ISEA ИСиЭЖ СО РАН
630091 Фрунзе, 11
Новосибирск, Россия

Тел/Факс: +7 (383) 2170 973
Header picture

Заведующий лабораторией: Резникова Жанна Ильинична, доктор биологических наук, профессор.

Лаборатория организована в 2009 г. Обобщающая презентация: «Лаборатория поведенческой экологии сообществ в 2009-2013: наша история, научные результаты, научные проекты ( отчет на научной сессии ИСиЭЖ СО РАН

Состав лаборатории:

Заведующий лабораторией: Резникова Жанна Ильинична , доктор биологических наук.

 

Основные направления исследований лаборатории

  1. Этологические механизмы коадаптаций в консорциях животных
  2. Консорция - это эволюционно сложившаяся система разнородных организмов, группирующихся вокруг видов - “инженеров”, преобразующих среду, и связанных между собой особыми специфичными отношениями - консортивными связями. Изучение коадаптаций, лежащих в основе стабильной функциональной структуры консорций, является одной из фундаментальных биологических проблем. Исследование этологических аспектов формирования консортивных связей у животных- пионерное направление, синтезирующее подходы поведенческой экологии, эволюционной экологии и когнитивной этологии.

    В качестве модели сложных и устойчивых консорций рассматриваются сообщества животных с доминированием “инженерных” видов муравьев Formica s.str. В таких консорциях складываются эволюционно стабильные связи между видами-конкурентами, симбионтами, клептопаразитами, хищниками и потенциальными жертвами. В качестве ключевых исследуются гильдии муравьев, насекомых - трофобионтов, хищных герпетобионтов - беспозвоночных, мелких грызунов. Основное внимание уделяется комплексным межвидовым связям и пограничным формам взаимодействий, которые балансируют на грани смены знака отношений: переход от топической конкуренции к хищничеству, от мутуализма к клептопаразитизму. Это дает возможность оценить предельные значения экологических и этологических параметров, которые определяют стабильность функциональной структуры сообществ.

    Поведенческие адаптации, основанные на видотипических стереотипах, дополняются способностью животных к накоплению опыта и его применения в новых ситуациях. Экспериментальное изучение когнитивных компонент реакций животных на воздействие биотических факторов и оценка индивидуальной изменчивости избирательных ассоциативных связей лежат в основе разрабатываемой в лаборатории концепции сочетания поведенческой, социальной и когнитивной специализаций в сообществах. Такое сочетание позволяет разным фракциям популяций и сообществ попеременно получать адаптивные преимущества в условиях высокой изменчивости биотической среды.

    Полученные результаты позволят сформировать интегральную концепцию функциональной организации многовидовых сообществ животных и подойти к решению многих практических вопросов, связанных с антропогенным воздействием на биотические отношения.

  3. Функциональная структура надорганизменных систем на разных уровнях их организации
  4. Исследование принципов функционирования и самоорганизации надорганизменных систем является фундаментальной общебиологической проблемой. Основные нерешенные вопросы в этой области связаны с недостаточной изученностью характера специфических связей на разных уровнях организации надорганизменных систем и с нехваткой экспериментальных данных на фоне избыточного количества теоретических моделей.

    Усилия лаборатории сконцентрированы на экспериментальном исследовании сигнальных связей в надорганизменных системах разной степени интеграции: семьях общественных насекомых, гнездовых колониях птиц и субпопуляциях мелких млекопитающих, связанных коммуникативными взаимодействиями. Универсальным методическим подходом к исследованию столь разных объектов является оценка сложности поведенческих стереотипов, основанная на идеях теории информации. Этот подход дополняется системой специально разработанных для каждой группы полевых и лабораторных экспериментов.

    Специфика сигнальных связей на разных уровнях функциональной организации надорганизменных систем изучается на примере муравьев: от разделения труда и коммуникации на индивидуальном уровне до интегральных реакций семьи, взаимодействия семей в популяции и структурной организации многовидовых сообществ.

Основные результаты, полученные за последние 5 лет

  1. Этологические механизмы коадаптаций в консорциях животных
    1. Этологические механизмы коадаптаций в консорциях животных
    2. Впервые оценена роль памяти, обучения и гибкого поведения беспозвоночных животных в процессах оперативного перераспределения ресурсов. На примере хищных жужелиц, исследованных в ситуации межвидовой территориальной конкуренции, выявлена новая форма обучения: “обучение из каталога”, то есть способность оперативно находить в поведенческом репертуаре целостные поведенческие стереотипы, позволяющие оптимизировать ответ на повторяющиеся воздействия. Есть основания полагать, что “обучение из каталога”, является широко распространенной формой обучения не только у насекомых, но и у позвоночных животных в контексте их естественного видотипического поведения.
    3. Исследованы этологические механизмы мутуалистических отношений муравеьв с насекомыми-трофобионтами. Впервые выявлена профессиональная специализация среди членов функциональной группы сборщиков пади в семьях муравьев разных видов. Глубина профессиональной специализации зависит от численности семьи и уровня территориальной организации. Эти параметры могут варьировать в определенных пределах у разных видов. Наиболее глубокая профессиональная специализация, проявляющаяся у доминирующих в сообществе рыжих лесных муравьев, основана на работе постоянных по составу индивидуализированных рабочих групп особей, связанных информационными взаимодействиями. Эта система разделения труда соответствует наиболее эффективному трофобиозу, обеспечивает максимальную защиту колоний тлей от хищников, паразитоидов и неблагоприятных внешних воздействий, и в конечном итоге способствует большей выживаемости тлей, связанных с рыжими лесными муравьями. Эти “инженерные” виды связаны трофобиотическими отнощениями с наибольшим количеством видов тлей. Остальные члены гильдии муравьев используют инвестиции доминантов в трофобиоз, проявляя ту или иную степень клептопаразитизма.
    4. Открыт новый тип трофобиоза, связывающий муравьев разных видов со скрытоживущими личинками папоротникового пильльщика и играющий существенную роль в жизнеобеспечении многовидовых сообществ лесных муравьев. Ранее трофобиотические отношения были известны между муравьями и открытоживущими представителями отрядов равнокрылых и чешуйчатокрылых. Трофобиоз со скрыто живущими партнерами, и к тому же связывающий представителей отряда перепончаткрылых, описан впервые. Показано, что личинки пилильщика лучше выживают на территориях, контролируемых рыжими лесными муравьями. Это максимизирует сумму долевого вклада рыжих лесных муравьев в потенциал размножения трофобионтов, обеспечивающих многовидовое сообщество в целом.
  2. Функциональная структура надорганизменных систем на разных уровнях их организации
    1. Исследованы этологические основы функционирования надорганизменных систем разного уровня интегрированности. В основе распределения функций в надорганизменных системах лежит сочетание поведенческой, социальной и когнитивной специализаций, основанных на индивидуальной вариабельности поведения членов сообщества. Устойчивость функциональной организации надорганизменных систем обеспечивается специфическими сигнальными связями. Наиболее сложные информационные связи, выявленные у высоко социальных видов муравьев, основаны на дистантном наведении, то есть, способности передавать информацию абстрактного характера об удаленных объектах и событиях. Применение идей теории информации в соавторстве с проф. Б.Я. Рябко позволило выявить у муравьев развитую систему коммуникации, более сложную, чем известный “язык танцев” медоносной пчелы, позволяющую им оптимизировать передаваемые сообщения на основе использования количественных признаков объекта и “сжатия” информации.
    2. Экспериментально исследованы принципы организации семьи высоко социальных видов муравьев. Получены новые представления о “профессиональной ориентации” муравьев на основе специфического сочетания индивидуальных поведенческих свойств и сценария их развития в онтогенезе. Выявлены поведенческие факторы, определяющие распределение функций в семье рыжих лесных муравьев: уровень и возраст проявления агрессивности, специфика исследовательской активности, отношение к опасности и способность к обучению. Муравьи с низким уровнем агрессивности, избегающие опасных столкновений и проявляющие склонность накапливать опыт, становятся сборщиками пади и разведчиками. Особи с ранней манифестацией агрессии и высоким ее уровнем, не способные обучаться избегать опасности, специализируются как охотники и охранники. Хотя в основе профессиональной ориентации муравьев лежат врожденные характеристики поведения, приобретение навыков необходимо им для формирования исследовательских предпочтений, обучения избеганию опасности, совершенствования тактик взаимодействия с врагами, а также уточнения “образа врага”, который у молодых муравьев проявляется в виде обобщенного шаблона. Результаты могут найти применение в различных областях науки и практической деятельности, так или иначе связанными с вопросами разнокачественности и специализации элементов системы - от теоретических и практических вопросов этологии (включая этологию человека) до робототехники.
    3. Выявлен универсальный механизм синхронизации поведения в сообществах: распределенное социальное обучение. Для распространения в популяции сложных поведенческих стереотипов достаточно присутствия в ней немногочисленных носителей целостных стереотипов, если остальные животные являются носителями неполных генетических программ, запускающих эти стереотипы. Наличие “спящих” фрагментов программ создает у их носителей врожденную предрасположенность к совершению определенной последовательности действий. Для достройки целостного стереотипа достаточно самых простых форм социального обучения. Эта гипотеза позволяет объяснить распространение поведенческих моделей в сообществах животных более простым путем, чем с помощью культурной преемственности.
    4. Эксперименты с перекрестным воспитанием птенцов в колониях чаек показали, что характер взаимодействия птенцов с воспитателями, ранняя социализация и уровень сигнальных связей с членами социума определяют потенциал численнности колонии и ее устойчивость как надорганизменной структуры.

Финансирование

ФАНО, базовый проект:  

VI.51.1.10. (0311-2016- 0004) Поведенческая экология сообществ животных на разных уровнях социальной организации: адаптивный потенциал и динамика численности (ИСиЭЖ СО РАН, 2017-2019, руководитель д.б.н. Ж.И. Резникова). 

Проект РНФ № 14-14- 00603 «Экспериментальные исследования когнитивной и поведенческой специализации в популяциях и сообществах» (2014-2016 гг., руководитель Резникова Ж.И.)

Проекты РФФИ:

РФФИ № 17-04- 00702 «Когнитивные механизмы оптимизации фуражировочных стратегий: экспериментальные исследования на примере насекомых, грызунов и воробьиных птиц» (2017-2019 гг., руководитель Резникова Ж.И.)

РФФИ №14-04- 01252 «Физиологические механизмы регуляции агрессивного и социального поведения муравьев: роль морфологических факторов, сенсорных и нейротрансмиттерных систем» (2014-2016 гг., руководитель Яковлев И.К.)

Избранные публикации

Монографии

Reznikova Zhanna. 2017. Studying Animal Languages Without Translation: An Insight from Ants. Springer, Switzerland.

Резникова Ж.И. 2016. Зоопсихология. Интеллект и язык животных и человека. Юрайт, Москва
Резникова Ж.И. 2016. Экология, этология, эволюция. Межвидовые отношения животных. Юрайт, Москва.
Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. 2013 (4-е издание). Основы этологии и генетики поведения. МГУ. Учебник для вузов.

2017

Reznikova Zh., Levenets J., Panteleeva S., Ryabko B. 2017. Studying hunting behaviour in the striped field mouse using data compression. Acta Ethologica. DOI 10.1007/s10211-017-0260-9
Atsarkina, N. V., Panteleeva, S. N., Reznikova, Z. I. 2017. Myrmica rubra Ants Are More Communicative When Young: Do They Need Experience?. Journal of Comparative Psychology. DOI:10.1037/com0000067
Iakovlev I.K., Novgorodova T.A.,Tiunov A. V., Reznikova Zh.I. 2017. Trophic position and seasonal changes in the diet of red wood ant Formica aquilonia as indicated by stable isotope analysis. Ecological Entomology. DOI: 10.1111/een.12384

2016

И. А. Максимова, А. М. Глушакова, А. В. Качалкин, И. Ю. Чернов, С. Н. Пантелеева, Ж. И. Резникова ДРОЖЖЕВЫЕ СООБЩЕСТВА МУРАВЕЙНИКОВ FORMICA AQUILONIA Микробиология (2016 г.)
Левенец Я.В., Пантелеева С.Н., Резникова Ж.И. Сравнительный анализ стереотипного поведения на примере процесса охоты умелких млекопитающих Журнал экспериментальной психологии (2016 г.)
Левенец Я.В., Пантелеева С.Н., Резникова Ж.И. Экспериментальное исследование питания насекомыми у грызунов Евразиатский энтомологический журнал (2016 г.)
Novgorodova T., Kruykov V. Quarantining behaviour of ants towards infected aphids as an antifungal mechanismin ant-aphid interactions Entomologia Experimentalis et Applicata (2016 г.)
Новгородова Т.А. Организация сбора пади тлей в семьях муравья- рабовладельца Formica sanguinea Latreille, 1798 (Hymenoptera, Formicidae) Евразиатский энтомологический журнал (2016г.)
Пантелеева С.Н., Резникова Ж.И., Синькова О.Б. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЭТОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ С РЫЖИМИ ЛЕСНЫМИ МУРАВЬЯМИ Журнал общей биологии (2016 г.)
Szczys P., Lamothe K.A.,Druzyaka A.,Poot M.J.M., Siokhin V.,van der Winden J. Range-wide patterns of population differentiation of Eurasian Black Terns (Chlidonias niger niger) related to use of discrete postnuptial staging sites Journal of Ornithology (2016 г.)
Яковлев И.К. ДЕЙСТВИЕ ОКТОПАМИНА НА АГРЕССИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ РЫЖИХ ЛЕСНЫХ МУРАВЬЕВ Журнал высшей нервной деятельности (2016 г.)
Яковлев И.К. Индивидуальные различия в поведении жужелиц Pterostichus magus (Coleoptera: Carabidae): связи между подвижностью, исследовательским и защитным поведением Евразиатский энтомологический журнал (2016 г.)
Маслов А.А., Яковлев И.К., Резникова Ж.И. 2016. Влияние рыжих лесных муравьев на гнездование и питание мухоловки-пеструшки. Евразиатский энтомологический журнал, 15 (4), 360-366.

2015

А. В. Друзяка, М. А. Минина, З. В. Часовских. Раннее развитие агрессивного поведения и ускоренный рост птенцов озерной чайки (Larus ridibundus) в условиях разреженного гнездования Зоологический журнал (2015 г.)
Друзяка А.В. УМЕНЬШЕНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПРОГРАММ ЗАСЕЛЕНИЯ КОЛОНИИ УОЗЕРНЫХ ЧАЕК (Larus ridibundus) ВЕДЕТ К СНИЖЕНИЮ РЕПРОДУКТИВНОГО УСПЕХА Журнал общей биологии (2015 г.)
Ж. И. Резникова, А. А. Маслов, С. Н. Пантелеева ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОГНИТИВНЫХ АСПЕКТОВ АМБИВАЛЕНТНОЙ ФУРАЖИРОВКИ НА ПРИМЕРЕ БОЛЬШОЙ СИНИЦЫ ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК (2015 г.)
Novgorodova T.A. Organization of honeydewcollection byforagers of different species of ants (Hymenoptera: Formicidae): Effect of colony size and species specificity European Journal of Entomology (2015 г.)
Новгородова Т.А. Способны ли рыжие лесные муравьи защитить своих тлей-симбионтов от заражения энтомопатогенными грибами? Евразиатский энтомологический журнал (2015 г.)
Резникова Ж.И. И даман поманил за собой Наука из первых рук (2015 г.) 12. Резникова Ж.И. СРАВНИТЕЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПОВЕДЕНИЯ:ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментальная психология (2015 г.)
Reznikova Zh., Maslov A., Panteleeva S. Experimental studyof cognitive aspects of ambivalent foraging as exemplified bythe great tit Doklady Biological Sciences (2015 г.)
Резникова Ж.И., Пантелеева С.Н. ВОЗМОЖНЫЕ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ “КУЛЬТУРЫ” У ЖИВОТНЫХ: ГИПОТЕЗА РАСПРЕДЕЛЕННОГО СОЦИАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ Журнал общей биологии (2015 г.)
Ryabko Daniil, Reznikova Zhanna On the evolutionary origins of differences in sexual preferences Frontiers in Psychology (2015 г.)
Новгородова Т.А. 2015. Взаимодействие муравьев с врагами тлей: Узнают ли неопытные сборщики пади афидофагов при первой встрече? // Зоологический журнал. Т. 94. № 10. С. 1190–1199.
А.В. Стекольщиков, Т.А. Новгородова 2015 Предварительный обзор фауны тлей (Homoptera, Aphidoidea) Республики Алтай // Euroasian Entomological Journal. V. 14. № 2. С. 171–186.
Novgorodova Т.А. 2015. Role of social and individual experience in interaction of the meadow ant Formica pratensis Retzius (Hymenoptera, Formicidae) with ladybird imagines and hoverfly larvae // Insect science. V. 22 (3). P. 440-450. DOI: 10.1111/1744-7917.12127

2014

Резникова Ж.И., Пантелеева С.Н., Левенец Я.В. Анализ поведенческих стереотипов на основе идей колмогоровской сложности: поиск общего методического подхода в этологии и психологии Экспериментальная психология (2014 г.)
Ацаркина Н.В., Яковлев И.К., Резникова Ж.И. 2014. Индивидуальные поведенческие характеристики разведчиков и мобилизованных фуражиров у рыжих лесных муравьев. Евроазиатский энтомологический журнал, т.13(3), 209 - 218.
Novgorodova Т.А. 2014. Role of social and individual experience in interaction of the meadow ant Formica pratensis Retzius (Hymenoptera, Formicidae) with ladybird imagines and hoverfly larvae // Insect science. V. P. doi: 10.1111/1744-7917.12127

2013

Reznikova, Z., Dorosheva, E. 2013. Catalog learning: Carabid beetles learn to manipulate with innate coherent behavioral patterns. Evolutionary Psychology11(3): 513-537
Panteleeva S., Reznikova Z. and Vygonyailova O. 2013. Quantity judgments in the context of risk/reward decision making in striped field mice: first "count," then hunt. Front. Psychology 4:53. doi: 10.3389/fpsyg.2013.00053
Рябинин А.С., Новгородова Т.А. 2013. Фауна муравьев (Hymenoptera, Formicidae) Южного Зауралья // Евразиатский энтомологический журнал. Т. 12. № 2. С. 161-166.
Stekolshchikov A., Novgorodova T. 2013. New additions to the aphid fauna (Homoptera: Aphidinea) of Western Siberia (Homoptera: Aphidinea) // Zoosystematica Rossica. V. 22. № 1. P. 63-68.

 

2012