Дэвид Барри СУПЕРНАВИГАТОРЫ О чудесах навигации в животном мире

Посвящается Мэри

[Эта тайна] существует от Сотворения мира, но никто еще не объяснил ее так, чтобы показать ее внутреннюю красоту^[1].

Томас Трэхёрн (ок. 1634–1674)

David Barrie

INCREDIBLE JOURNEYS

Exploring the Wonders of Animal Navigation

Иллюстрации Нила Гауэра

Copyright © David Barrie 2019

Illustrations © Neil Gower

© Прокофьев Д. А., перевод на русский язык, 2020

© Издание на русском языке. ООО «Издательская Группа „Азбука-Аттикус“», 2020

КоЛибри®

* * *

Предисловие

Прямо сейчас мимо моего окна пролетает ворона. Кажется, что она летит очень целеустремленно, по какому-то делу, известному только ей одной. Растущие в саду цветы методично облетает шмель. У стены стремительно порхает бабочка — то напрягает все силы, то усаживается на секунду, а потом снова отправляется в полет. Кот проходит по дорожке и исчезает в траве, а в небе заходит на посадку в Хитроу набитый людьми авиалайнер.

Оглянитесь вокруг. Повсюду куда-то движутся животные, крупные и мелкие, люди и прочие. Может быть, они находятся в поисках пищи или брачного партнера; может быть, мигрируют, спасаясь от зимнего холода или летней жары; а может, просто возвращаются домой. Некоторые из них совершают кругосветные путешествия, другие попросту бесцельно бродят в окрестностях своего жилья. Но будь то полярная крачка, перелетающая через весь земной шар, или муравей-бегунок, спешащий к своему гнезду с мертвой мухой в челюстях, всем им нужна способность находить дорогу. Это вполне буквально вопрос жизни и смерти.

Как находит обратный путь к своему гнезду оса, вылетевшая из него на охоту? Как навозному жуку удается катить свой шарик по прямой линии? Какое странное чувство снова приводит морскую черепаху на тот же самый берег, на котором она родилась, чтобы отложить там яйца, после путешествия по всему океану? Как находит дорогу домой голубь, которого выпустили в сотнях километров от его голубятни, в месте, в котором он никогда до этого не бывал? А как насчет коренных народов, которые в некоторых частях света до сих пор совершают долгие и трудные путешествия по суше и по морю, не имея даже карт и компасов, не говоря уже о спутниковых навигаторах?^[2]

Первый вопрос, который я хочу рассмотреть в этой книге, именно к этому и сводится: как животные — в том числе люди — находят дорогу? Как вы увидите, ответы на него не только чрезвычайно интересны сами по себе, но и приводят к другим вопросам, касающимся наших изменяющихся взаимоотношений с окружающим нас миром. Мы, люди, отказываемся от основополагающих навыков ориентирования, на которые полагались в течение столь долгого времени. Теперь мы можем точно определить свое местоположение в любой точке планеты, не затрачивая никаких усилий, даже не задумываясь, — одним нажатием кнопки. Важно ли это? Этого мы точно не знаем, но в заключительных главах я рассмотрю темы, которые затрагивает такое положение вещей. Они важны.

Прежде чем мы начнем, может быть полезно подготовиться к этому разговору, сказав несколько слов о повседневных задачах ориентирования. Задумаемся на минуту о том, как вы справляетесь с ситуацией, когда прилетаете в незнакомый город.

Первая навигационная задача, которую вам нужно решить, — это найти дорогу от самолета через паспортный контроль в зал выдачи багажа. Даже такое ориентирование внутри помещений бывает сопряжено с трудностями, особенно если у вас слабое зрение, но обычно мы можем преодолеть эти трудности, следуя указателям. Оказавшись наконец в такси или автобусе, вы можете расслабиться и предоставить принятие решений водителю.

По приезде в гостиницу вам нужно найти стойку регистрации, а затем свой номер — и в этом тоже бывают очень полезны указатели. С утра вам, возможно, захочется погулять пешком по окрестностям. Манящий голос спутникового навигатора, встроенного в ваш мобильный телефон, может дать вам точные указания, но это не настоящее ориентирование: вам говорят, что делать.

Если вы — человек независимый и предпочитаете идти своим путем, вы, вероятно, достанете бумажную карту. Первая практическая задача — найти на этой карте местоположение гостиницы, то есть определить свое собственное местоположение. Затем нужно найти те достопримечательности, которые вы хотите посетить, и определить, как до них добраться и сколько времени это займет. Это означает, что вам нужно измерить расстояния и оценить свою вероятную скорость, что приводит нас к задаче измерения времени. Хотя на первый взгляд это может показаться неочевидным, ориентирование касается времени не в меньшей степени, чем пространства.

Итак, маршрут распланирован. Теперь возникает следующая задача: куда повернуть по выходе из гостиницы, направо или налево? Прежде чем отправиться в путь, вы должны определить, в какую сторону вы сейчас смотрите. Эту ключевую проблему можно решить несколькими способами, например использовать компас, встроенный в телефон, но также можно сориентироваться, определив, на какой улице вы находитесь. Могут помочь и тени, направление которых подскажет, с какой стороны находится солнце. Затем, уже в пути, вам нужно будет следить за своими перемещениями, проверяя по карте положение достопримечательностей и названия улиц.

Совершая все больше прогулок по городу, вы начинаете понимать его конфигурацию — осознавать, как соединены между собою разные его части. Тут речь идет о запоминании ориентиров и построении геометрических связей между ними. Как все мы знаем, одни люди более способны находить дорогу, чем другие, но, если вы хорошо владеете навыками ориентирования такого рода, вы будете все увереннее совершать более долгие и сложные путешествия, даже не глядя на карту. Вместо простых прогулок вокруг гостиницы вы, возможно, начнете ходить по маршрутам, соединяющим разные части города. К этому времени у вас сформируется когнитивная карта города.

Однако вы можете использовать и совершенно другую методику ориентирования. Вы можете не пользоваться картой, а просто идти куда глаза глядят, пока не найдете что-нибудь, что вас заинтересует, тщательно отслеживая при этом, куда вы идете и на какое расстояние отошли, чтобы потом безошибочно найти обратную дорогу в гостиницу.

Этот процесс уподобляют тому методу, который использовал легендарный греческий герой Тезей. Продвигаясь по лабиринту Минотавра, он разматывал клубок нити, который дала ему Ариадна, и эта подсказка позволила ему тем же путем вернуться к выходу после того, как он убил чудовище. Поскольку в оживленном современном городе клубок — не самый удобный в использовании навигационный прибор, ориентирование без карты требует пристальных наблюдений и хорошей памяти.

Различие между ориентированием при помощи карты и без нее — это различие фундаментально важное, и это относится не только к людям, но и к другим животным. Карты (как физические, так и мысленные) дают огромные преимущества, и в число самых важных из них входит возможность прокладки укороченных путей, которые помогают сэкономить ценное время и силы, или обходов, позволяющих избежать встречи с опасностью или препятствиями. По-видимому, некоторые животные используют своего рода карты (хотя, разумеется, не напечатанные на бумаге), но доказать это трудно, а разобраться, как такие карты работают, еще труднее. Их существование и принцип действия относятся к числу самых серьезных проблем, с которыми сталкиваются ученые, изучающие навигационные способности животных.

Структура этой книги отражает различия между навигацией без карт и по картам. В первой ее части я сосредоточу свое внимание на способности животных ориентироваться без карт, а во второй поговорю о возможном использовании карт — разных типов и у разных животных — и доказательствах существования в их мозге образа мира, подобного картографическому. В заключительной части книги я рассуждаю о том, какое значение имеет для нас наука о навигации у животных — бионавигации.

Каждая глава отделена от следующей коротким отрывком, набранным курсивом, в котором описывается один — обычно загадочный — из примеров бионавигации, который трудно было бы вписать в основной текст. Я надеюсь, что эти отрывки развлекут читателя и в то же время покажут, как много еще остается нераскрытых тайн.

Бионавигация — большая, сложная область исследований, и в рамках такой небольшой книги я могу коснуться лишь некоторых из ее главных тем. Эта книга отнюдь не является исчерпывающим описанием данной области, и, поскольку она предназначена не для специалистов, а для широкой аудитории, я стараюсь, насколько это возможно, воздержаться от использования в ней специальных терминов.

Написанное мною отражает не только мои личные интересы, но, отчасти, и результаты встреч с учеными, которые определили направление моих исследований. В основном я старался описать, что и как делают животные, не углубляясь в обсуждение того, почему они это делают. Попытка дать ответ на последний вопрос стала бы материалом еще для нескольких книг.

Наконец, я должен сказать несколько слов о гуманном обращении с животными.

Работа ученых, занимающихся изучением бионавигации (как и исследованиями во многих других областях), подчиняется строгим этическим правилам, и все те исследователи, с которыми я разговаривал, относятся к своей обязанности не причинять страдания в высшей степени серьезно. Тем не менее некоторые из них проводят эксперименты, в которых животным причиняется вред, и любое описание этой темы, в котором не упоминались бы результаты их работы, было бы не только неполным, но и чрезвычайно недостоверным.

Я глубоко убежден, что животные достойны уважительного отношения, и, следовательно, мы не должны бездумно предполагать, что наши потребности по определению важнее, чем их. Как именно мы можем решить, какие из экспериментов на животных оправданны, — вопрос сложный, но по меньшей мере мы должны делать все, что в наших силах, чтобы не причинять им боли. Честно говоря, я совершенно не убежден, что мы обладаем достаточными знаниями, например, о таких животных, как ракообразные или насекомые, чтобы быть уверенными в своих решениях на этот счет.

Возможно, некоторые из читателей считают, что причинение вреда животным ради получения знаний не может быть оправдано никогда и ни при каких обстоятельствах. Несомненно, можно привести этические аргументы в пользу полного запрета причиняющих вред экспериментов на животных, хотя я подозреваю, что лишь немногие из нас будут готовы смириться с последствиями такого запрета — особенно в отношении медицинских исследований. Тем не менее тот факт, что число животных, используемых в экспериментах (по меньшей мере в Великобритании), в последние годы сокращается, внушает оптимизм^[3].

Этические аспекты научных исследований с использованием животных все еще остаются предметом споров, и я ни в коем случае не утверждаю, что знаю ответы на все связанные с этой темой вопросы. Однако я уверен, что предъявлять к ученым более жесткие требования, чем ко всем остальным, было бы неправильно.

Часть I. Навигация без карт

1. Мистер Стедмен и монарх

Когда мне было семь лет, в моей жизни появился замечательный учитель. Он преподавал математику, но не особо считался при этом ни с учебной программой, ни с возрастом своих учеников. Урок мистера Стедмена, начавшийся с теоремы Пифагора, вполне мог отклониться в топологию, а потом и вовсе провалиться в кроличью нору неевклидовой геометрии. Он говорил о том, что увлекало его самого, и, несомненно, считал, что нам полезно расширять кругозор.

Мистер Стедмен был не только математиком, но и опытным энтомологом; в летние месяцы он ставил в школе ловушку для бабочек. Я с нетерпением ожидал начала каждого учебного дня, потому что перед уроками я мог вместе с ним изучить все, что попалось за ночь в эту ловушку.

Моя школа находилась на краю Нью-Фореста^[4], одного из лучших в Британии мест для насекомых, и в ловушке часто бывало штук пятьдесят, а то и сто мотыльков, тихо сидевших в коробке, в которую заманил их в течение ночи яркий светильник. Как я узнал, некоторые из бабочек не принадлежали к местным видам, а прилетали в эти места только на лето. Часто попадалась совка-гамма^[5], которая — как мы теперь знаем — каждое лето прилетает в больших количествах из Средиземноморья и размножается на севере Европы. Почему эти насекомые совершают такие дальние путешествия и как они находят дорогу, было тогда полнейшей загадкой.

Я совершенно помешался на чешуекрылых: к маминому ужасу, моя комната заполнилась сачками, банками, энтомологическими коробками и высокими клетками, в которых я выращивал гусениц. Иногда я лежал ночью без сна, слушая, как жуют мои непрерывно евшие пленники и как падают с легким шорохом на листья, положенные им для еды, их микроскопические экскременты. Когда гусеницы наедались до отвала, они превращались в куколок (или хризалид) и их упитанные тела растворялись, образуя алхимический суп, из которого как по волшебству формировались взрослые мотыльки. Глядя, как они прорывают твердую, сухую оболочку своего кокона, медленно расправляют влажные, смятые крылья и, наконец, пускаются в полет, я чувствовал, что становлюсь свидетелем настоящего чуда природы — миниатюрного, но оттого не менее поразительного.

Моя многострадальная мама отвезла меня в лондонский Музей естественной истории, и один любезный молодой сотрудник музея отвел нас в служебные помещения. Отперев дверь, на которой не было никакой таблички, он впустил нас в огромный зал, заполненный шкафами красного дерева: в них хранились миллионы мотыльков и бабочек со всего света. Он показал мне одну крупную, экзотического вида бабочку, которая, как он сказал, встречается — хотя и очень редко — и в Англии. Происходит она не из Европы и даже не из Африки, а из Северной Америки. Даже если ей помогают перелететь через Северную Атлантику господствующие западные ветры или она путешествует на попутных кораблях, такой перелет все равно можно считать необыкновенным свершением.

Крылья этой бабочки могут достигать 10 сантиметров в размахе и выглядят как витраж работы художника-модерниста. Тонкие черные прожилки расходятся по оранжевому фону, светящемуся, как будто сквозь него светит солнце. Темные линии соединяются с более широкой черной кромкой, усеянной, как и голова бабочки, белоснежными горошинами. Такая окраска может показаться аляповатой, но ее кричащие цвета предупреждают хищника, собирающегося закусить этим насекомым, что он, возможно, совершает крупную ошибку. В бабочке может быть полно яда, полученного из растения, которым она кормилась, когда была гусеницей, — ваточника^[6]. Эта бабочка, известная всем жителям Северной Америки, называется данаида монарх.

Я поделился своим восторгом с мистером Стедменом, и тот, не предупредив меня, заказал куколку данаиды монарха в одной из компаний, занимавшихся обеспечением энтомологов. Когда я открыл упаковку, то сразу же узнал ее содержимое: это была моя собственная Danaus plexippus!

Куколка была неземным произведением ювелирного искусства, длиной всего сантиметра два или три. Она лежала на подстилке из ваты, заключенная в свою блестящую броню, похожую на зеленую яшму, как миниатюрный китайский император, ожидающий перерождения. Я мог смутно различить контуры крыльев и сегменты будущего тела взрослого насекомого. По самой толстой части куколки проходила полукруглая дуга мельчайших золотистых точек, блестевших металлическим отливом; остальные золотые крупинки были рассеяны по другим участкам куколки. Куколка завораживала своей красотой — на мой взгляд, она была даже красивее, чем великолепная взрослая бабочка, — но в то же время пугала своей странностью. Как можно ожидать встретить бо́льшие чудеса в глубинах космоса, если наш собственный мир полон такой великолепной чужеродности?

Я так и не увидел появления бабочки: она умерла, не достигнув зрелого состояния. Но к этому времени монарх и его необычайная жизнь уже захватили мое воображение.

Много лет спустя я впервые увидел живого монарха в песчаных дюнах Амагансетта, недалеко от городка Монток на восточной оконечности острова Лонг-Айленд. Был конец августа, и эта бабочка, вместе с миллионами других, которых я не видел, уверенно летела к юго-западу. Ее полет был похож на беззаботный танец. Сделав несколько ленивых взмахов крыльями, она поднималась выше, затем планировала в течение нескольких секунд, медленно теряя высоту, а потом снова «включала двигатель». Но куда она летела и как, черт возьми, находила дорогу?

Именно с попытки ответить на эти вопросы и началось путешествие, которое в конце концов привело меня к написанию этой книги. Я знал, что на этом пути меня ожидают сюрпризы, но даже не подозревал, насколько многочисленными и разнообразными они окажутся.

Первые навигаторы

Когда я начинал свои исследования, я думал только о тех животных, которых можно увидеть, — например, насекомых, птицах, рептилиях, крысах, людях. Однако, хотя первые живые организмы, появившиеся на нашей планете, были чрезвычайно маленькими, первопроходцами в области бионавигации были именно они.

Земля сформировалась около 4,56 миллиарда лет назад в результате случайной встречи блуждающих астероидов, притянутых друг к другу гравитацией. В то время она была не очень-то гостеприимным местом: всю ее поверхность покрывали расплавленные горные породы. Приблизительно 4,5 миллиарда лет назад этот океан магмы начал остывать и затвердевать, и появились первые континенты, но ни океанов, ни даже воздуха на планете еще не было.

В течение сотен миллионов лет молодую планету бомбардировали все новые астероиды, но эти взрывные столкновения приносили не только разрушения. Благодаря им на Земле появилась вода и химические ингредиенты, давшие начало первым живым организмам^[7]. Приблизительно 3,9 миллиарда лет назад Земля начала успокаиваться, и в самых глубинах ее первых океанов, вблизи гидротермальных источников — перегретых струй насыщенной минералами воды, бивших тогда и бьющих до сих пор из морского дна, — начали возникать простейшие формы жизни^[8]. В их числе были и самые первые бактерии.

Хотя эти одноклеточные организмы чаще всего ассоциируются у нас с болезнями, в подавляющем большинстве своем бактерии безвредны, а многие из них вносят жизненно важный вклад в поддержание нашего физического и даже умственного здоровья. Чтобы выжить, они научились перемещаться к тому, что им нужно (например, к пище), и от того, что для них опасно (например, чрезмерно высокие температуры, слишком высокая или слишком низкая кислотность среды)^[9]. У некоторых бактерий имеются специализированные органы движения, в том числе микроскопические моторы, приводящие в движение вращающиеся нитевидные структуры, которые называют жгутиками. Эта простейшая форма навигации известна под названием таксис — от греческого слова τάξις, означающего «порядок» или «строй».

Некоторые из бактерий используют особенно удивительную форму таксиса. Так называемые магнитотаксисные бактерии содержат мельчайшие намагниченные частицы, цепочки которых действуют как микроскопические стрелки компаса. Эти «стрелки» заставляют бактерии ориентироваться вдоль магнитного поля Земли, что помогает им находить дорогу вниз, к бедным кислородом слоям воды и отложений, условия которых особенно благоприятны для них. «Стрелки», которые находят в бактериях Северного полушария, имеют полярность, противоположную тем, которые встречаются у бактерий Южного. Этот простой пример иллюстрирует могущество естественного отбора.

Распознавание окаменевших бактерий — дело чрезвычайно трудное, но остатки магнитотаксисных бактерий находили в горных породах, образовавшихся сотни миллионов, а то и миллиарды лет назад. Хотя считается, что эти бактерии самыми первыми в истории нашей планеты пользовались магнитной навигацией, первые живые образцы были найдены только в 1975 году^[10]. Как ни странно, их открытие совпало с демонстрацией использования магнитной навигации гораздо более сложными организмами — птицами.

Наши ближайшие родственники среди одноклеточных организмов имеют весьма труднопроизносимое название — это хоанофлагеллаты^[11], или воротничковые жгутиконосцы. Они чуть сложнее бактерий, живут в воде и иногда собираются в колонии. Как и нам, им необходим кислород, и они способны не только обнаруживать чрезвычайно малые перепады его концентрации, но и активно перемещаться в направлении более богатого его источника — опять же при помощи своих жгутиков^[12].

Еще сильнее поражают не имеющие мозга скопления единичных клеток, известные под малопривлекательным названием слизевиков. Эти простейшие организмы умеют медленно, но верно перетекать к источнику глюкозы, спрятанному на дне U-образной ловушки. При этом они используют примитивную память, позволяющую им не возвращаться в те места, которые они уже исследовали^[13]. Кроме того, они с легкостью решают одну конструкторскую задачу, оказавшуюся сложной для людей: речь идет о проектировании оптимальной железнодорожной сети.

Исследователи обнаружили, что один слизевик, которому предложили множество овсяных хлопьев, разложенных в соответствии со схемой расположения городов вокруг Токио, принялся строить сеть туннелей для распределения питательных веществ, которые он извлекал из этих хлопьев. Как ни поразительно, в конечном виде эта сеть совпала с системой железнодорожного сообщения, реально существующей вокруг Токио. Слизевик решал эту задачу следующим образом: сначала он проложил туннели, идущие во всех направлениях, а затем стал постепенно отсекать лишние, так что в конце концов остались только те туннели, которые обеспечивали транспортировку наибольшего количества питательных веществ (то есть «пассажиров»)^[14].

Выше по шкале сложности находятся гораздо более крупные, но все еще очень маленькие многоклеточные организмы, известные под названием «планктон», в изобилии живущие в океанах — в особенности тех, которые окружают Арктику и Антарктику. Многие из этих растений и животных невозможно разглядеть невооруженным глазом, но они часто скапливаются в таких огромных количествах, что море становится похоже на густой суп мисо. При так называемом цветении планктона целое море может приобрести ржаво-красный оттенок.

Такого рода существам не нужно точно знать, где они находятся, — что логично, так как они по большей части находятся во власти океанских течений, — но это вовсе не значит, что они пассивны. В поисках пищи или спасения от тех, кто сам может употребить его в пищу, многие виды животного планктона (или зоопланктона, к которому относятся мальки рыб, мелкие ракообразные и моллюски) на каждом закате и рассвете перемещаются вверх и вниз в толще воды, из темных глубин к поверхности и обратно. Планктон же растительный, который в основном остается вблизи поверхности, чтобы использовать более яркий солнечный свет, в случае необходимости может нырять в глубину, спасаясь от вредоносного воздействия слишком сильного ультрафиолетового излучения.

Выбор моментов таких перемещений обеспечивается способностью планктона отслеживать изменения интенсивности солнечного света, хотя полярной ночью, которая продолжается несколько месяцев, зоопланктон переключается на ритм, связанный с лунным светом^[15]. В некоторых случаях в таких процессах участвует нечто большее, чем простая реакция на изменение освещенности. Некоторые виды планктона начинают движение еще до обнаружения каких бы то ни было изменений; даже будучи помещены в затемненный аквариум, они продолжают свою вертикальную миграцию еще в течение нескольких суток. Это загадочное поведение, по-видимому, связано с какими-то внутренними «часами», управляющими их перемещениями^[16]. Вся пищевая цепочка океана в конечном счете зависит от планктона, и его колоссальных масштабов суточные миграции играют ключевую роль в жизни всей планеты.

Находить дорогу нужно даже простым червям, и один из них — стандартное подопытное животное, почвенная нематода Caenorhabditis elegans, — по-видимому, роет свои подземные ходы, используя для ориентации магнитное поле Земли^[17]. А тритоны, некоторые из которых способны находить дорогу к своему родному водоему на расстоянии до 12 километров, пользуются магнитным компасом^[18].

У кубомедуз — маленьких прозрачных животных, печально известных в тропической зоне Австралии сильными ожогами, которые они вызывают, — нет мозга, но есть глаза, и они отнюдь не отдаются на волю течения. Они плавают активно и целеустремленно, охотясь за своей добычей. Как ни странно, глаз у них целых 24 штуки, четырех типов.

Еще удивительнее то, что некоторые из этих медуз способны ориентироваться по объектам, расположенным над поверхностью воды. У одного из видов, часто встречающегося в карибских мангровых болотах, есть группа глаз, которые всегда направлены вверх, как бы ни было повернуто тело медузы. В тканях, расположенных вокруг каждого из этих специализированных глаз, содержатся тяжелые кристаллы гипса, которые и поддерживают такую ориентацию.

Дан Эрик Нильсон, биолог из Лундского университета в Швеции (одного из ведущих центров изучения бионавигации), захотел выяснить, что именно делают эти глядящие вверх глаза. Они с сотрудниками поместили медуз в прозрачные контейнеры с открытым верхом, опустили эти контейнеры в море вблизи мангрового болота и стали наблюдать за поведением медуз при помощи видеокамеры. Когда контейнер находился в зоне прямой видимости от края мангровых зарослей, но в нескольких метрах от их края, медузы регулярно сталкивались со стенкой контейнера, ближайшей к деревьям, как будто пытались подплыть поближе к ним. Когда же контейнер переместили на расстояние, с которого деревья уже не были видны из-под поверхности воды, медузы плавали в нем случайным образом.

По-видимому, медузы используют свои направленные вверх глаза для различения силуэтов мангровых деревьев. Это позволяет им оставаться на мелководье, где обычно скапливается зоопланктон, которым они питаются, — но это возможно, только если они не удаляются от края зарослей на слишком большое расстояние^[19].

Это лишь несколько примеров необычайных способностей к навигации, которые проявляют организмы, кажущиеся на первый взгляд весьма простыми.

* * *

В фильме «Невероятное путешествие» (The Incredible Journey, 1963) студии Уолта Диснея рассказывается история двух собак — лабрадора и престарелого бультерьера — и сиамского кота, которых хозяева оставили у друзей. Несчастные животные, не понимая, что их поселили в чужом доме лишь на время, решают самостоятельно вернуться домой, но для этого им нужно пересечь 400 километров незаселенной канадской территории. Пережив ужасающие встречи с медведем и рысью и болезненное знакомство с дикобразом, чуть не утонув, трое животных в конце концов воссоединяются со своей семьей.

Скептики могут сказать, что история эта совершенно невероятна, и будут не правы. В 2016 году овчарка по кличке Перо убежала из своего нового дома в английском Озерном крае и добралась до прежних хозяев, живших в Уэльсе. Пес преодолел расстояние 385 километров всего за 12 суток и явился на место — совершенно неожиданно для хозяев — в прекрасном состоянии. У Перо был вживлен идентификационный микрочип, так что возможность того, что его перепутали с другой собакой, исключена^[20].

Никто не знает, как ему это удалось. Наверное, можно предположить, что Перо нашел дорогу домой благодаря какой-нибудь необычайной цепочке счастливых догадок, но поверить в это очень трудно. До сих пор наука уделяла на удивление мало внимания навигационным способностям собак и кошек, хотя недавнее исследование утверждает, что собаки предпочитают мочиться, повернувшись мордой либо на север, либо на юг. Значит, можно предположить, что у них есть какой-то внутренний компас, который по меньшей мере помогает им определить, в какую сторону они направляются. Если это так, собак следует добавить к быстро растущему списку организмов, способных чувствовать магнитное поле Земли^[21]. Но один лишь компас не позволил бы Перо найти дорогу домой.

Возможно, Перо сумел каким-то образом отследить дорогу, по которой его везли в новый дом в Озерном крае. Значит ли это, что ему удалось восстановить этот маршрут? Может быть, в этом сыграл какую-то роль его острый нюх.

2. Волшебный ковер Джима Ловелла

Чарльз Дарвин (1809–1882) писал, что «человек… носит в своем физическом строении неизгладимую печать низкого происхождения»^[22][23], но даже он, возможно, удивился бы, узнав, что наши глаза и глаза кубомедуз, кальмаров, пауков и насекомых имеют общее происхождение^[24].

На протяжении сотен миллионов лет беспощадный испытательный стенд естественного отбора работал над созданием глаз и мозга, которые позволяют нам (и другим животным) легко выбирать те объекты, которые нам действительно нужно видеть, — и запоминать их. Зрение не только помогает животным находить пищу и половых партнеров и избегать опасности. В отличие от других органов чувств оно позволяет нам получать исключительно подробную информацию об объектах как удаленных, так и близких к нам. Для многих животных глаза являются самым важным навигационным прибором, и человек постоянно опирается на зрение для ориентирования и навигации.

По сравнению со многими другими животными средний человек, живущий в городе, — не слишком одаренный «штурман». Но, потренировавшись, почти все мы можем достаточно хорошо ориентироваться при помощи заметных объектов. На самом деле наша зрительная память весьма хороша, если не лениться ее использовать. Например, мы способны узнавать по меньшей мере 10 000 изображений, увиденных до этого лишь мимолетно^[25].

С нашими способностями в этой области трудно состязаться даже очень мощным компьютерам. Обучение их весьма простым функциям зрительного распознавания оказалось задачей чрезвычайно трудной. Компьютеру, ищущему совпадения на двух фотографиях одного и того же дома, одна из которых сделана солнечным утром, а другая — ночью и в дождь, приходится нелегко. Изменения положения тени или внезапного отражения света от оконного стекла будет достаточно, чтобы привести его в полное замешательство. Простое увеличение вычислительной мощности проблемы не решает — по меньшей мере не решает ее полностью. Суперкомпьютеру тоже будет трудно решать задачи визуального распознавания, пока он — в подражание нам — не «научится» сосредоточивать свое внимание на деталях стабильных и существенных и игнорировать весь визуальный «шум». «Машинному зрению» все еще свойственна масса элементарных ошибок, которые никогда не сделал бы человек: это очень ясно иллюстрируют аварии с участием автоматических автомобилей без водителя.

Все мы знаем, какими обычно бывают заметные ориентиры — взять хотя бы Эйфелеву башню или надпись «Голливуд» в Лос-Анджелесе, — но их формы могут быть очень разными и иногда неожиданными. Ориентиры могут быть огромными, как озеро Мичиган или пирамида Хеопса, или совсем маленькими, как одиночный след на земле. Маршрут может быть специально помечен цепочкой камешков (как это было в старой сказке) или зарубками, сделанными топором на коре деревьев. Моток нити, который Ариадна дала Тезею, можно считать единым, растянутым в пространстве ориентиром, надежно отметившим его путь в лабиринте.

Визуальные ориентиры могут не только помочь нам идентифицировать цель и промежуточные точки маршрута, но и дать информацию, полезную для определения направления. Взять, например, статую Свободы, которая возвышается над Нью-Йоркской бухтой. Поскольку ее фигура несимметрична, по ее силуэту можно определить, с какой стороны мы на нее смотрим.

Разумеется, самое важное свойство хорошего ориентира — это его заметность на окружающем фоне. Кроме того, он может быть полезен, только если достаточно долго остается на месте, хотя, как ни странно, ему совсем не обязательно быть единым неподвижным объектом.

В фильме «Аполлон-13» астронавт Джим Ловелл, которого играет Том Хэнкс, собирается отправиться в свой злополучный полет к Луне. Пытаясь приободрить беспокоящуюся жену, он вспоминает, как однажды, в 1950-х годах, будучи молодым летчиком американского ВМФ, он совершал с авианосца вылет над Японским морем. Дело было ночью, у него скоро должно было кончиться горючее, и, если бы ему не удалось быстро найти свой корабль, ему пришлось бы совершать аварийную посадку на воду посреди «большого темного океана». Но авианосец шел без огней, в самолете был неисправен радар, а сигналы корабельного приводного радиомаяка случайно заглушила одна местная радиостанция.

Когда Ловелл попытался включить освещение кабины, чтобы посмотреть на карту, в электросистеме произошло короткое замыкание, и все приборы самолета отключились. Оставшись в полной темноте, он начал думать об аварийной посадке — операции, рискованной даже при дневном свете. Ему наверняка было очень страшно. Но потом, взглянув вниз, на море, он увидел длинный, светящийся «зеленый ковер» биолюминесцентного планктона, отмечавший кильватерную струю того самого судна, которое он искал: «Он вел меня прямо к дому». Если бы освещение в кабине Ловелла не отключилось, он так и не заметил бы этого свечения.

До сих пор существуют некоторые племена, не отказавшиеся от своих традиционных навыков в области навигации. Если бороздящие океаны моряки с тихоокеанских островов активно используют для ориентирования солнце и звезды, то иннуиты Крайнего Севера полагаются в основном на наземные ориентиры, встречающиеся на их пути, — по той простой причине, что на чистое небо им рассчитывать не приходится. В некоторых местах — например, на побережье Гренландии — нет недостатка во впечатляющих элементах рельефа, заметных с большого расстояния: горах, скалах, ледниках и фьордах. В районах же с более однородным пейзажем иннуиты сооружают свои собственные ориентиры, которые называются словом «инукшук». Они напоминают человеческие фигуры и устанавливаются обычно на возвышенностях, причем руки такой фигуры указывают направление ближайшего жилья.

По словам Клаудио Апорты, специалиста по иннуитской культуре, совершившего множество долгих наземных путешествий по Арктике, опытные иннуитские проводники знают тысячи километров троп и способны узнать бесчисленные ориентиры, встречающиеся в пути. Возможно, иннуиты обладают необычайно цепкой зрительной памятью, но кроме того они в полной мере используют и способность, имеющуюся у всех нас, — речь:

Поскольку у иннуитов не было карт, которые они использовали бы для путешествий или представления географической информации, это огромное собрание данных с незапамятных времен распространялось и передавалось из уст в уста и через опыт путешествий.

Для таких устных воссозданий необходима «точная терминология для описания элементов рельефа и ледяных образований, направлений ветра, состояний снега и льда, а также географических названий».

Путешествия иннуитов бывают чрезвычайно трудными. Нередко случаются долгие периоды ожидания в тумане и «белой мгле», но для представителей старшего поколения, которые научились ориентироваться еще до появления спутниковой навигации, «мысль о том, что человек может заблудиться или быть не в состоянии найти дорогу, [была] несовместима с их опытом, языком или пониманием»^[26]. Они существуют в полной гармонии с окружающим их миром и максимально эффективно используют все навигационные подсказки, имеющиеся в их распоряжении.

То же можно сказать и об аборигенах страны, которую мы называем теперь Австралией. Они прибыли туда по морю около 50 000 лет назад и, как и иннуиты, приобрели высокоразвитые способности к навигации, в которой они в основном полагаются на местные ориентиры. Они способны проходить длинные маршруты по ненаселенным внутренним областям Австралии при помощи долгих и сложных песен.

Эти песни помогают им узнавать природные объекты, встречающиеся на пути, вызывая в памяти мифические образы из «Времени сновидений». Как красноречиво сказал один знающий (европейский) наблюдатель, методы навигации у аборигенов отличаются «верой в духовную силу, захватывающую материальные вещи и возвышающую их с неподвластной времени целью, частицей которой ощущает себя и человек»^[27].

Хотя у горожан Запада нет никакой надежды понять тесную взаимосвязь, существующую между австралийскими аборигенами или иннуитами и местностью, в которой они проживают, наши далекие предки, возможно, тоже использовали похожие методы навигации. Печально сознавать, что теперь они не подлежат восстановлению, и тем важнее сделать так, чтобы знания тех, кто все еще обладает таким необычайным искусством, не были безвозвратно утрачены.

Некоторые люди говорят на языках, которые постоянно заставляют их думать о том, в каком направлении они движутся.

Живущие в Квинсленде носители языка кууку йимитирр, от которых капитан Кук (1728–1779), по-видимому, узнал слово «кенгуру», никогда не используют слов вроде «направо» или «налево». Они говорят только о сторонах света:

Если носители кууку йимитирр хотят, чтобы кто-то подвинулся в машине, потому что тесно, то они скажут «нага-нага манаайи», что значит «сдвинься слегка к востоку»… Когда старшим носителям кууку йимитирр показывали короткий немой фильм по телевизору, а потом просили описать движения персонажей, их ответы зависели от того, куда был направлен экран телевизора, который они смотрели. Если телевизор стоял экраном на север, а человек на экране приближался, то старики говорили, что герой фильма «приходил на север»… Если вы читаете книгу лицом на север, а носитель кууку йимитирр хочет сказать вам, чтобы вы пролистали вперед, он скажет: «Пройди дальше на восток», — потому что страницы перелистывают с востока на запад^[28][29].

Как говорит Гай Дойчер:

Если вам нужно постоянно знать свое положение, вы разовьете привычку вычислять и запоминать стороны света в каждый момент жизни. А поскольку эта мыслительная привычка будет внедряться почти с младенчества, она скоро станет второй натурой, не требуя ни усилий, ни сознательного применения^[30].

Эти лингвистические особенности, вероятно, отражают особые навигационные задачи, с которыми сталкиваются носители языка кууку йимитирр. Возможно, постоянное осознание своего положения в пространстве — осознание, зафиксированное в самой структуре их языка, — было необходимо для их выживания.

Шестиногие тайны прованского сада

С тех самых пор, как я познакомился с книгами Жана Анри Фабра (1823–1915), я питаю слабость к работам этого французского энтомолога. Главная из них, «Энтомологические воспоминания» (Souvenirs entomologiques), первая часть которых вышла в 1879 году, стала весьма необычным явлением в мире книгоиздания: бестселлером, посвященным исключительно членистоногим. Жан Анри Фабр был не только автором некоторых из наиболее лирических и увлекательных описаний жизни насекомых, созданных на каком бы то ни было языке, но и первопроходцем в области исследований бионавигации.

Хотя Фабр далеко не соответствовал традиционному образу ученого мужа, его необычайная наблюдательность сочеталась с любопытством, терпеливостью и изобретательностью, свойственными истинным ученым. Значительную часть своей жизни он проработал школьным учителем на Корсике и в Провансе, и его зарплаты едва хватало на содержание большой семьи. Фабра часто называют самоучкой, но на самом деле у него были тесные связи с научным миром; он получил университетский диплом и докторскую степень. В поисках дополнительного заработка он в конце концов занялся составлением школьных учебников, и эта деятельность оказалась настолько прибыльной, что он смог отказаться от преподавания и посвятить себя своим исследованиям^[31].

Фабра увлекали насекомые и пауки, которых в то время в полях и на холмах Прованса было, должно быть, гораздо больше, чем сейчас; в особенности его интересовали загадки роющих ос. Эти животные-паразиты откладывают яйца в норки и складывают там для личинок, которые должны из них вылупиться, запасы еды — парализованных насекомых. Личинки могут питаться в этой жуткой кладовой, когда захотят. Фабр наблюдал, как осы, собирающие запасы для своего гнезда, улетают иногда на удивительно большие расстояния, и обнаружил, к своему удивлению, что они всегда могут найти дорогу обратно, даже если их унести за несколько километров.

Зная из других наблюдений, что, когда оса ищет добычу, ключевую роль в этих поисках играют два ее усика, он задался вопросом, не зависят ли от этих органов чувств и навигационные способности осы. Чтобы узнать это, Фабр попросту отрывал осам усики, пытаясь выяснить, как это скажется на их поведении. Как ни странно, эта жестокая операция никак не повлияла на способность ос находить гнездо, хотя можно предположить, что эти несчастные насекомые остались голодными^[32].

Отчаявшись разобраться в поведении ос, Фабр сосредоточил свои исследования на свирепых рыжих муравьях, живших в его большом саду, — муравьи этого вида совершают набеги на гнезда черных муравьев и уносят их куколки^[33]. Следить за ними должно было быть гораздо удобнее, потому что за их вылазками из гнезда легко было наблюдать. Прибегнув к помощи своей шестилетней внучки Люси́, Фабр поставил ряд простых, но поистине революционных опытов.

Сначала Люси, проявляя восхитительную преданность долгу, дежурила у гнезда рыжих муравьев, терпеливо дожидаясь отправления их отряда в очередной набег. Затем она шла за колонной муравьев, отмечая их маршрут мелкими белыми камешками — в точности как мальчик в известной сказке, замечает Фабр^[34]. Когда рыжие муравьи находили гнездо черных, которое они собирались разграбить, Люси бежала звать дедушку.

Фабр знал, что рыжие муравьи, возвращаясь с добычей, всегда точно повторяют свой первоначальный маршрут, и предполагал вначале, что они, возможно, находят маршрут по каким-то запаховым ориентирам. Чтобы проверить эту гипотезу, он попытался, используя разные средства, уничтожить или замаскировать тот запах, на который они могли идти. Сначала он попробовал тщательно подмести участок земли, чтобы устранить с него этот запах. Однако целеустремленные муравьи, задержавшись лишь на короткое время, снова находили дорогу, либо проходя напролом через подметенные участки, либо обходя вокруг них^[35].

Фабр предположил, что его щетка могла оставить на земле какие-то остатки муравьиной разметки, так что в следующий раз он полил тропу из шланга, надеясь смыть с нее все сохранившиеся запахи. Но муравьи преодолели и это препятствие. То же произошло и на следующем этапе его исследований, когда он попытался замаскировать предполагаемый запах, положив на участок тропы листья мяты.

К этому моменту Фабр начал подозревать, что рыжие муравьи, несмотря на свою явную близорукость, может быть, используют для поисков пути не обоняние, а зрение. Возможно, они запоминают какие-то визуальные ориентиры. Чтобы проверить эту идею, Фабр стал изменять внешний вид маршрута, по которому муравьи возвращались домой, — сначала он положил на их пути газетные листы, а в другой раз насыпал слой желтого песка, который резко отличался от серой почвы, окружавшей это место. Эти препятствия оказались для муравьев значительно более трудными, хотя в конце концов им все же удалось вернуться в муравейник.

Фабр обнаружил, что муравьи способны повторить путь к источнику пищи даже по прошествии двух или трех суток, но, когда он перенес муравьев в другую часть сада, в которой они никогда раньше не бывали, они были совершенно дезориентированы. С другой стороны, они легко находили дорогу к дому из уже знакомых им мест.

Исходя из этих наблюдений, Фабр заключил, что муравьи находят обратную дорогу, используя не обоняние, а зрение. Хотя Фабра поразило, что у таких маленьких животных может хватать для этого ума, он был убежден, что муравьи прокладывают маршрут по визуальным ориентирам — так же, как это делают штурманы у людей. Возможно, его кустарные методы не обладали достаточной по нынешним меркам научной строгостью, но он определенно был на верном пути.

* * *

То, как роющие осы безошибочно возвращаются в свои норы из дальних экспедиций за припасами, восхищало не только Фабра, но и великого голландского исследователя живой природы Нико Тинбергена (1907–1988). Маленькие входы в их норки казались, по меньшей мере на взгляд Тинбергена, очень малозаметными. Как же осы их находят? Он подумал, что осы вполне могут запоминать ориентиры; поэтому он расположил вокруг входа в гнездо кольцо из сосновых шишек. Когда же он втайне от ос передвинул эти шишки, он обнаружил, к своему восторгу, что осы, вернувшиеся домой, стали искать вход в норку на новом месте^[36].

Но привлекают ли ос ориентиры любых размеров и форм, или же существуют особые визуальные характеристики, на которые они обращают больше внимания, чем на другие? Чтобы ответить на этот вопрос, Тинберген попробовал размещать вокруг норки ориентиры разных типов. Когда же осы улетели, он создал два искусственных входа, каждый из которых был окружен ориентирами только одного типа.

Оказалось, что ос сильнее привлекают темные, объемные ориентиры, чем светлые и плоские. Аналогичные эксперименты с медоносными пчелами показали, что, улетая от богатого нектаром цветка, они тщательно запоминают окружающий его ландшафт, обращая особое внимание на трехмерные ориентиры. Пчелы способны использовать для нахождения обратной дороги даже геометрические соотношения между такими ориентирами, в особенности их удаление от цветка^[37].

3. Запутанный ужас

Пчел из семейства галиктид называют еще потовыми пчелами; это довольно малопривлекательное название объясняется тем, что они любят человеческий пот. Вид Megalopta genalis обитает в тропических зонах Америки. Если более знакомые нам медоносные пчелы летают днем, потовые пчелы Megalopta genalis выбираются из гнезда только на закате и на рассвете: они ведут сумеречный образ жизни. Самки живут в дождевых лесах и строят свои гнезда в мелких полых ветках, скрытых в подлеске. Когда они отправляются на поиски пищи, им приходится пробираться через густую растительность (хотя возможно также, что они летают над растительным покровом: этого пока что никто точно не знает), и, судя по пыльце, которую они собирают, они могут улетать на расстояния по меньшей мере до 300 метров.

В тропиках быстро темнеет, и в дождевом лесу становится по-настоящему темно, так как листва задерживает бо́льшую часть оставшегося света. Навигационные задачи, которые приходится решать потовым пчелам, были бы достаточно сложны и при дневном свете, но после захода солнца скудость освещения делает их «особенно трудными»^[38] — мягко говоря.

Я отправился в университет города Лунда на юге Швеции, чтобы встретиться с человеком, группа которого сделала эти необычайные открытия, — Эриком Уоррентом. Этот увлеченный и энергичный австралиец, знающий о зрении насекомых, возможно, больше всех на свете, явно был в восторге, когда обнаружил, что я разделяю его любовь к шестиногим животным.

В ходе наших бесед Уоррент объяснил, что чувствительность отдельной фоторецепторной клетки животного можно измерить, регистрируя ее реакцию на световые точки переменной интенсивности. При чрезвычайно тусклом свете не происходит ничего, но по мере постепенного увеличения яркости света клетка начинает «выстреливать» мельчайшие электрические сигналы. При помощи этой методики было показано, что некоторые животные способны воспринимать даже одиночные фотоны.

Тут имеет смысл задержаться на мгновение и обдумать значение этого утверждения. Фотон — одна из фундаментальных частиц природы, хотя, как ни странно, он также ведет себя как волна. Речь идет об объекте настолько малых размеров, что его называют точечным: другими словами, он не занимает никакого места. Кроме того, у него нет массы. Однако фотон перемещается очень быстро (со скоростью света) и переносит малое количество энергии (величина которой зависит от длины волны фотона).

Тот факт, что глаза любого животного способны регистрировать столь малую порцию энергии, поразителен сам по себе, но потовая пчела Megalopta genalis и тут стоит особняком. Ей удается найти дорогу домой через джунгли, хотя каждый фоторецептор ее глаз получает всего лишь пять фотонов в секунду. Уоррент говорит, что от ее способностей к ночной навигации у него мороз идет по коже:

Это просто безумие, чистое безумие, — что они умеют летать сквозь весь этот запутанный ужас, находить цветы и потом без малейших затруднений находить обратную дорогу и приземляться с такой невероятной точностью.

Одна лишь необычайная чувствительность сложных фасеточных глаз потовых пчел не объясняет, как им удается столь успешно ориентироваться в почти полной темноте. Нужно что-то еще. Это особые клетки их мозга, которые «суммируют» сигналы, приходящие от органов зрения. Именно они позволяют пчелам использовать очень ограниченный поток информации, поступающий от окружающего их мира, с максимальной эффективностью. Низкая скорость полета ночных потовых пчел — низкая по сравнению с пчелами, активными днем, — также дает больше времени для осуществления этого процесса «суммирования». Уоррент считает, что потовые пчелы Megalopta genalis вполне могут использовать очень смутные рисунки, которые создает контраст между контурами растительности и ночным небом, в качестве ориентиров, по которым они находят обратную дорогу к своему гнезду (известно, что этот же механизм работает у некоторых муравьев, живущих в тропических дождевых лесах), но эта гипотеза пока остается недоказанной.

Вылетая из гнезда, потовая пчела Megalopta genalis совершает «ориентировочный полет», во время которого она старательно кружится на одном месте и рассматривает вход в гнездо и его окрестности. Когда Уоррент и его сотрудники передвинули гнездо пчелы после того, как она улетела, они увидели, как пчела вернулась в точности в то же место, где гнездо было раньше, вероятно найдя это место по окрестным визуальным ориентирам.

Чтобы проверить это предположение, перед вылетом пчелы они расположили над входом в гнездо белую карточку, а пока пчела была в отлучке, переместили ее к соседнему, покинутому пчелиному гнезду. По возвращении пчела, введенная в заблуждение карточкой, забралась в чужое гнездо, но быстро покинула его. Дорогу к своему дому она смогла найти только после того, как ученые вернули карточку на прежнее место^[39]. Это явно доказывает, что процесс нахождения обратной дороги основывается не на обонянии.

Люди часто относятся к рыбам свысока — и не только потому, что живут на суше. На наш поверхностный взгляд, рыбы кажутся холодными, скользкими и, откровенно говоря, туповатыми. Иначе почему бы они так глупо глотали крючки и заплывали в сети? Однако этим, как и многими другими своими предрассудками, мы лишь выказываем собственное невежество. Рыб гораздо труднее изучать в дикой природе, чем наземных животных, так что наше невежество в их отношении по-прежнему остается глубоким, но одно известно точно: им вовсе не свойственно плавать случайным и бесцельным образом и в их навигационном инструментарии активно используются разного рода ориентиры.

В распоряжении рыб имеются самые разнообразные чувства, некоторые из которых нам совершенно не знакомы. У них есть органы боковой линии — их основу составляют чувствительные к давлению бугорки, которые расположены под кожей в проходящих вдоль тела продольных каналах, соединенных с внешней средой порами, — обладающие поразительной чувствительностью к малейшим движениям окружающей их воды. Именно эти органы обеспечивают косяку рыб поразительную способность к синхронному изменению направления.

Живущая в Мексике слепая пещерная рыба^[40] узнает о присутствии и расположении окружающих ее предметов при помощи волн давления, которые порождает ее собственное движение в воде. Когда она плывет в темноте, органы боковой линии регистрируют характерные отражения, которые производят эти предметы, и рыба может научиться перемещаться по маршрутам, отмеченным этими жидкостными «ориентирами»^[41].

Другие рыбы, в том числе, например, индийская рыба-ползун^[42], используют визуальные ориентиры. Этот вид живет либо в прудах, либо в быстрых ручьях. Исследователи взяли рыб из этих двух очень разных сред обитания и научили их находить вознаграждение, пробираясь через последовательность узких проходов, установленных в их аквариумах. Сначала рыбы, живущие в текучей воде, показывали гораздо лучшие результаты, чем их собратья из стоячей воды, но, когда у каждого проема поставили по маленькому растению, ситуация сменилась на противоположную: теперь в соревновании побеждали обитатели прудов.

По-видимому, рыбы, живущие в быстро движущейся воде, не обращают особого внимания на растения и тому подобные непостоянные объекты, потому что течение перемещает их слишком быстро, чтобы их можно было использовать в качестве ориентиров. Прудовые же рыбы, напротив, могут рассчитывать, что предметы в большинстве своем остаются на одном и том же месте, и поэтому научились обращать на них более пристальное внимание^[43].

Несколько разных видов рыб, в том числе угри и акулы, чувствительны к электрическим полям и используют электрические ориентиры. У слабоэлектрических рыб^[44], например, есть специальный орган, позволяющий им замечать изменения электрического поля, существующего в окружающей их воде. Одна из таких рыб, живущая на дне африканских озер, ведет ночной образ жизни^[45] и, подобно индийской рыбе-ползуну, способна находить отмеченные ориентирами проемы в препятствиях, используя этот метод. Но у нее есть одно радикальное отличие: она делает это в полной темноте^[46].

Даже насекомые иногда используют для обнаружения предметов информацию, передаваемую электрическими сигналами.

Когда мы снимаем с упаковки пластиковую пленку, она часто прилипает к рукам и не хочет от них отцепляться. При прикосновении к металлической поверхности, особенно если до этого пройти по ковру из синтетических волокон, можно почувствовать легкий электрический разряд. Эти любопытные явления вызваны накоплением статического электричества, и они, как ни странно, играют важную роль в существенном с точки зрения экологии процессе опыления цветов пчелами.

Шмели могут чувствовать статическое электрическое поле, окружающее цветки, и способны даже различать разные цветы по конфигурации электрического поля, которое они создают. Пчелы улавливают эти слабые сигналы при помощи чувствительных волосков, которые отклоняются электрическими полями, окружающими цветы. С помощью этой информации они отличают цветы, дающие много нектара, от цветов менее питательных^[47].

Североамериканская ореховка

Птицы могут летать на большие расстояния, так что навигационные задачи, которые им приходится решать, бывают особенно трудными. Зато в их распоряжении прекрасное зрение, а также широкий ассортимент других навигационных приборов. Точно так же, как мы можем иногда использовать для прокладки маршрута GPS-навигатор, а иногда — обычную карту, птицы по мере надобности переходят с одного метода навигации на другой.

Выяснение роли разных механизмов, которые используют птицы, оказалось делом чрезвычайно сложным, и в этой области до сих пор остается много неясного. Это лишь один из примеров более масштабной проблемы, затрагивающей все направления науки о поведении. Истолкование результатов опытов на высших животных редко бывает очевидным. Взять хотя бы тесты на интеллектуальное развитие людей. Если ребенок показывает плохие результаты, обязательно ли это значит, что он недостаточно умен? Может быть, когда он выполнял задания, он беспокоился, отвлекался или даже скучал, — а может быть, сам тест плохо составлен.

Несмотря на эти затруднения, вполне ясно, что зрительное распознавание — это ключевая часть навигационных приборов, используемых птицами. Особенно замечательных высот в области использования визуальных ориентиров достигает одна конкретная птица.

Североамериканская ореховка^[48], или кедровка Кларка, принадлежащая к отличающемуся высоким интеллектом семейству врановых, живет в высоких горах западной части Северной Америки. Первым ее описал Уильям Кларк, спутник Мериуэдера Льюиса, человека, возглавившего в начале XIX века знаменитую наземную исследовательскую экспедицию от Сент-Луиса до Тихого океана и обратно и составившего карты тех мест, по которым она проходила.

Североамериканская ореховка переживает холодные горные зимы только благодаря запасам семян, которые она, как белка, делает в летние месяцы. Поскольку птица эта далеко не глупа, она не складывает все свои запасы в одном месте: это было бы слишком рискованно, так как другие животные (в том числе другие ореховки) с удовольствием украдут их, представься им такая возможность. Кроме того, если птица не сумеет найти свою собственную закладку, ей грозит голодная смерть.

Но масштабы и сложность работ ореховки по созданию тайных хранилищ пищевых запасов поистине поражают воображение. В каждом тайнике она прячет всего по нескольку зерен, причем тайники эти бывают разбросаны по территории площадью порядка 100 квадратных миль (около 260 квадратных километров). Некоторые из них могут быть закопаны на продуваемых ветрами склонах, другие — в густых лесах, третьи — на пустынных горных вершинах. Одна птица может спрятать более 30 000 зерен в 6000 отдельных закладках. Птицам необходимо помнить расположение этих тайников в течение многих месяцев. Хотя их память неидеальна, она все же производит сильное впечатление, и ее с лихвой хватает, чтобы обеспечить выживание ореховок в той суровой среде, в которой они существуют.

Поведение ореховки в процессе запасания корма иллюстрирует один важный общий принцип, особенно существенный в приложении к навигации: эволюция благоприятствует возникновению систем, не идеальных, а «достаточно хороших». Природа «отбирает» те характеристики, которые позволят организму прожить достаточно долго, чтобы произвести на свет себе подобных. Нет смысла создавать более сложные механизмы, если и более простой удовлетворяет этому основному требованию, тем более если усложнение можно получить только ценой значительного увеличения мозга. Мозг — очень жадный потребитель энергии, и для обеспечения его работы потребовалось бы гораздо большее количество пищи. Иметь мозг больший, чем необходимо, просто невыгодно.

Можно предположить, что в поразительном поведении ореховки какую-то роль играет обоняние, но, по-видимому, это не так. На самом деле птица замечает мелкие ориентиры, расположенные вокруг каждого из тайников, и запоминает геометрические взаимосвязи между ними^[49]. В дикой природе такими ориентирами могут служить камни или кусты, хотя в лабораторных опытах птицы ничего не имели и против использования объектов искусственных. Когда экспериментаторы скрытно передвигали ориентиры, сохраняя их взаимное расположение, птицы часто искали свою закладку в месте, обозначенном сдвинутыми предметами.

Кажется, однако, что система поиска тайников, которую используют эти птицы, еще сложнее. В одной недавней работе^[50] предполагается, что ореховки используют и более крупные и удаленные ориентиры. Их легче заметить на расстоянии, а размеры птиц делают их менее подверженными воздействию ветра и непогоды.

Пока что не вполне ясно, на что именно птицы обращают внимание в дикой природе, но они, вероятно, замечают выдающиеся элементы ландшафта, окружающего каждый тайник, — например, деревья или крупные валуны, — и, возможно, запоминают своего рода «панорамный снимок» местности. В этом случае поиск тайника состоит, вероятно, из двух стадий. Сначала птица распознает район закладки, применяя процесс своего рода сопоставления изображений с использованием крупных элементов ландшафта, а затем точно ориентируется по более мелким объектам, расположенным ближе к тайнику, чтобы определить его точное местоположение.

На протяжении тысячелетий люди использовали необычайную способность голубей к нахождению дороги домой для быстрой передачи сообщений, часто на очень большие расстояния. Военные использовали почтовых голубей по меньшей мере со времен Римской империи; сотни тысяч голубей использовались разными воюющими сторонами только во время Второй мировой войны. Некоторые из них получили медали за храбрость в благодарность за верную доставку сообщений под огнем.

Существует легенда, что в 1815 году банк Ротшильдов получил огромную прибыль благодаря известию об исходе битвы при Ватерлоо, полученному по голубиной почте раньше, чем об этом узнал рынок. История хорошая, но, по-видимому, не соответствующая историческим фактам. Однако Ротшильды действительно создали систему связи с использованием голубей, которая успешно работала уже к 1840-м годам^[51], за несколько лет до появления первых работоспособных систем электрического телеграфа.

Голуби активно использовались во время осады Парижа прусской армией в 1870–1871 годах. Птиц вывозили за пределы города на воздушных шарах, которые приземлялись там, где они уже не могли попасть в руки вражеской армии, окружавшей город. Птиц кормили и давали им отдохнуть, а затем они уже своим ходом возвращались в Париж с микрофотографическими посланиями для осажденных горожан.

Поскольку голубей легко выращивать и они (в отличие от большинства других птиц) готовы летать на большие расстояния в любое время, их давно используют для проверки различных теорий относительно навигационных способностей птиц. Появившиеся в последние годы электронные отслеживающие устройства — трекеры — позволили исследователям очень подробно изучать их поведение при возвращении домой. Что неудивительно, выяснилось, что большую помощь в навигации оказывают голубям ориентиры, хотя они также способны следовать по заученным «компасным» курсам^[52]. ...