Jak porozumiewają się zwierzęta, czyli o komunikacji (nie tylko) chemicznej

 Joanna Kurek

Ludzie porozumiewają się między sobą przede wszystkim w sposób werbalny, gdyż jest to najprostsza i najszybsza forma kontaktu, choć we współczesnym świecie istnieją także inne formy komunikacji. Zwierzęta nie dysponują takim narzędziem, jakim jest mowa artykułowana, więc muszą komunikować się ze sobą na inne sposoby. Okazuje się, że w tym celu dysponują szeroką gamą różnorodnych sposobów porozumiewania się, głównie w obrębie swojego stada czy gatunku, ale także międzygatunkowo. Mogą mieć bowiem miejsce sytuacje, kiedy dochodzi do komunikacji pomiędzy osobnikami różnych gatunków, czego prostym przykładem są relacje ludzi ze zwierzętami domowymi, takimi jak choćby psy i koty, czy pomiędzy tymi zwierzętami, gdy hodowane są wspólnie. To, że zwierzęta bytują zarówno w środowisku lądowym jak i wodnym, także w pewnym stopniu narzuca konkretne metody ich komunikacji (…)

Komunikacja pomaga różnorodnym organizmom zarówno tym prostszym, jak i bardziej rozwiniętym w wykonywaniu podstawowych funkcji życiowych. Ma ona na celu zapewnienie wielopoziomowego oddziaływania wewnątrz danego gatunku i służy rozwijaniu relacji w stadzie, obronie terytorium, koordynowaniu zachowań w obrębie danej grupy zwierząt, ustalaniu dominacji, ochronie przed napastnikami, zdobywaniu pokarmu, znajdywaniu partnerów, a także opiece nad młodymi, gdyż komunikacja koordynuje zachowania rodziców i potomstwa, celem zapewnienia przetrwania tych drugich.

Ukształtowanie określonych sposobów komunikacji w obrębie danego gatunku oraz zdolność ich uczenia się w wyniku doboru naturalnego, czyli nabycie takich zachowań komunikacyjnych, które w przypadku danego gatunku zwiększają prawdopodobieństwo jego przeżycia, a także rozmnażania się osobników w danej populacji, utrzymują się i stają  się powszechne nawet dla całego gatunku (oznacza to dziedziczne zachowania komunikacyjne).

Sposoby komunikacji

Określone gatunki czy grupy zwierząt korzystają z najdogodniejszych dla siebie sposobów porozumiewania się, a wszystko zależy od tego jakie narządy zmysłów są najistotniejsze dla danej grupy zwierząt. Przykładowo psy mają bardzo dobrze rozwinięty zmysł węchu, a ptaki bardzo często komunikują się za pomocą całej gamy dźwięków. Choć różne gatunki zwierząt żyją w różny sposób; niektóre w dużych stadach, inne zgrupowane są w zaledwie kilka sztuk, a część wiedzie samotne życie, tak muszą komunikować się chociażby doraźnie w celu znalezienia partnera. Do najistotniejszych form komunikacji należy wymienić: bodźce wizualne, dotyk, dźwięki, sygnały elektryczne, ale też niewidzialną i niesłyszalną sygnalizacje chemiczną, która jest szczególnie interesująca dla chemików.

Znakomitym obiektem ilustrującym wielopoziomowość metod komunikacyjnych jest mrowisko, w obrębie którego poszczególne mrówki porozumiewają się za pomocą bodźców wizualnych, dotykowych, a także chemicznych. Do obserwacji relacji w takiej grupie zwierząt świetnie nadaje się formikarium uwidaczniające złożoność takiej społeczności. U mrówek (tego konkretnego gatunku) występują: królowa, samiec, robotnice: piastunki i zbieraczki oraz żołnierze. W mrowisku najważniejsza i zarazem największa jest królowa (jedyna samica zdolna do rozrodu), której głównym zadaniem jest składanie jaj, którymi to z kolei opiekują się mniejsze mrówki robotnice. W takiej społeczności zadania są w określony sposób rozdzielone i poddane niekwestionowanej hierarchii.

Sygnały dźwiękowe

Z obserwacji wiadomo, że zwierzęta, zarówno lądowe, jak i wodne, potrafią wydawać różne dźwięki, jednak są one dla ludzi kompletnie niezrozumiałe. Po wnikliwej analizie dźwięków wytwarzanych przez dany gatunek można zauważyć, że wydawane są one różne i uzależnione od sytuacji, w której się zwierzęta się znalazły. Forma komunikacji, jaką jest wydawanie dźwięków, chyba najbardziej kojarzy się z ptakami i małpami. U ptaków poszczególne dźwięki wydawane przez nie w danym momencie sygnalizują koordynowanie zachowań grupowych, obrony terytorium, przekazywania ostrzeżeń czy też zwabiania partnerów. Takimi pięknie i długo śpiewającymi ptakami są dobrze znane słowiki. W przypadku małp wydawane przez nie dźwięki to często charakterystyczne pokrzykiwania mające na celu ostrzeganie przed niebezpieczeństwem, oznaczanie terytorium, odstraszanie potencjalnych konkurentów albo sygnalizowanie interakcji w grupie. Żaby ryczące, choć część życia spędzają w wodzie, to ich głośny i charakterystyczny rechot dobrze słychać na lądzie.

Zwierzęta wodne, jakimi są deliny również wyspecjalizowały się w szerokiej gamie dźwięków określanych jako gwizdy, ćwierkanie i kliknięcia, które w zależności od sytuacji układają w złożone wzory, co bywa interpretowane jako swoista forma języka.

Bodźce dotykowe

Do szczególnego rodzaju bodźców należą sygnały dotykowe, gdyż są one ograniczone zasięgiem – dwoje lub więcej zwierząt musi się znajdować bardzo blisko siebie. Do wielu zwierząt korzystających z tego rodzaju komunikacji zaliczyć można: owady, bezkręgowce, ryby, ptaki czy ssaki. Przykładowo w ulu, w ciemnościach, pszczoła w celu poinformowania pozostałych o źródle pokarmu wykonuje skomplikowany układ ruchów, dotykając innych pszczół, wykonując tak zwany ‘taniec pszczół’. Inną dobrze znaną formą kontaktu poprzez dotyk jest wykonywane przez małpy tak wzajemne zwane ‘iskanie’, mające na celu wydostawanie z sierści i skóry pasożytów (…) Bywa, że nawet ślimaki utrzymywane w warunkach hodowlanych często po sobie pełzają. Ryby w wodzie za pomocą trącania się przekazują sobie wiadomość o pokarmie. Surykatki lubią się wygrzewać, leżąc obok siebie.

Sygnały elektryczne

W szczególnych przypadkach zwierzęta przekazują sobie sygnały elektryczne! Najlepszym przykładem jest ‘węgorz elektryczny’, choć tak naprawdę jest to zwierzę tylko „węgorzopodobne”, a nazywa się strętwa, która ma zdolność wytwarzania wyładowań elektrycznych za pomocą szeregowo połączonych narządów elektrycznych – elektrocytów. Te słodkowodne ryby wytwarzają impulsy elektryczne (nawet do 600 V), wykorzystując je do samoobrony, polowania czy nawet nawigacji, a także do komunikowania się w okresie

Sygnały wizualne

Do sygnałów wizualnych zalicza się wszelkie gesty, mimikę oblicza czy postawę ciała oraz zmianę barwy. Rozbudowana mimika i gesty czy postawa ciała oczywiście nie dotyczy wyłącznie ludzi, ale także innych ssaków. Dużą gamę gestów prezentują różne małpy. Na przykład szympansy informują o zagrożeniu, podnosząc ręce, uderzając o ziemię lub wpatrując się bezpośrednio w innego szympansa. Gesty i postawy są powszechnie używane w rytuałach godowych i mogą łączyć się z innymi sygnałami, takimi jak jaskrawe zabarwienie.

Czasami gesty te są połączone z innymi sygnałami, jak w przypadku demonstrowania przez pawia intensywnego zabarwienia nastroszonego ogona, w celu jak najlepszego zaprezentowania się wybranej samicy podczas godów. Atrakcyjne barwy piór samców stanowią też swego rodzaju przynętę dla potencjalnych drapieżników, dzięki czemu nie koncentrują swojej uwagi na brązowo upierzonych samicach wychowujących pisklęta (…)

Sygnały chemiczne i feromony

Opisane powyżej metody komunikacji jak dotąd nie zawierały żadnych informacji na temat tego, jak zwierzęta mogą porozumiewać się, używając w tym celu określonych związków chemicznych, a sposoby takie oczywiście istnieją. Z punktu widzenia chemika ciekawymi sposobami komunikacji pomiędzy zwierzętami jest stosowanie przez nie różnorodnych związków chemicznych bądź nawet ich skomplikowanych mieszanin wytwarzanych w ich organizmach i składających się na sygnalizację chemiczną. Celem sygnałów chemicznych może być odstraszenie napastnika przez wydzielanie nieprzyjemnych zapachów lub wręcz przeciwne działanie – zwabienie osobnika płci przeciwnej przez wytwarzanie feromonów.

Substancje wytwarzające odstraszające zapachy

Substancje wytwarzane przez niektóre gatunki zwierząt, mające na celu odstraszenie napastnika, mają zasadniczo nieprzyjemne zapachy, często wyczuwalne na dużą odległość, co pozwala informować o zagrożeniu inne, pozostające w pobliżu osobniki. Do związków tych należą różne połączenia siarki. W przypadku zwierząt to najczęściej samce danego gatunku wydzielają charakterystyczne wonie mające znaczenie w doborze naturalnym.

Dobrze znanym przykładem jest wydzielina skunksa (i całej rodziny skunksowatych, liczących obecnie 12 gatunków), który w gruczołach okołoodbytowych produkuje silnie wonne związki organiczne. W chwili zagrożenia skunks unosi ogon, tupie w ziemię, pozoruje atak, jednak gdy to nie pomaga odwraca się i wytryskuje śmierdzącą ciecz w kierunku napastnika – w szczególności w oczy, które są na nią szczególnie wrażliwe. U wszystkich skunksowatych głównym składnikiem tej cieczy jest (E)-but-2-eno-1-tiol, oraz (E)-(1-metylotio)-but-2-en, a w szczególności u skunksa właściwego i plamiastego występuje również 3-metylobutano-1-tiol. Zapach skunksa wydzieliny jest dla człowieka

Cały artykuł przeczytacie w wydaniu 2/2024 „Chemii w Szkole”