Дэвид Барри - Супернавигаторы [О чудесах навигации в животном мире] [litres]

Система магнитных обмоток позволяет изменять по отдельности напряженность магнитного поля и его наклонение. На следующей стадии Ломанн начал исследовать принципы работы компаса черепашат, и в частности те роли, которые могут играть в ней напряженность и наклонение. Сперва он повторил тот же ориентационный эксперимент, но на этот раз после выключения света на востоке он попробовал изменить только наклонение поля, увеличив его на три градуса по сравнению со значением, измеренным на пляже.

Он ожидал, что черепахи либо направятся, как обычно, на восток, либо полностью запутаются и тогда их ориентация станет случайной. Вместо этого черепахи решительно развернулись на юг [399] Lohmann, K. J., & Lohmann, C. M. (1994). ‘Detection of magnetic inclination angle by sea turtles: a possible mechanism for determining latitude’, Journal of Experimental Biology, 194 (1). P. 23–32. . Такое поведение было совершенно непонятным.

Некоторое время мы рвали на себе волосы, пытаясь понять, что не так с нашей установкой. Мы предполагали, что где-то образовалась щель, через которую проникает свет, или сломалось что-то еще. Мы пробовали снова и снова и никак не могли избавиться от этого сдвига.

Но однажды вечером Ломанн и его сотрудники внимательно посмотрели на магнитную карту Флориды и заметили нечто важное. Они увидели, что измененное магнитное поле, которым они воздействовали на черепашат, на самом деле соответствовало естественному полю, существующему чуть севернее по берегу. Внезапно все стало ясно.

Ух ты! Может быть, с экспериментом все было в порядке. Может быть, они действительно использовали угол наклонения для определения широты… До этого момента мы даже не думали о каких-либо этапах миграции, кроме перехода от берега до Гольфстрима. До тех пор считалось неоспоримой истиной, что черепахи просто доплывают до Гольфстрима, входят в течение, а потом пассивно дрейфуют вместе с ним. В то время никто даже не знал точно, как они возвращаются домой.

Впоследствии Ломанн показал, что уже выросшие, но еще молодые черепахи, у которых создают впечатление перемещения к северу от их пастбищ, также направляются на юг, а перемещенные на юг плывут на север. Из этого следует, что они, как и недавно вылупившиеся черепашата, также могут использовать магнитное наклонение для определения широты [400] Lohmann, K. J., Lohmann, C. M. F., Ehrhart, L. M., Bagley, D. A. and Swing, T. (2004). ‘Geomagnetic map used in sea-turtle navigation’, Nature, 428. P. 909, 910. .

Когда черепашата-логгерхеды попадают в мощное течение Гольфстрим, идущее на север, их уносит в открытый океан, и в течение нескольких лет, за которые они – если повезет – растут и процветают, они плавают по течениям, образующим северный субтропический антициклонический круговорот [401] Система Гольфстрима вместе с Северо-Атлантическим течением образует соответственно западную и северную периферии; холодное Канарское течение – восточную, а теплые Северные пассатные течения – южную периферии северного антициклонического круговорота. (См.: АТЛАНТИЧЕСКИЙ ОКЕАН // Географический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1989. С. 44.) – Прим. ред. вод Атлантического океана. Если они остаются внутри его, эта огромная масса воды, циркулирующая по океанскому бассейну по часовой стрелке, в конце концов снова приносит уже ставших подростками черепашат совсем близко к их пастбищам у побережья Флориды.

Но, если они не плывут в приблизительно верном направлении, они сильно рискуют остаться вне круговорота, что, вероятно, будет иметь фатальные последствия. Компьютерная модель движения «виртуальных частиц» внутри круговорота под воздействием одних только течений, а также сравнение маршрутов буев и настоящих живых черепах показывает, что молодым черепахам ни в коем случае нельзя пассивно дрейфовать [402] Putman, N. F., & Mansfield, K. L. (2015). ‘Direct evidence of swimming demonstrates active dispersal in the sea turtle “lost years”’, Current Biology, 25 (9). P. 1221–1227. . Как же они узнают, в какую сторону следует плыть, чтобы оставаться в круговороте?

Обнаружив, что черепашата способны использовать наклонение для выявления перемещения с севера на юг, Ломанн начал исследовать, как могут повлиять на их поведение изменения напряженности магнитного поля. На этот раз результаты получились еще более удивительными. Оказавшись в магнитном поле, напряженность которого была похожа на существующую у берегов Северной Каролины, черепашата в основном плыли в восточном направлении, а когда сигнатура поля совпадала с имеющейся на противоположном конце Атлантики – у побережья Португалии, – они направлялись на запад. Другими словами, в этих двух точках юные черепахи, по-видимому, могли установить направление, которое надежно обеспечивало им попадание на конвейер круговорота, по одной лишь напряженности магнитного поля [403] Lohmann, K. J., & Lohmann, C. M. (1996). ‘Detection of magnetic field intensity by sea turtles’, Nature, 380 (6569). P. 59. .

Затем Ломанн стал одновременно изменять наклонение и напряженность, имитируя состояния магнитного поля, которые должны встречаться черепашатам на разных этапах их путешествия вокруг океанского бассейна. Пока черепашат «отправляли» в точки, расположенные почти по краям круговорота, они, как правило, плыли именно в том направлении, которое увеличивало вероятность их выживания, причем выбранное ими направление сильно менялось в зависимости от того места, в котором они оказывались в результате виртуального перемещения [404] При «перемещении» далеко за пределы круговорота черепашата теряли ориентацию: Fuxjager, M. J., Eastwood, B. S., & Lohmann, K. J. (2011). ‘Orientation of hatchling loggerhead sea turtles to regional magnetic fields along a transoceanic migratory pathway’, Journal of Experimental Biology, 214 (15). P. 2504–2508. .

Так, в точках, расположенных у побережья Португалии, они в основном направлялись на юг, а попав к южной части круговорота, как правило, плыли в северо-западном направлении [405] Lohmann, K. J., Cain, S. D., Dodge, S. A., & Lohmann, C. M. (2001). ‘Regional magnetic fields as navigational markers for sea turtles’, Science, 294 (5541). P. 364–366. . В данных было весьма много «шума» – другими словами, далеко не все животные послушно плыли в одном и том же направлении. На это никто и не рассчитывал, и в позднейшем эксперименте заметные закономерности ориентации проявлялись лишь на некоторых участках круговорота [406] Putman, N. F., Verley, P., Endres, C. S., & Lohmann, K. J. (2015). ‘Magnetic navigation behavior and the oceanic ecology of young loggerhead sea turtles’, Journal of Experimental Biology, 218 (7). P. 1044–1050. , но это не отменяет справедливости общего вывода [407] Сводное описание этих работ приведено в Lohmann, K. J., Putman, N. F., & Lohmann, C. M. (2012). ‘The magnetic map of hatchling loggerhead sea turtles’, Current Opinion in Neurobiology, 22 (2). P. 336–342. .

Натан Путмен (один из бывших учеников Ломанна, о работе которого с лососями мы уже говорили) показал, что черепашата, возможно, способны отличать два удаленных друг от друга на большое расстояние места, отличающиеся только широтой [408] Putman, N. F., Endres, C. S., Lohmann, C. M., & Lohmann, K. J. (2011). ‘Longitude perception and bicoordinate magnetic maps in sea turtles’, Current Biology, 21 (6). P. 463–466. . Он виртуально перемещал совсем маленьких черепах в точки океана, расположенные либо вблизи Пуэрто-Рико (20° северной широты, 65,5° западной долготы), либо вблизи островов Зеленого Мыса (20° северной широты, 30,5° западной долготы).