كيف تتحد الجينات والهرمونات والبيئة لتشكيل سلوك الحيوان؟

تقوم الجينات والبيئة على لعب أدوارًا مهمة في سلوك الحيوانات، حيث تلتقط الجينات الاستجابات التطورية للمجموعات الحيوانية السابقة لاختيار السلوك، تتيح المرونة البيئية للحيوانات الفرصة للتكيف مع التغييرات خلال حياتها.

كيف تتحد الجينات والبيئة لتشكيل سلوك الحيوان

لم يفهم الإنسان في القدم طرق الوراثة أو ترجمة المعلومات الجينية إلى علم التشكل أو علم وظائف الأعضاء أو السلوك لدى الحيوانات، لكنهم فهموا بشكل بديهي أن الوراثة تشكل السلوك، ومن خلال التحكم في التزاوج تم تدجين قطعان من الحيوانات المفيدة للإنسان، تتصرف الحيوانات المستأنسة الناتجة مثل الماشية والخيول والكلاب بشكل مختلف تمامًا عن أسلافها البرية، كان التربية الانتقائية فكرة أساسية في تاريخ البشرية، حتى لو لم يتم فهم العلم الأساسي حتى الثورتين الداروينية والمندلية في القرن التاسع عشر.

اليوم ندرك بسهولة أن كلا من الجينات والبيئة يؤثران على السلوك ويركز العلماء الذين يدرسون السلوك على التفاعل بين هذين العاملين، الجينات من خلال تأثيرها على التشكل وعلم وظائف الأعضاء، تخلق إطارًا تعمل فيه البيئة لتشكيل سلوك حيوان فردي، يمكن أن تؤثر البيئة على التطور المورفولوجي والفسيولوجي، بدوره يتطور السلوك نتيجة لشكل ذلك الحيوان وأعماله الداخلية، تخلق الجينات أيضًا دعامة للتعلم والذاكرة والإدراك وهي آليات رائعة تسمح للحيوانات بالحصول على معلومات حول بيئتها وتخزينها لاستخدامها في تشكيل سلوكها.

السلوك الغريزي لدى الحيوانات

استحوذ السلوك الغريزي أو الثابت أي بحكم التعريف المحدد وراثيًا على اهتمام تشارلز داروين، ولاحقًا من علماء السلوك مثل نيكو تينبرجن، تعني الغريزة أن السلوك يتم تنفيذه بدون تفكير ولا يمكن تعديله بالتعلم، تتضمن أمثلة السلوك الغريزي أنماطًا سلوكية بسيطة، يتم عرضها استجابةً لحافز معين أو ضمن سياق معين، يهرب صرصور إلى ركن مظلم عند إضاءة الضوء، ستضرب الأفعى الجرسية شيئًا دافئًا متحركًا بحجم الفأر، في أي من هذه الحالات لا ينخرط الحيوان في التعلم أو التفكير عند تشكيل استجابته، ومن المحتمل أن تكون المعلومات حول مكان العلف والفريسة التي يجب اختيارها وكيفية التعامل مع الفريسة بعد الضرب فطرية في أنواع مثل هذه.

وبالمثل فإن العديد من الإشارات المستخدمة في الاتصال الحيواني فطرية، تنتج بنفس الطريقة من قبل جميع أعضاء النوع، الثبات الذي يأتي من وجود الإشارة وتفسيرها مشفرًا وراثيًا يجعل الرسالة لا لبس فيها، مجموعات من تعابير الوجه وانتصاب الشعر ووضعية الذيل تعطي الكلاب للكلاب الأخرى مجموعة عالمية من الرسائل، تستخدم حيوانات أخرى مجموعات من المعلومات الجينية والمتعلمة في تكوين إشاراتها، يمكن لبعض الطيور إنتاج عناصر من أغانيها دون أن تسمع طائرًا آخر يغني ولكنها تتطلب سماع الأغاني أثناء التطور لإعادة إنتاج أغنية من نوعها بشكل صحيح، يوضح هذا المثال الأخير كيف يمكن استخدام المكونات الفطرية كوحدات بناء لسلوك قابل للتعديل، لكن سلوك الحيوان يمكن أن يكون فطريًا مما يعكس أساسًا وراثيًا قويًا.

الطبع والتطوير لدى الحيوانات

يتضمن الطباعة القدرة على تعلم معلومة أساسية محددة في المرحلة الصحيحة من التطور، يقتصر الانفتاح على التعلم من خلال البصمة على فترة زمنية قصيرة تسمى الفترة الحرجة، أشهر مثال على الطباعة يأتي من كونراد لورينز وأوزه لقد وجد أن الأوزان يتعلمون التعرف على أمهم وإخبارها عن الأوز الأخرى في وقت مبكر جدًا من الحياة، من خلال استبدال نفسه بأوزة الأم في المرحلة التنموية الصحيحة يمكن أن يجعل الصغار يطبعون عليه، ويتبعونه بأمانة أينما ذهب، إن انفتاح الأبناء على تعلم القائد حتى لو كان لا يشبه الإوزة أمر مثير للاهتمام ويوضح الختم كيف يمكن للجينات تشكيل السلوك إلى حد كبير.

يوفر الطبع فرصة لتعلم المكونات الرئيسية المتغيرة في بيئة مع الاحتفاظ بأنماط السلوك الفطرية إلى حد كبير، ويمكن إظهار المزيد من المرونة في تطوير تفضيلات الطعام حيث يمكن أن يختلف توافر الطعام من موطن لآخر أو من موسم إلى آخر، قد تطبع الحشرات كيمياء الأوراق التي تأكلها على شكل يرقات عندما يصبحون بالغين، يختارون بعد ذلك وضع بيضهم على النباتات بكيمياء تتطابق مع الأوراق التي أكلوها عندما كانوا صغارًا، زيؤمن هذا النظام الغذائي المناسب للجيل القادم غالبًا ما تتعلم الطيور والثدييات الصغيرة تفضيلات الطعام بناءً على الطعام المشترك من قبل البالغين، وعلى ملاحظات تفضيلات التغذية للبالغين وعلى أخذ عينات من المواد الغذائية الممكنة.

يتضمن شكل آخر من أشكال التعلم النفور والذي يمكن أن يتطور في أي وقت في حياة أي حيوان، تطور الطيور والثدييات نفورًا مدى الحياة من أطعمة معينة تحتوي على سموم تسبب المرض مثل الفراشات الملكية، في المقابل يبدو أن بعض التفضيلات والنفور فطري أو على الأقل مدفوعة بالاحتياجات الفسيولوجية لبعض العناصر الغذائية.

سلوك التعرف على بيئات معينة لدى الحيوانات

تتعلم العديد من الحيوانات معلومات أساسية للبقاء على قيد الحياة، غالبًا ما تكون هذه القدرات خاصة جدًا بسياق معين، وقد يكون النوع ماهرًا جدًا في تعلم الحقائق ذات الصلة ببقائه، ولكنه لا يكون قادرًا على توظيف التعلم عبر مجموعة واسعة من المواقف التي لم تحدث في تاريخه التطوري، مثال جيد على ذلك يأتي من الحيوانات التي تخزن الطعام، التخزين المؤقت هو تكيف للتعامل مع الإمدادات الغذائية الوفيرة خلال موسم قصير، بعض الحيوانات تخزن طعامها في موقع مركزي يمثل نحل العسل الذي يخزن العسل مثالاً على ذلك، ويمكن أن تتطلب المخابئ المركزية دفاعًا قويًا ضد اللصوص، وهي قدرة ملحوظة لنحل العسل، بدلاً من ذلك يمكن أن ينتشر الطعام المخزن مؤقتًا في الموطن،.

حيث تشتهر السناجب الشجرية والطيور الرمادية بالتخزين المؤقت للتشتت وهذا ما يسمى أحيانًا بالاكتناز المبعثر، يبرز التخزين المؤقت للطعام باعتباره سياقًا صعبًا بشكل خاص لتعلم المعلومات المعقدة حول المواقع، وغالبًا ما تعرض الطيور والثدييات التي تخزن الطعام في ذاكرة التخزين المؤقت قدرات رائعة لاستدعاء مواقع التخزين المؤقت.

مجموعة أخرى من الأمثلة تأتي من الحيوانات التي تترك أعشاشها لتتغذى، وبالتالي يجب أن تتعلم ما يكفي عن بيئتها لتجد طريقها إلى المنزل، من غير المرجح أن يظل موقع العش أو الجحر ثابتًا عبر أجيال عديدة، تتطلب القدرة على العودة إلى الوطن القدرة على دمج الكثير من المعلومات البيئية، بعض الحيوانات مثل نملة الصحراء، قامت بدمج التعلم في التنقل باستخدام تكامل المسار، وهو القدرة على تذكر المسافات والاتجاهات التي تم قطعها وتلخيصها ثم حساب مسار العودة، تستخدم حيوانات أخرى المعالم مثل موقع الشمس لتعلم مسارها الخارجي، ثم تستخدمه في الاتجاه المعاكس للعودة إلى المنزل.