начало разное и полезное Использование метода кинологической идентификации
Использование метода кинологической идентификации запахов в зоологических исследованиях
Проблема идентификации отдельных особей крупных млекопитающих весьма остро стоит перед исследователями. Это необходимо для изучения экологии и поведения животных, определения численности популяции и распределения особей по территории. Обычно для распознавания индивидуумов одного вида исследователи используют их естественные морфологические отличия - особенность окраса, например, индивидуальные различия в рисунке полос у зебры, пятен у жирафа; форма ушей у слонов, а также какие-либо повреждения кожного покрова, характерные шрамы, сломанные рога и т.п. (Овсянников, 1986). Часто морфологческих различий бывает недостаточно, или они изменяются (рога сбрасываются, поврежденная шерсть отрастает) - и тогда зверей специально метят - надевают пластиковые ушные клипсы, цветные ошейники, специальными красителями рисуют метки, и т.п. Но использование таких меток целесообразно лишь при наблюдениях за животными, обитающими в открытых стациях - степях, пустынях, тундрах, иногда горах. Все значительно усложняется, если наблюдения ведутся в лесных массивах. Кроме того, такие маркеры могут причинять неудобства помеченным зверям. Например, зверь может зацепиться ошейником и нанести себе травму, яркие метки могут привлечь хищников, и могут сыграть негативную роль в социальных взаимоотношениях (Berteaux et al., 1994). Но даже будучи абсолютно безвредными, такие метки не позволяют идентифицировать следы жизнедеятельности помеченных особей, следить за ними в закрытых ландшафтах и вести наблюдение за животными, ведущими ночной или скрытный образ жизни.
Многие проблемы могут быть решены при использовании радиомечения, когда на зверя надевают ошейник с радиопередатчиком. Оно позволяет вести длительные непрерывные наблюдения за перемещением и активностью помеченных животных, в любое время определять их местонахождение. Использование радиоошейников помогло получить много интереснейших сведений о жизни диких животных.
Однако все вышеперечисленные методы нанесения искусственных маркеров имеют один громадный недостаток: чтобы пометить зверя тем или иным способом, требуется его отловить и обездвижить. К сожалению, такие действия могут таить в себе серьезную опасность для животных. Начиная от стресса во время отлова и кончая порой самыми печальными последствиями при подборе дозировки наркоза. К счастью, такое происходит нечасто. И, может быть, для популяции из нескольких сотен млекопитающих гибель одного - двух зверей не так страшна. Однако при работе с редкими видами, когда буквально каждый зверь на счету, травма и гибель каждой особи может обернуться непоправимой трагедией. Порой возникают вопросы о правомерности использования процедуры отлова на охраняемых территориях, когда, пусть даже с самыми благими намерениями совершаются действия, беспокоящие охраняемых зверей, что противоречит заповедному режиму. А длительность наблюдения при радиослежении ограничена длительностью работы радиопередатчика. Кроме того, требуется много средств для установки радиоприемников на средствах транспорта вплоть до аренды вертолетов и спутников (Ballard, 1992). Все это значительно ограничивает возможности данного метода. В конечном счете бесцеремонное вмешательство человека в жизнь дикой природы и нарушение прав животных (пусть незадекларированных, но реально существующих) ставит под вопрос эффективность и целесообразность подобных способов наблюдения.
Обращая внимание на морфологию изучаемых зверей, исследователь обычно не задумывается о способности животных различать представителей своего вида. Естественно, при встречах звери узнают друг друга "в лицо", но часто они не делают и этого. Живя по соседству, они могут никогда не встречаться, но знать друг о друге все нужное и важное для сосуществования посредством запаха. Для многих животных химическая коммуникация - общение посредством пахучих сигналов - является основополагающей. По запаху звери находят полового партнера, матери узнают своих детенышей, а малыши - своих матерей. Хищники руководствуются обонянием при выборе добычи, а жертва имеет шанс спастись, если вовремя учует врага. Пахучими метками звери метят места своего обитания, границы этих участков и тропы, по которым ходят. Достоинство таких меток в том, что они могут действовать в отсутствие особи, которая их оставила. Они легко распознаются в темноте, в зарослях - там, где зрительные сигналы бессильны. Длительность действия пахучей метки - большое ее достоинство. Это очень экономичный сигнал. Однажды его оставив, зверь может спать спокойно - нужные сведения о нем может узнать чужак и не посягать на занятую территорию.
Вот и возникает вопрос: почему человек не использует запах так, как это делают сами звери. Можно оправдаться слабым собственным чутьем. Ведь в жизни самого человека обоняние играет далеко не первостепенную роль. Для нас обычно важнее роль зрения и слуха, нежели обоняния. Человеческий нос не способен к тонкой дифференцировке звериных запахов. В качестве "прибора", который может распознавать и отождествлять пахучие сигналы, может быть использована собака - единственное домашнее животное, органы чувств которого человек научился использовать в своих интересах.
Известно, что охотничьи собаки по запаху помогают человеку найти добычу и преследовать ее. Люди заметиили, что собаки могут искать и находить по пахучему следу человека, который этот след оставил, то есть обнаруживать, запоминать и различать людей по их индивидуальным запахам. Более ста лет во всем мире на полицейской службе применяют служебных собак для розыска преступников по пахучему следу, поиска и идентификации вещей подозреваемых. Криминалистами на границе веков уже использовали методику выбора собакой по запаху людей и вещей, им принадлежавших и сохранивших особый запах владельца (Герсбах, 1912; Richardson, 1910). Подобную работу и в наше время не способен сделать ни один прибор, ни одно техническое устройство, поскольку неизвестным остается сам алгоритм распознавания индивидуальных запахов, хотя уже сделаны первые шаги по расшифровке кодирования подобных запахов (например, Зинкевич, Васильева, 1998).
В шестидесятых годах двадцатого столетия советскими учеными был разработан метод сбора и сохранения запахов людей (Безруков и др., 1965; Винберг, 1967). После этого стало возможным поставить на научную основу традиционную работу по выборке, которая применяется в криминалистике. Ведь раньше, когда требовалось установить принадлежность вещи подозреваемому, использовали непосредственно человека и его вещи. Для этого собака обнюхивала какой-либо предмет или следы, найденные на месте преступления и среди проверяемых лиц лаем или каким либо другим сигналом указывала на того, кому они могли принадлежать. Такая работа часто делала непригодным дальнейшее использование объектов, полученных с места происшествия, и, по мнению многих юристов, унижала честь и достоинтсво человека, заставляя его подчиняться показаниям собаки. Иногда собаки совершали ошибки, выбирая из ряда проверяемых лиц того, кто сильнее испугался или просто привлек внимание необычным поведением. Кроме того, подобная выборка могла осушествляться лишь оперативно, по свежим следам и спустя некоторое время становилась невозможной, поскольку пахучие следы и вещественные доказательства с места происшествия хранить не умели.
Разработанный метод консервации пахучих образцов позволяет создавать унифицированные стимулы. При этом непосредственное участие человека, запах которого используют в отождествлении, не требуется. Это повышает объективность и достоверность применения кинологической идентификации, позволяет проводить исследование в любое время в контролируемых условиях. Почти за сорок лет криминалистическая одорология, как назвали ее авторы, претерпела громадные изменения в методической и правовой части (Салтевский, 1982; Сулимов, Старовойтов, 1989). Работа по идентификации запахов человека ведется в настоящее время во многих странах, возможности метода расширяются (Peli, 1990; Dean, Tomlinson, 1983; Settle, 1994; Shoon, 1998). Точность одорологических исследований, время от времени хоть и подвергается нападкам со стороны скептиков, тем не менее отрасль продолжает развиваться, совершенствоваться и доказывает правомерность практического применения (Brisbin, Austad, 1991, 1993; Sommerville et al., 1993).
Вместе с тем кинологическая идентификация млекопитающих по запаху практически не применяется зоологами в научной работе. Поэтому мы решили восполнить этот пробел. Используя вначале возможности метода криминалистической идентификации человека, попытались адаптировать его к идентификации запахов диких животных.
Основываясь на имеющихся научных данных о том, что каждая особь и следы ее жизнедеятельности пахнут по-своему и сами звери прекрасно различают особей своего вида индивидуально по запаху (Halpin, 1980; Muller-Schwarze, 1974), мы решили разработать абсолютно новый для зоологии метод индивидуального распознавания особей.
Задачи исследования
Одной из задач была проверка возможности собак индивидуально распознавать тигров и медведей по предъявленным пахучим стимулам, а также проверить, зависит ли индивидуальное распознавание зверей от вида экскрета, с которого был получен образец индивидуального запаха.
В случае успешного решения данной задачи, решено было создать метод кинологической идентификации для учетов, определения мест обитания и распределения крупных редких млекопитающих.
Работа была начата с определения численности и изучения мест обитания отдельных особей тигров в двух заповедниках Приморского Края (Соколов и др., 1990). Продолжили исследования по исследованию популяции бурых медведей в Центральной России. В настоящее время проводится работа по изучению волчьих стай (Крутова и др., 1998).
Еще одной интересной проблемой была проверка сообщений многих зоологов и натуралистов о том, что собаки панически боятся запаха тигров (Капланов, 1948; Shaller, 1967), и что такая боязнь является врожденной особенностью поведения.
Сбор материала и применяемые методики
Взяв за основу криминалистические методы, мы решили вначале провести эксперименты для оценки возможностей собак идентифицировать индивидуальные запахи млекопитающих. В качестве экспериментальных были выбраны тигры и медведи. Это крупные животные, ведущие одиночный образ жизни, что позволяет собирать в естественных условиях их обитания несмешанные образцы индивидуальных запахов отдельных особей, что является непременным условием для правильной работы собак. Эти звери активно маркируют свою территорию обитания, следы их жизнедеятельности разнообразны и их достаточно легко можно найти в местах обитания хищников (Капланов, 1948; Пажетнов, 1979, 1990; Brachmachary, 1991)). Кроме того, по аналогии с человеком предполагалось использовать в качестве одного из источников индивидуальных запахов отпечатки лап зверей. У обоих экспериментальных видов - большие мягкие лапы, богатые железами, выделения которых могут служить источником индивидуальных запахов и оставаться на следах.
В качестве источников пахучих сигналов помимо отпечатков лап были выбраны моча, экскременты, счесы с тела зверя. Мочу тигров собирали из мочевых меток и так называемых "поскребов". Известно, что тигры и другие кошачьи метят территорию своего пребывания мочевыми метками, которые можно найти на деревьях и на скалах. Иногда они царапают землю лапой, оставляя характерный "поскреб", в котором можно найти экскременты или обнаружить запах мочи. В обоих случаях такой поскреб мы использовали для получения образца запаха зверя. Экскременты часто находили недалеко от мест кормежки хищников, а также вдоль троп, по которым перемещались и люди, и звери. Иногда на влажной земле можно было обнаружить свежие отпечатки лап тигров. С них также адсорбировали образец запаха. Время от времени вдоль тигриных троп находили деревья, о которыве зверь терся. На коре дерева можно было обнаружить оставшиеся шерстинки. Их также использовали в качестве источников индивидуального запаха зверя. Получение счесов с тела тигра возможно было только с животных, содержащихся в условиях неволи. Для этого лоскутом фланели оглаживали хищника. Выделения кожных желез, адсорбируемые тканью, использовали в экспериментах.
Следы жизнедеятельности медведей, которые могут служить источниками запаха, также очень разнообразны. Это, как и у тигров, экскременты, отпечатки лап. Кроме этого собирали запах с лежек и "каталищ". "Каталище" - это место, которое медведь метит мочой, а потом валяется на нем, чтобы перенести запах мочи на шерсть. Также собирали пахучие пробы на местах кормления на овсяных полях со свежих "поедей" - стеблей овса, которые зверь собирает в пучок и объедает зерно. Были собраны пробы крови, шерсти и счесов с тела обездвиженных зверей во время запланированного мечения их ушными клипсами. От медведей, содержащихся в неволе были получены образцы экскрементов и счесов с корпуса.
В качестве источников индивидуальных запахов волков собирали снег с мочевыми метками и экскременты.
Сбор проб осуществляли научные сотрудники заповедников и зарубежные исследователи совместно с автором по разработанным оригинальным методикам. Обработка материала проводилась в лаборатории.
Не стоит думать, что для обнюхивания и выборки собакам предлагали непосредственно капли мочи, шерсть и т.п. Все образцы подвергались специальной обработке. Запах, содержащийся в них, по специальной методике был перенесен на целлюлозный адсорбент - стерильные дезодорированные лоскуты ткани или листки фильтровальной бумаги. Таким образом, собакам для обнюхивания предлагали пахучие образцы экскретов зверей в виде лоскутов ткани или кусочков бумаги. Поскольку сбор объектов и проведение выборки осуществляли в разное время, требовалось хранить собранные экскреты, а позже образцы запахов. Для упаковки использовали алюминиевую фольгу или стеклянную тару - плотно закрывающиеся стеклянные банки с импровизированными крышками из алюминиевой фольги, пробирки с притертыми стеклянными или резиновыми пробками, обернутыми фольгой. Упакованный в стекло и алюминий образец запаха может храниться в течение многих лет, и быть многократно использованным для идентификации. Экскреты - носители запаха обычно хранили в замороженном виде в холодильнике, готовые для экспериментальной работы пробы - при комнатной температуре.
Для идентификации образцов запаха использовали специально обученных собак. Традиционно в качестве розыскных и собак-биодетекторов - так называют отождествляющих запахи животных используют в основном немецких и бельгийских овчарок, доберманов, лабрадоров, бладгаундов, спаниелей. Известны случаи использования эрдельтерьеров, веймаранеров, фокстерьеров и представителей ряда других пород. Проведение исследований в лаборатории с применением законсервированных образцов запаха накладывает ряд ограничений на применение пород. Малопригодны возбудимые собаки с неуравновешенной нервной системой - внимательная дифференцировочная работа требует иных качеств. Животные с экстремальными признаками, с наследственной и экстерьерной предрасположенностью к различного рода заболеваниям неудобны при массовом содержании. Поэтому исключаются все гигантские и карликовые породы, брахицефалы (бульдоги), собаки с тяжелыми висячими ушами, складчатой кожей, и т.п. Оптимальными признаны собаки среднего размера без утрированных экстерьерных особенностей, с хорошей контактностью счеловеком. К сожалению, очень подходящие по величине, темпераменту, способности к обучению миттельшнауцер, ирландский и керри-блю терьеры, неудобны для использования из-за оброслости морды. Усы и борода могут загрязнять объекты, предложенные собаке для отождествления, и, следовательно, сокращать кратность использования пахучих стимулов. Брылястые собаки - такие, как бладгаунды нежелательны для использования по этой же причине. Применение метисных собак возможно, но подбор животных затруднен из-за сложности прогнозирования их способности к обучению.
В разное время нами были опробованы в работе представители разных пород. Вначале были применяли гибридов шакалов и собак, которые были выведены в лаборатории Экспертно-криминалистического Центра МВД РФ Сулимовым К.Т. - известным специалистом в области кинологической идентификации запахов человека. Позже в работе были опробованы многие другие собаки - овчарки немецкие и восточно-европейские, русско-европейские и западносибирская лайка, гладкошерстные таксы, японский шпиц, кеесхонды (голландский волчий шпиц) и беспородные собаки. Никаких преимуществ в работе той или другой породы выявить не удалось. Нужно отметить, что среди всех проверенных пород и групп собак-биодетекторов встречались "гении" и рабочие животные среднего уровня. Наибольший процент хорошо и отлично работающих собак был среди овчарок и шпицев. Однако предпочтение из экономических соображений мы все-таки отдаем некрупным собакам. В настоящее время в наших исследованиях используются обученные кеесхонды.
Теперь непосредственно о процессе идентификации пахучих образцов. Один из методов называется учеными выбор по образцу. В целом схема мало чем отличается от традиционной выборки, хорошо знакомой всем, кто когда-либо обучал собаку выбору вещей по запаху. Вначале собака обнюхивает исходный пахучий образец, после чего в ряду контрольных стимулов ищет эталонный стимул, запах которого идентичен заданному. Найдя его, собака либо апортирует искомый предмет дрессировщику, либо указывает на его местонахождение посадкой, укладкой, или лаем. Такое поведение вырабатывается у нее в процессе дрессировки.
Для того, чтобы собака могла решить вопрос, поставленный исследователем, от человека, проводящего эксперимент требуется точно и корректно поставить задачу, которую нужно решить. При этом необходимо учитывать при этом уровень подготовки собаки и ее способности. Профессионализм исследователя состоит в умении правильно оценивать возможности обонятельного анализатора животного, соотнося их с естественными потребностями собаки. Нельзя требовать от собаки невозможного. Нельзя не понимать, что при решении любой проблемы животное старается идти наименее сложным путем, затрачивая меньше энергии, и пытается во всем искать подсказку. Нужно учесть факторы, которые смогут сыграть такую роль подсказки, и ликвидировать или свести до минимума их воздействие. Получение достоверных результатов при использовании любой из применяемых методик возможно при соблюдении ряда условий. Упрощенчество и примитивизм по отношению к работе приводят к дискредитации метода в целом и недоверию получаемых с его помощью результатов
Одно из них - необходимость работы проводника "вслепую", то есть подготовка стимулов для сравнения и управление собакой осуществляется разными людьми. Если собака работает без поводка и при неосведомленности вожатого, самостоятельность поиска повышается. В том случае, когда эту работу проводит один человек, знающий, где находится искомый образец, он, невольно желая помочь собаке, будет влиять на ее работу голосом, жестами, своим поведением. Причем это может происходить не вполне сознательно и незаметно для внешнего наблюдателя. Для собаки, которая стремится всегда понимать человека, такие сигналы могут служить явной подсказкой. Впоследствии животное может руководствоваться не столько собственным обонянием, в чем заинтересован исследователь, а сигналами, исходящими от вожатого или даже второго специалиста, если тот находится рядом во время опыта. Поэтому в некоторых работах, например, контакт специалиста, подготавливающего образцы для сравнения и вожатого собаки во время опыта полностью исключены. Люди находятся в разных помещениях и общение между ними происходит посредством специальной связи. Первый не видит как работает собака и не знает, какая собака работает в данный момент. Вожатый собаки не знает конкретной задачи, которую решает животное, не может целенаправленно корректировать ее выбор и влиять на правильность ее действий.
Второе условие - постоянный контроль за безошибочностью работы собаки. При всем разнообразии методик, которые применяют криминалисты разных стран, такая проверка сводится к одному. Поскольку человек не в состоянии самостоятельно определить качество образцов, контроль осуществляется косвенным образом - собака ищет известный стимул по образцу, причем идентичность этой отождествляемой пары обусловлена способом получения. То есть заготавливается пара проб образец и стимул, которые получены от одного индивидуума, либо, еще проще - одна проба делится на две части, одна предъявляется собаке в качестве образца, вторая - помещается в ряду в качестве тестового стимула. По безошибочности обнаружения тестовой пробы судят о подготовленности собаки и способности ее к работе по отождествлению в данный момент.
В-третьих, важна логика и структура подбора контрольных стимулов. Необходимо чтобы селективный ряд был максимально "выровнен" и проверяемый стимул, который тестируется во время эксперимента, отличался от вспомогательных только по тому признаку, по которому проводится тестирование. Например, при идентификации индивидуального запаха самца медведя, полученного с шерсти важно, чтобы контрольные стимулы были представлены подобными же пробами, полученными от других особей. Некоторые исследователи считают, что когда собака ищет индивидуальный запах, половые и сопутствующие запахи для нее не важны. Однако такое мнение не подтверждено строгими научными доказательствами. Поэтому можно предполагать, что если в нашем примере селективный ряд будет составлен из проб, полученных с шерсти медведиц, собака, подавая сигнал возле проверяемого стимула может отреагировать на него не как на идентичный образцу, а как на отличающийся от общего фона контрольных стимулов. То же можно сказать, если пробы в селективном ряду будут представлены образцами, полученными с мочевых меток, а искомая - с шерсти. Если собака выделит такую пробу, трудно будет утверждать, что отождествление данного стимула с образцом произошло по индивидуальному признаку, а не по отличию запаха с шерсти от запахов мочи.
Для получения достоверных результатов подборка проб, среди которых находится искомый стимул, предъявляется одной собаке несколько раз в разных вариантах расстановки. Это может зависеть от числа сравниваемых объектов. Так, если выбор осуществляется не менее чем из 6 стимулов, для получения адекватных результатов достаточно двух - трех предъявлений. Если собака в каждом из предъявлений находила искомый объект, работу можно признать достоверной. Места расположения отождествляемых проб меняются после каждого предъявления. Дополничетльной гарантией достоверности полученных результатов служит то, что в каждом опыте по отождествлению одного образца применяют нескольких (обычно от 2 до 5) собак.
Существует немало "подводных камней" в отождествлении пахучих объектов. Для того, чтобы идентификация запахов была успешной и могла служить доказательством, необходимо учитывать множество особенностей. Кажущаяся на первый взгляд простота кинологической идентификации является достаточно сложной системой проверок и контроля.
Если в работе по одорологической идентификации случаются ошибки, то следует искать, прежде всего, просчеты исследователя. Обычно это происходит в случаях: а) недостаточной тренированности собак и ошибок при их обучении и применении, б) использования объектов, негодных для идентификации, в) некорректной постановки эксперимента, методических ошибок при подготовке опыта. Разработанные и применяемые нами методики кинологической идентификации запахов животных практически исключают ошибки при проведении экспериментов.
Выбор образцов можно проводить по двум направлениям: поиск подобного или выбор отличающегося. В своих экспериментах мы решаем задачи обоими способами.
В первом случае, при выборе образца по подобию используется способность собаки запомнить запах конкретного пахучего образца на более или менее длительный срок и умение сравнить предложенные для этого стимулы с тем, который сохраняется в памяти биодетектора. Как правило, исследователь имеет дело с большим потоком пахучих объектов. В такой ситуации одних и тех же собак применяют для анализа всего массива данных, поэтому длительное запоминание образцов может мешать динамичности работы. Чтобы избежать этого, постоянно меняют задачи, тренируя собаку быстро запоминать и быстро забывать запах образцов.
Известно, что в подразделениях правоохраниетльных органов, где используют обонятельный анализатор собак, чаще всего применяют именно долговременное запоминание запаха. Так работают, например, собаки по поиску наркотиков, взрывчатых веществ. Они помнят запах ограниченного количества веществ и ведут поиск именно по тем запахам, которые "выучили" во время тренировки.
Собаки спасатели также работают по поиску общего, видового человеческого запаха. Вместе с тем известны случаи, когда поисковые собаки обнаруживали в развалинах собак и других животных - то есть в этих ситуациях поиск велся по другим видовым запахам. Это может служить показателем того, что поведение даже обученной и тренированной собаки - достаточно динамичная система, и требуется постоянная тренировка и шлифовка приобретенных во время обучения навыков.
Розыскные собаки, преследующие человека или зверя по следу используют для поиска уже не видовой запах, а индивидуальный. Здесь требуется относительно кратковременное запоминание пахучего сигнала. Ведь после окончания преследования собака вряд ли когда-либо встретит данный запах вновь. Вместе с тем восприятие пахучих сигнадов для полицейской и охотничьей собаки значительно различаются. Полицейская розыскная собака работает только с человеческими запахами. Изменяющимся является только индивидуальный, и реже - половой. Охотничьей собака ориентируется на такие параметры, как вид, пол, индивидуальные характеристики преследуемого зверя.
Вторая методика - поиск отличий в предъявленной для сравнения подборке запахов. Естественно, что собаки в повседневной жизни постоянно проводят подобное сравнение - они отличают пахучие метки знакомых сородичей от незнакомых, могут по запаху определить, знаком ли им данный человек, отличить вещи владельца от вещей посторонних лиц, и т.п. В эксперименте условия несколько более сложные. Здесь собаке могут предложить как относительно знакомые для решения задачи (например, отличить по запаху один пол от другого - половые запахи знает любая, нормально социализированная собака), так и совершенно новые для нее сравнения пахучих веществ. Например, найти запах одного вида среди пахучих образцов зверей другого вида, причем обонятельные сигналы обоих испытуемых видов собака-биодетектор никогда не встречала раньше.
Подобным образом решается и задача распознавания запахов двух индивидов одного вида, если среди ряда пахучих стимулов, полученных от одной особи собаке предлагают найти объект с запахом, принадлежащим другому индивиду. Такой вариант может быть использован, когда исследователь имеет дело с крайне ограниченным числом особей исследуемого вида. В первой методике (поиск по подобию) предполагается наличие по меньшей мере шести - десяти особей одного вида для составления полноценного селективного ряда из десяти образцов. Однако в конкретной ситуации исследователь может располагать образцами двух - трех особей крайне редкого вида. В этой ситуации следует строить работу, ориентируя собаку-биодетектора на поиск отличий.
Результаты экспериментов и обсуждение.
В экспериментах мы в первую очередь определяли, 1) способны ли собаки индивидуально различать зверей по запахам различных экскретов. 2) Возможность отождествления собаками запаха одного экскрета по запаху другого, то есть обнаружение идентичного индивидуального запаха в разных экскретах одного и того же индивида. Так, например, в качестве образца собаке давали пахучую пробу, полученную с шерсти и предлагали найти индивидуальный запах того же зверя, собранный, например, с отпечатков лап.
Получили следующие результаты. Выбранные на роль биодетекторов собаки смогли отождествить запахи особи с ее мочи, счесов, отпечатков лап в любых сочетаниях. Положительный результат получен и в тех случаях, когда вышеперечисленные пробы были предъявлены в качестве образцов, а отождествляемыми в ряду - пахучие пробы с экскрементов. В отождествлениях по обратному варианту, то есть когда пахучие образцы экскрементов были запоминаемыми, собакам не удалось найти в ряду запахи отпечатков лап того же зверя. По запаху мочи собаки легко отождествляли запах с экскрементов. Запах счесов с тела собаки находили в том случае, если образцы были получены у зверей содержащихся в неволе и в клетках.
С использованием образцов, собранных в заповедниках, осуществили работу по определению мест обитания отдельных особей тигров, медведей и распределения их по территории заповедников. Как следствие определили их численность. В результате сборов проб со следов жизнедеятельности зверей мы получили обширную коллекцию объектов для исследования.
Сравнение по принципу каждого образца с каждым потребовала бы огромного количества вариантов отождествления, что сразу было признано нецелесообразным. Поэтому исследования проводили по следующей схеме. Мы знаем места сбора каждого образца, и имеем данные о том, что участки взрослых зверей не совпадают, хотя и могут частично пересекаться и граничить друг с другом. Основываясь на этих данных, на первом этапе сравнивали между собой образцы, полученные в один и тот же день на одном и том же маршруте, предполагая, что они могут принадлежать одному и тому же зверю. При этом учитывали данные, регистрируемые во время сбора (объем экскрементов, вид съеденной пищи, срок нахождения их в природе, размер обнаруженных недалеко от найденных объектов отпечатков лап, если таковые были). По этим признакам можно было предположить, какие звери могли оставить свои экскременты в данном месте, и сколько хищников предположительно могло здесь находиться.
На следующем этапе отождествляли между собой образцы экскрементов зверей, которые по результатам, полученным в предварительных сериях отождествлений, обитали на соседних территориях.
После каждого этапа количество проб, подлежащих сравнению, уменьшалось. Например, при отождествлении 8 тигриных проб, собранных на одном маршруте, выяснили, что четыре из них принадлежат одному зверю, три - другому, и одна - третьему. На ближайшем маршруте нашли три пробы, две из которых принадлежали одному зверю, третья - другому. Сравнив запахи трех зверей с первого маршрута и двух со второго, определили, что второй зверь с первого маршрута и первый со второго - один и тот же. Таким образом, при анализировании 11 проб на двух маршрутах сумели отождествить четырех тигров.
Был составлен банк запахов четырех зверей из 11 образцов. В дальнейшей идентификации использовали пахучие пробы уже отождествленных четырех зверей.
На последнем этапе отождествления мы имели относительно небольшое количество объектов, которые уже сравнивали каждый с каждым.
В результате был составлен банк запахов зверей, обитающих на конкретной территории. В дальнейшем исследования можно проводить с использованием созданного банка запахов, отождествляя новые образцы с уже имеющимися в наличии пробами.
Поскольку места обнаружения экскрементов регистрировались, была восстановлена картина распределения зверей по территориям заповедников.
Следует отметить, что полученные методом кинологической идентификации результаты оценки численности и распределения зверей по территории полностью совпали с данными, которые были получены методом троплений и подометрии (измерения отпечатков лап), традиционно используемых сотрудниками заповедников. Если сравнить время, число сотрудников, физические затраты, необходимые для получения результатов двумя этими методами, идентификация запахов собаками окажется значительно менее трудоемкой.
Картируя точки сбора следов жизедеятельности и отмечая данные одорологической идентификации, можно определять места постоянного обитания зверя, примерные маршруты и направления его перемещений. Такую работу можно проводить круглогодично, вне зависимости от сезона. Традиционное же тропление, например, тигров и волков, возможно лишь во время существования снежного покрова. Летом найти отпечатки лап, пригодных подометрической идентификации зверя, очень нелегко. Их можно найти лишь на ограниченных участках - на влажной земле. Идентификация зверей по следам в бесснежный сезон практически невозможна. Распознавание следов жизнедеятельности по запаху не зависит от сезона.
Используя кинологическую идентификацию особей по запаху можно проводить длительные наблюдения за популяциями редких видов даже в неблагоприятных условиях. При периодическом обновлении образцов можно контролировать конкретных особей в течение всей их жизни и определять значимые этапы жизни зверей в естественных условиях.
Следует отметить, что, по нашим данным, качество съеденной тигром пищи (кабан, изюбрь, пятнистый олень, черный медведь) не влияет на индивидуальный запах, и, таким образом, позволяет собакам идентифицировать его независимо от фактора питания. То же можно сказать и о питании медведя и о том, что данный параметр не влияет на индивидуальный запах зверя.
Представляется возможным использовать банк запахов изучаемой популяции диких хищников при необходимости определять опасных животных - таких, как тигр - людоед, медведь - скотинник. Если на "месте происшествия" собрать запах зверя, можно определить место наиболее вероятного нахождения хищника. А после изъятия опасного зверя из популяции - совершенно точно оценить правильность таких действий. Поскольку не является секретом, что часто, после поступившего сигнала о появлении, например, тигра-людоеда, бригады охотников отстреливают зверя, и рапортуют об уничтожении опасного хищника вне зависимости от того, тот ли самый зверь был убит, или просто случайный, первым попавшийся на глаза. Общественное мнение успокоено, а реальная опасность вместе с тем продолжает существовать. Или, напротив, после трагического случая, оправдываясь необходимой защитой, охотники активно начинают отстреливать зверей того же вида и после того, как опасный хищник уничтожен. Точные данные о ликвидации конкретного зверя помогут приостановить подобные действия.
В процессе работы по идентификации индивидуальных запахов млекопитающих собаки-биодетекторы подарили нам много открытий и поставили множество задач, часть из которых была решена, а часть еще предстоит осознать, обдумать и решить.
Мы опровергли ошибочные представления о врожденной боязни собак некоторых звериных запахов. Наши данные показывают, что генетического предпочтения тому или иному запаху у собак нет. Как нет и генетически обусловленного избегания. Пахучие образцы тигров, рысей, медведей и волков не вызывали у собак никакого страха или настороженности. Незнакомые с этими животными собаки-биодетекторы с интересом работали со всеми предъявляемыми образцами. Пожалуй, только запах волчицы в течке вызывал у собак, особенно у кобелей повышенный интерес, но и он не провоцировал никакого сексуального поведения, и даже элементарных поисков источника этого сигнала. Просто собаки дольше нюхали этот образец, и шли дальше.
Поэтому можно утверждать, что боязнь собаками запаха диких хищников - вовсе не врожденная, а приобретенная особенность поведения. Собака, быть может, испугается запаха тигра в лесу, когда она может понять, что его оставил крупный зверь, прошедший совсем недавно, и при наличии опыта встречи с таким зверем, если собаке удалось избежать печального конца. Известно, для тигра нет большего лакомства, чем молодой поросенок или домашняя собака. Наверное, большая кошка мстит собачьему племени за притеснение всех домашних мурок и барсиков. Наши опыты показали, что для высокоразвитого существа, каким является собака, пахучий сигнал, не сопровождаемый специфической обстановкой, не может служить единственным источником информации. Для проявления реакции избегания или, наоборот, привлечения, необходим контекст получения данного сигнала, опыт предыдущей жизни и, конечно, сила мотивации.
Эксперименты показали, как удивительно легко собаки переходят с работы по индивидуальным запахам одного вида на индивидуальные запахи другого. Ведь в любом пахучем сигнале особи содержится значимая единица, сообщающая реципиенту о видовой принадлежности источника данного сигнала. Видимо, для собак не составляет особого труда "отбросить" и не учитывать этот семантический знак, сосредоточивая все внимание только на индивидуальности. В первых экспериментах в качестве биодетекторов индивидуальных запахов млекопитающих были использованы милицейские собаки, которые обучались и всю предыдущую жизнь работали по распознаванию только человеческих запахов. Переход на запахи зверей не вызвал у них абсолютно никаких затруднений, разве что заинтересованность в первое время повысилась, поскольку новые объекты были более пахучими и давали какую-то новую информацию для живущих в питомнике, изолированных от многообразия мира запахов собак.
Впоследствии при создании специализированной группы собак, работающих по запахам млекопитающих, была изменена методика их подготовки. Если первую собаку готовили "по старинке", используя для тренировок индивидуальные запахи людей, то для первоначальной дрессировки других стали использовать то, что было более доступно - мочу лабораторных животных (мышей или крыс). Подготовленные таким образом собаки без всяких затруднений переходили на идентификацию индивидуальных и даже половых запахов других млекопитающих.
В результате описанных в данной статье опытов, которые были проведены с использованием пахучих следов жизнедеятельности тигров и медведей выяснили, что все эти звери, как и люди, имеют индивидуальные запахи. Существование индивидуальной неповторимости запахов у животных предполагалось и ранее, но до наших исследований никто не смог подтвердить это экспериментально и научно доказать возможность межвидовой идентификации особей по обонятельным сигналам.
По нашим данным все, что выделяется организмом, включает один и тот же индивидуальный запах, который не зависит ни от времени года, ни от пищи, которую зверь ест, ни от подстилки, на которой он спит. Он генетически обусловлен и не меняется под влиянием внешних условий существования организма и изменения внутренних процессов - стрессов, изменения репродуктивного состояния особи, и т.п. Индивидуальный запах есть в крови, выделениях кожных желез, он остается на отпечатках лап, на лежках, его очень много в мочевых метках, в экскрементах. Если собака запомнит индивидуальный запах шерсти зверя, она найдет его в мочевой метке той же особи, на отпечатках его лап, и так далее. Он везде одинаков. Все, что осталось после того, как зверь прошел, сохраняет информацию о нем. Благодаря собаке, этому прекрасному переводчику, и мы, люди, можем понять то, о чем сообщил хозяин пахучей метки.
Нашей работой подтверждены данные, полученные криминалистами, что в крови и на теле человека индивидуальный запах идентичен. В экспериментах показано, что понюхав образец крови зверя, собака легко находит запах мочевой метки этой же особи, или запах с отпечатков ее лап.
Стоит упомянуть, что информация, которая содержится в следах жизнедеятельности, может сохраняться довольно долго. Здесь, правда, большую роль играют погодные условия и субстрат, на котором оставлена та или иная метка. Например, в отпечатках лап на земле - как правило, такое время составляет часы, мочевых метках - дни и недели, а в экскрементах зимой может достигать многих месяцев.
Разработанный и применяемый нами метод адсорбции запахов с запахоносителей позволяет сохранять образцы индивидуального запаха в законсервированном виде. В лабораторных условиях такие пробы на адсорбенте при стандартных условиях хранения сохраняют свою пригодность для идентификации собаками в течение ряда лет (правда, в зависимости от интенсивности использования, и первоначальной концентрации пахучих веществ). По нашим данным, этот срок составляет не менее шести лет.
Изучение животных при использовании в качестве маркера их индивидуальных запахов позволяет получить разнообразные сведения об особи, минимально воздействуя на нее. Грамотный исследователь, вопреки подсознательному человеческому желанию "потрогать, погладить, подружиться", сохраняет дистанцию со зверем. Сокращение этой дистанции, как показывают многочисленные примеры, заканчивается трагически для обеих сторон. Только в историях про Маугли возможна дружба медведя, пантеры и человека. В жизни все гораздо сложнее. Нормальное сосуществование в одном жилище человека и дикого зверя невозможно. Потому что обеспечивая себе приемлемые условия жизни, человек вынужден значительно ущемлять свободу зверя. И, наоборот, свободная жизнь животных в их естественной среде обитания предполагает некоторое ограничение в действиях человека. Это касается и свободы передвижения, и свободы контактов человека с диким животным. Настойчивое стремление сторон к чрезмерному сближению всегда кончается плачевно. Квалифицированный специалист, независимо от решаемых задач, обязан обепечить невмешательство в жизнь зверя, чтобы избежать провокационных контактов. Поскольку сбор пахучих следов жизнедеятельности не предполагает контакта человека с животными, а все операции по сбору могут проводиться одним человеком в течение длительного времени, фактор беспокойства зверя со стороны сборщика невелик, а это зачастую немаловажно при изучении скрытно живущих, пугливых животных. Метод кинологической идентификации позволяет получать обширную информацию о звере без непосредственного контакта с ним. В отличие от многих других он является абсолютно не травмирующим. В процессе сбора материала исследователь не оказывает ни малейшего воздействия на изучаемого зверя, полностью сохраняется заповедный режим и невмешательство в жизнь животных.Уникальные сведения, которые позволяет получить одорологическое тестирование, зачастую невозможно получить многими другими методами. Это, в первую очередь касается идентификации следов жизнедеятельности. В свою очередь, это важно для определения, напрмер, характера питания конкретного индивида, частоты оставления им меток и ряда других проблем.
Условия сбора запахоносителей несложны, экспедиционное снаряжение невелико. При имеющейся лаборатории со штатом подготовленных собак затраты относительно невысокие.
Данные исследования показали реальную возможность применения метода кинологической идентификации для изучения размеров популяции, определения сезонной миграции крупных редких млекопитающих, мест обитания конкретных особей.
Метод кинологической идентификации при квалифицированном применении и соблюдении ряда необходимых условий позволяет получить высокодостоверные результаты.
Несколько лет назад проводились исследования польских и российских ученых (Эрнст, Пушкарский, 1979; Jezierski, 1992) по успешному применению собак в определении времени овуляции у коров, что позволяет иногда значительно сократить затраты по сравнению с традиционными методами исследования.
Метод идентификации запахов можно было бы применять в зоопарках для определения эструса у самок разных видов. Известно, что многие звери настолько индивидуалисты, что даже самцы и самки не терпят друг друга кроме короткого периода спаривания. Поэтому бывает очень важно соединять партнеров именно тогда, когда самка может спариться. В любое другое время исход такой встречи может быть самым драматическим. Обычно состояние эструса определяют по уровню гормонов в крови или экскрементах. Причем для точного определения времени эструса требуется проведение нескольких анализов, чтобы определить динамику изменения уровня гормонов. Обученная собака вполне могла бы справиться с подобной задачей. Кроме того, собаки могли бы определять по запаху не только эструс, но и беременность, и ряд других показателей состояния особи.
Использование обученных распознавать запахи собак может применяться для решения многих других задач в зоологии. Мы можем больше узнать о значении и функциях химической коммуникации в жизни не только млекопитающих, но и других позвоночных.
Например, в результате проведенных позже экспериментов оказалось, что не только звери, но и птицы, и даже лягушки имеют индивидуальный запах, и собаки могут этот запах узнавать и отличать одну лягушку от другой (Соколов и др., 1990).
Известно, что самки и самцы у многих птиц - ворон, попугаев, сов - практически неразличимы по внешним признакам. Для решения этой задачи требуется либо длительное наблюдение в период ухаживания, либо гормональный анализ, либо вскрытие. Использование собаки, обученной распознавать половые запахи, позволит решать подобные задачи.
Подводя итог, можно сказать, что использование собак в разного рода зоологических исследованиях, сулит большие перспективы(Соколов и др., 1997, 1999). Это работа двадцать первого века, когда перед учеными встанут проблемы изучения животных без травмирующего действия, когда люди научатся уважать право диких животных на спокойное и свободное существование. Язык запахов, использующийся животными, станет понятен и доступен нашему пониманию благодаря посредничеству замечательного помощника человека - собаки.
На стартовом месте в течение одной минуты собака нюхает и запоминает образец запаха.
Собаку ведут вдоль селективного ряда. Она обнюхивает предъявленные для сравнения стимулы.
Собака обнюхивает искомую пробу запаха.
Посадка собаки возле искомой пробы - сигнал об обнаружении запаха, тождественного запаху образца.
об Авторе
Крутова Виктория Ивановна - зоолог, ветеринарный врач, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института Проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. Область ее научных интересов - поведегние, экология и охрана млекопитающих, химическая коммуникация животных. Около 20 лет занимается профессиональной подготовкой собак-детекторов запаха. Впервые в мировой практике применила собак для изучения проблем экологии и химической коммуникации диких животных.
