки перестали размножаться. Самцы начали вообще выходить из игры. Образовался отдельный социальный слой «красавцев». Они никогда не участвовали в ухаживаниях и драках, заботясь только о своем здоровье. Они ели, пили, спали и приглаживали мех. Чистые, здоровые, не агрессивные самцы. И самки, не желающие размножаться. Непродуктивная компания, для продолжения популяции.

Средний возраст мыши на последней стадии существования мышиного рая составил 776 дней, что на 200 дней превышает верхнюю границу репродуктивного возраста. Смертность молодняка составила 100 %, количество беременностей было незначительным, а вскоре составило 0. Вымирающие мыши практиковали девиантное и необъяснимо агрессивное поведение в условиях избытка жизненно необходимых ресурсов. Процветал каннибализм при одновременном изобилии пищи, самки отказывались воспитывать детенышей и убивали их. Мыши стремительно вымирали, на 1780 день после начала эксперимента умер последний обитатель «мышиного рая».

На этом этапе коллега Кэлхуна, доктор Хэлси Марсден перенес несколько самок и самцов-«красавцев» в отдельные загоны, обнаружив, что мыши и там не пытаются спариваться. Все условия так же были перенесены в новые места обитания – еда вода, температура воздуха. Но ничего не вышло. Попытка перезапустить загон, соблюдая первоначальные критерии обитания, провалилась. В итоге они все умерли от старости. В мышином раю.

Детально разбирая исследование, критики задались вопросом: а не были ли отобранные для новых условий проживания мыши уже слишком старыми, просто не способными к размножению. Джон объяснил, что мыши были отобраны случайным образом, но в группе присутствовали самки и самцы еще способные к репродукции.

Часто во время описания всего эксперимента отмечают, что на последней стадии D мыши-красавцы спаривались друг с другом, то есть самцы выбирали самцов. Но не было ни одного подтверждения этого факта в оригинальной статье Джона Кэлхуна. Так что это просто искажение фактов.

Последнее выжившее потомство было зафиксировано на 600-й день эксперимента, в результате чего общая максимальная численность популяции составила всего 2200 мышей, хотя расчеты говорили нам о 3840 возможных жителях загона.

Кэлхун рассматривал судьбу популяции мышей как метафору потенциальной судьбы человечества. Выводы, сделанные из этого эксперимента, заключались в том, что, когда будет занято все доступное пространство и заполнены все социальные роли, конкуренция и стрессы, с которыми сталкиваются люди, приведут к полному разрушению сложных социальных форм поведения, что в конечном итоге превратится в гибель населения.

Но против этого заявления есть пара вполне разумных аргументов. В первую очередь можно сказать о том, что стрессы, выживание, столкновение с препятствиями – это очень важно для популяции. Мыши жили в совершенно безопасных условиях. Невозможно было становиться сильнее, реализовывать инстинкты, приобретать новые навыки. Так что, по сути, произошла деградация мышиного населения. Если говорить в этом контексте о человечестве, то нельзя утверждать, что люди в современном мире проживают в подобных условиях. Заболевания – есть. Опасность – есть. Бесконечных пищевые ресурсов – нет. Идеального климата и отсутствия изменений погодных условий – нет. Так что можно не волноваться, выделенная Джоном Кэлхуном стратегия вымирания пока не сработает.

Есть еще одно мнение, уходящее в глубину понимания работы природы, цикличности, а конкретнее механизмов пищевой цепи. Мыши в своей естественной среде обитания выполняют определенные функции. Они что-то едят, их едят. Они копают норы, это влияет на аэрацию почвы и так далее. Мыши в исследовании Кэлхуна фактически не нужны природе, ведь они изъяты из пищевой цепи. Можно предположить, что этот момент сильно повлиял на изменение внутри мышиной колонии, ведь бесцельно жить было незачем.

Неверно будет и предположение о том, что чем больше численность популяции, тем сильнее тенденция к ее деградации. Джон ставил основной задачей исследование поведения мышей в условиях перенаселенности: у мышей был неограниченный доступ к еде и воде, но территория, которая является не менее важным фактором для нормального существования, была урезана до минимума. Когда территория не ограничена, рост популяции в идеальных условиях может продолжаться практически бесконечно без социальных и генетических последствий.

Все исследования, вызывающие волну критики и обсуждения, находят свое отражение в работах других ученых, писателей, деятелей культуры и искусства. «Миссис Фрисби и Крысы» Роберта О’Брайена, опубликована в 1971 году, была вдохновлена работами Кэлхуна. Книга позже была экранизирована в мультфильм «Секрет крыс». Кроме того, было написано множество статей, посвященных этому эксперименту. А документальный фильм по этой теме вышел на экраны в 2012 году. Джон Кэлхун умер 7 сентября 1995 года в возрасте 78 лет. Его работы были переданы в дар Национальной библиотеке медицины его супругой Эдит Кэлхун и Американским центром наследия.

Литература:

Calhoun & Their Cultural Influence. – The Journal of Social History, 2009. – V. 42, no. 3.

Calhoun J. Death Squared: The Explosive Growth and Demise of a Mouse Population // Proc. roy. Soc. Med. – 1973. – Vol. 66, no. 2. – 80–88 pp.

Fountain H. J.B. Calhoun, 78, Researcher On Effects of Overpopulation. – The New York Times, 1995. – 29 p.

Hammock J.R. Behavioral Changes Due to Overpopulation in Mice. – Portland: Portland State University, 1971. – 92 pp.

John B. Calhoun Papers 1909–1996. – National Library of Medicine. – [Text]: site: https://medicineonscreen.nlm.nih.gov/portfolio/1770/

Perkins B. Six battles every man must win: and the ancient secrets you'll need to succeed. – Wheaton, Ill.: Tyndale Momentum. – 160 pp. – ISBN-10: 1414338988

Ramsden E., Adams J. Escaping the Laboratory: the rodent experiments of John B. Calhoun & their cultural influence / ed. by E. Ramsden, J. Adams. – Journal of Social History, 2009. – V. 42, no. 3. – 761–797 pp. – ISSN: 0022–4529. – DOI: 10.1353/jsh/42.3.761Ramsden E., Adams J. Escaping the Laboratory: The Rodent Experiments of John B. Calhoun & Their Cultural Influence. – London: London School of Economics and Political Science, 2008. – No. 23/08

Хок Р. 40 исследований, которые потрясли психологию. – Москва: Прайм-Еврознак, 2003. – 416 с.