Идеи экологии поведения: области науки, которая занимается исследованиями эволюционных основ поведения, изучая взаимодействие животных со средой обитания, проливают новый свет на наше многозадачное поведение с высокой целевой интерференцией. Важный вклад внесла разработка теорий оптимального поиска ресурсов. Эти теории основаны на наблюдении, что животные ищут пищу не случайным образом, но оптимизируют свои стратегии поиска на основе инстинкта выживания. Методы оптимального поиска пищевых ресурсов, сформированные естественным отбором, связаны с максимальным приемом энергии при минимальных затратах. Теория оптимального поиска ресурсов включает математические модели, которые могут быть использованы для прогнозирования действий животных в конкретных природных условиях; иными словами, они показывают, как «оптимальный фуражир» будет вести себя в любой данной ситуации. Хотя виды поведения, наблюдаемые в реальном мире, отклоняются от модельных прогнозов, эти прогнозы почти не расходятся с реальностью и служат полезными инструментами для понимания сложных взаимодействий между поведением и окружающей средой. Таким образом, исходя из перспективы «информационной фуражировки», теория оптимального поиска пищи помогает объяснить феномен рассеянного ума.
В 1976 году эволюционный биолог Эрик Чарнов разработал теорию оптимального поиска пищи, известную как «теорема критической пользы» (MVT), которая была сформулирована для прогнозирования поведения животных, которые ищут пропитание в «неоднородных» природных условиях[22]. Это такие условия, где количество пищи ограничено, и она находится в разрозненных скоплениях или участках, разделенных бесплодными территориями. Такой вид окружающей среды, часто встречающийся в природе, требует от животного перемещения от одного плодородного участка к другому, когда ресурсы пропитания со временем истощаются. Представьте белку, собирающую желуди на дубе. По мере того как белка поглощает желуди, их доступность уменьшается, и в какой-то момент белке становится выгоднее потратить время и силы на поиск нового дерева, чем доедать остатки со старого. MVT-модели предсказывают, сколько времени животное проведет на данном участке, прежде чем перейдет к следующему, с учетом природных условий.
Рис. 1.2. Графическая репрезентация теоремы критической пользы: модель оптимальных поисков пищи, описывающая соотношение затрат и преимуществ для поиска пищи в неоднородных условиях природной среды.
Не вдаваясь в математические детали, которые стоят за MVT, мы все-таки можем понять и даже применить эту теорию, изучив графическую репрезентацию ее модели. Сопроводительная диаграмма изображает соотношение затрат и преимуществ по оси Х, где преимущества накапливаются с увеличением времени пропитания на данном участке (рост вправо), а затраты накапливаются с увеличением времени перехода на новый участок (рост влево). Животное, движимое врожденным инстинктом выживания, старается оптимизировать совокупное потребление ресурсов (увеличение по оси Y) при сборе пищи. Ключевой фактор этой модели обозначен как «кривая потребления ресурсов». Эта кривая отражает постепенное снижение преимуществ при добыче пищи на одном месте. Совокупное потребление ресурсов не увеличивается линейно и не продолжается до бесконечности с увеличением времени сбора пищи на одном месте (т. е. орехи заканчиваются). Если животное обладает представлением о факторах, образующих форму кривой потребления ресурсов (т. е. имеет впечатление об уменьшении преимуществ конкретного участка по мере продолжения питания), а также сознает ожидаемое время перехода на новый участок, то оптимальное время в источнике можно рассчитать по пересечению между касательной линией, соединяющей ожидаемое время перехода и кривую потребления ресурсов. Поэтому если наша белка интуитивно сознает, что ее дерево оскудевает и что на другой стороне луга растет еще один дуб со множеством желудей, до которого нетрудно добраться, то она перемещается на новое дерево. Эта модель была подтверждена на нескольких видах животных, в том числе на пищевом поведении большой синицы и волосатого броненосца[23].
22
E. L. Charnov, “Optimal Foraging: The Marginal Value Theorem,”
23
M. H. Cassini, A. Kacelnik, and E. T. Segura, “The Tale of the Screaming Hairy Armadillo, the Guinea Pig, and the Marginal Value Theorem,”