Персонажи-животные могут испортить науку, но есть решение

Несколько лет назад Кристиан Рутц начал задаваться вопросом, достаточно ли он доверяет воронам. Рутц, биолог из Сент-Эндрюсского университета в Шотландии, и его команда охотились на диких новокаледонских ворон и ставили перед ними задачи, сделанные из природных материалов, прежде чем снова их выпускать. В одном испытании птицы столкнулись с просверленным стеблем с отверстиями, содержащими спрятанную пищу, и могли выбросить пищу, согнув стебель растения в крючок. Если птица не предпринимала попыток в течение 90 минут, исследователи удаляли ее из набора данных.

Но Ротц говорит, что вскоре начал понимать, что на самом деле его не учили навыкам новокаледонских ворон. Он изучал навыки только части новокаледонских ворон, которые быстро достигли странного рекорда, которого никогда раньше не видели, возможно, потому, что они были особенно храбрыми или безрассудными.

Команда изменила свой протокол. Они начали с того, что дали самым сопротивляющимся птицам дополнительный день или два, чтобы они привыкли к окружающей среде, а затем снова попытались решить головоломку. «Оказывается, многие из этих повторно протестированных птиц внезапно начинают вмешиваться», — говорит Ротц. «Им просто нужно было немного дополнительного времени».

Ученые все больше осознают, что животные, как и люди, являются индивидуумами. У них есть определенные склонности, привычки и жизненный опыт, которые могут повлиять на их результаты в эксперименте. Это означает, утверждают некоторые исследователи, что большая часть опубликованных исследований поведения животных может быть предвзятой. Исследования, направленные на то, чтобы показать что-то о виде в целом — например, о том, что зеленые морские черепахи мигрируют на определенное расстояние, или о том, как панцири реагируют на песню конкурента, — могут рассказать больше об отдельных животных, которые были отловлены или размещены определенным образом. , или которые имеют сходные черты, определенные генетические. Это проблема для исследователей, стремящихся понять, как животные ощущают окружающую среду, получают новые знания и живут своей жизнью.

«Часто образцы, которые мы отбираем, очень необъективны, — говорит Ротц. «Это то, что уже давно витает в воздухе в сообществе».

В 2020 году Рутц и его коллега Майкл Вебстер из Сент-Эндрюсского университета предложили способ решения этой проблемы. Его называли странным.

Личность не только для людей

Почему странно»? в 2010 году, статья в Науки о поведении и мозге Он предположил, что люди, изучаемые в большей части опубликованной литературы по психологии, являются аутсайдерами — взятыми из западных, образованных, промышленно развитых, богатых и демократических обществ — и относятся к «наименее репрезентативным группам населения, которые можно найти для обобщения о людях». Исследователи могут сделать радикальные выводы о человеческом разуме, когда они действительно изучают разум, скажем, студентов Миннесотского университета.

Десять лет спустя, вдохновленные WEIRD, Рутц и Вебстер опубликовали его. бумага в журнале природа Он называется «Насколько странным является ваше исследуемое животное?»

Они предложили коллегам-исследователям поведения учитывать несколько факторов, касающихся их исследуемых животных, которые они назвали социальным происхождением, уступчивостью и самоотбором, историей разведения, акклиматизацией и привыканием, естественными изменениями реакции, генетической структурой и опытом.

«Я начал думать об этих предубеждениях, когда мы использовали ловушки для сбора рыбы в экспериментах», — говорит Вебстер. Сомневаться — и тогда подтверждено в лаборатории– в эти ловушки, скорее всего, заплывут более активные колюшки. «Теперь мы пытаемся вместо этого использовать сети», чтобы ловить разную рыбу, — говорит Вебстер.

Это ловушка. Помимо уровня активности, другие факторы, которые могут сделать животное более восприимчивым к издевательствам, чем его сверстники, включают смелый темперамент, отсутствие опыта или просто чувство жажды приманки.

Другое исследование показало, что всадники остаются группами по пять человек. лучшая производительность на учебной задаче (выяснить, в какой дыре находится еда), чем в группах только по три человека — это социальный фон. Пауки прыгали в неволе Меньше интересует добыча диких пауков (история размножения) и медоносных пчел Я лучше всего учусь по утрам (нормальные изменения реакции). И так далее, и так далее.

По словам Ротца, может быть невозможно устранить все предубеждения для группы исследуемых животных. Но он и Вебстер хотят побудить других ученых учитывать посторонние факторы в каждом эксперименте и быть прозрачными в отношении того, как эти факторы могут повлиять на их результаты.

— говорит Холли Рут-Гаттридж, научный сотрудник Университета Линкольна в Великобритании, изучающая поведение собак. но исследовать Он обнаружил индивидуальные модели поведения — иногда ученые называют их личностью — у всех видов животных, от обезьян до приматов. Рак-Отшельник.

«То, что мы раньше не придавали животным должного значения их уникальности или самобытности, не означает, что у них этого нет», — говорит Рут-Гаттеридж.

Этот недостаток человеческого воображения или эмпатии мешает некоторым классическим экспериментам, как отмечают Рут-Гаттеридж и соавторы. Бумага 2022 Уделяет внимание вопросам защиты животных. Например, в экспериментах, проведенных в 1950-х годах психологом Гарри Харлоу, участвовали молодые макаки и искусственные матери из проволоки. Утверждается, что они дали представление о том, как младенцы формируют младенцев. Но учитывая, что эти обезьяны были извлечены из матерей и аномально изолированы, действительно ли результаты можно обобщать, спрашивают авторы? Или выводы Харлоу применимы только к его уникально травмированным животным?

Ищем больше подражателей

— говорит Вольфганг Гоеманн, поведенческий эколог из Института биологического интеллекта Макса Планка и главный редактор журнала. Поведенческая наука. журнал Официально принять фреймворк STRANGE в начале 2021 года, после того как Рутц, один из редакторов журнала, предложил его совету директоров.

Гойман не хотел создавать новые обручи для уже перегруженных ученых, через которые они могли бы прыгать. Вместо этого, по словам Гоймана, журнал просто предлагает авторам включить несколько предложений в свои разделы «Методы» и «Обсуждение», чтобы указать, как посторонние факторы могли повлиять на их результаты (или как они приняли эти факторы во внимание).

«Мы хотим, чтобы люди думали о том, насколько репрезентативным является их исследование», — говорит Гоеман.

Несколько других журналов недавно приняли структуру STRANGE, и после публикации статьи в 2020 году Рутц и Вебстер организовали семинары, дискуссионные группы и семинары на конференциях. «Он превратился в нечто большее, чем то, чем мы можем заниматься в свободное время», — говорит Рутц. «Мы взволнованы этим, очень взволнованы, но мы понятия не имели, что он будет так популярен».

Он надеется, что широкое внедрение STRANGE приведет к более надежным результатам в поведении животных. Проблема исследований, которые невозможно воспроизвести, в последнее время привлекла большое внимание в некоторых других науках, в частности в психологии человека.

Психолог Брайан Нозик, исполнительный директор Центра открытой науки в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния, и один из авторов статьи 2022 года «Повторяемость, надежность и воспроизводимость в психологических науках» В Ежегодный обзор психологииПо его словам, исследователи животных сталкиваются с теми же проблемами, что и те, кто занимается изучением человеческого поведения. «Если моей целью было оценить интерес людей к серфингу, и я провел опрос на калифорнийском пляже, вряд ли я получу общее представление о человечестве», — говорит Носик. «Когда вы проведете точную копию моего опроса в Айове, вы, возможно, не сможете воспроизвести мои открытия».

По словам Носека, идеальным подходом является сбор действительно репрезентативной выборки для исследования, но это может быть сложно и дорого. «Следующая лучшая альтернатива — измерить и объяснить, как стратегия выборки может быть предвзятой», — говорит он.

Это именно то, чего Ротц надеется достичь с помощью STRANGE. По его словам, если исследователи будут более прозрачны и вдумчивы в отношении индивидуальных характеристик изучаемых ими животных, другие смогут лучше воспроизвести их работу и убедиться, что уроки, которые они извлекают из исследований животных, полезны, а не являются причудами экспериментальных условий. «Это конечная цель».

В своих экспериментах с воронами он не знает, изменило ли его общие результаты то, что он дал пугливым птицам дополнительное время. Но это дало ему больший размер выборки, что могло означать более статистически надежные результаты. По его словам, если исследования будут лучше спланированы, это может означать, что меньшее количество животных нужно будет поймать в дикой природе или протестировать в лаборатории, чтобы прийти к твердым выводам. В целом, он надеется, что STRANGE станет беспроигрышным вариантом для защиты животных.

Другими словами, то, что хорошо для науки, может быть хорошо и для животных — если рассматривать их «не как роботов, — говорит Гуман, — а как отдельных существ, которые также имеют ценность сами по себе».