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

Северный субтропический антициклонический круговорот вод Атлантического океана. Только что вылупившиеся черепашата из Флориды, «виртуально» перемещенные в разные точки Атлантического бассейна (A, B и C), плыли в направлениях (обозначенных широкими стрелками), которые позволили им оставаться в круговороте

Черепашата, отправленные к Пуэрто-Рико, в основном направлялись на северо-восток, а перемещенные к островам Зеленого Мыса – на юго-запад. Такая реакция и в этих случаях помогла бы черепахам остаться в круговороте. Маловероятно, чтобы в такой ситуации черепахи ориентировались только по одному параметру, будь то наклонение или напряженность, потому что ни один из них сильно не изменяется при перемещении через Атлантический бассейн с востока на запад, хотя при перемещении с севера на юг они изменяются весьма значительно. Но черепашата смогли бы отличить Зеленый Мыс от Пуэрто-Рико, если бы они одновременно отслеживали напряженность и наклонение.

Как полагают Ломанн и его коллеги, эти результаты говорят о том, что черепашата появляются на свет с врожденной чувствительностью к характеристическим сигнатурам магнитного поля Земли вокруг круговорота, определенной конкретными комбинациями напряженности магнитного поля и магнитного наклонения. Эти сигнатуры служат своего рода «маркерами для навигации в открытом море», которые вызывают генетически запрограммированную автоматическую реакцию, и она заставляет черепах плыть в том направлении, которое позволяет им оставаться в круговороте. Как и в случае лососей из реки Фрейзер, которыми занимался Путмен, этой системе не нужна высокая точность: черепахам достаточно приблизительно определять, где они находятся.

По некоторым особенно громким заголовкам, появившимся в связи с работой Ломанна, можно было бы решить, будто бы нам теперь достоверно известно, что у черепах есть свой собственный биологический аналог GPS. Но сам Ломанн не считает, что черепахи «на самом деле знают, где они находятся». Мне он сказал, подбирая слова с типичной для него тщательностью, следующее: «Черепахи явно способны отличать разные магнитные поля, встречающиеся по пути, и реагировать на них соответствующим образом».

Из этого следует, что они используют навигацию по карте и компасу лишь в очень ограниченном смысле, но сама идея о том, что новорожденные черепашата могут использовать магнитные поля, хотя бы и в таких узких пределах, все равно поражает воображение.

Как могла появиться такая система? На этот вопрос никто не может ответить с уверенностью. Черепахи и их родственники существуют уже сто миллионов лет, а то и дольше: когда-то они дышали одним воздухом с динозаврами. Поэтому у них была масса времени на волшебные превращения под влиянием естественного отбора, а он, по-видимому, благоприятствовал выживанию животных, у которых были гены, позволявшие им идентифицировать ключевые развилки на миграционном маршруте. И тот факт, что не все черепахи проявляют в точности одинаковую реакцию, вполне логичен с эволюционной точки зрения. Отклонения в поведении, наблюдаемые у некоторых из животных, могут обеспечить выживание вида при крупных изменениях магнитного поля Земли, например в случае геомагнитной инверсии (см. главу 14).

Генетические исследования подтвердили, что самки черепах действительно возвращаются откладывать яйца в те же районы (если не в точно те же места), где началась их собственная жизнь. Наличие магнитной навигационной системы могло бы объяснить, как им это удается, и имеются некоторые данные, позволяющие предположить, что ключевым фактором в этом процессе являются именно магнитные характеристики гнездового пляжа [409] Putman, N. F., & Lohmann, K. J. (2008). ‘Compatibility of magnetic imprinting and secular variation’, Current Biology, 18 (14), R 596–R 597. .

Роджер Бразерс исследует теорию о том, что у черепашат – либо еще в яйце, либо сразу по вылуплении – происходит импринтинг уникальной геомагнитной сигнатуры окрестностей гнезда и эта запечатленная в их памяти информация позволяет им находить обратную дорогу к тому же пляжу годы спустя.

Взяв за образец работу Путмена с лососем, Бразерс проанализировал записи о расположении гнезд логгерхеда во Флориде за 19 лет. В этих местах, как и в Британской Колумбии, вековые вариации геомагнитного поля приводят к тому, что магнитная сигнатура каждой конкретной точки (определенная как сочетание наклонения и напряженности) постепенно смещается вдоль берега.

Если гипотеза импринтинга справедлива, тогда каждая черепаха должна возвращаться в место, слегка отличающееся от того, в котором она родилась. Это, в свою очередь, должно привести к предсказуемым изменениям в общем распределении гнезд. Поэтому Бразерс сравнивал плотность расположения гнезд через двухлетние интервалы (такова длительность типичного перерыва между периодами откладывания яиц у каждой самки), внося поправки на колебания суммарного количества гнезд.

Как он обнаружил, плотность расположения гнезд значительно возрастала в тех местах, в которых магнитные сигнатуры сближались друг с другом под воздействием вековых вариаций, и уменьшалась там, где эти сигнатуры удалялись друг от друга [410] Brothers, J. R., & Lohmann, K. J. (2015). ‘Evidence for geomagnetic imprinting and magnetic navigation in the natal homing of sea turtles’, Current Biology, 25 (3). P. 392–396. . Хитроумное использование исторических данных по гнездованию, предложенное Бразерсом, придает убедительности теории о том, что способность черепах находить обратную дорогу основана на импринтинге магнитной информации.

Впоследствии Бразерс и Ломанн показали, что изменения геомагнитного поля коррелируют с генетическими различиями популяций черепах, гнездовья которых находятся на разных пляжах. Таким образом было получено первое генетическое подтверждение существования импринтинга параметров геомагнитного поля и его роли в формировании структуры популяций черепах [411] Brothers, J. R., & Lohmann, K. J. (2018). ‘Evidence that Magnetic Navigation and Geomagnetic Imprinting Shape Spatial Genetic Variation in Sea Turtles’, Current Biology, 28 (8). P. 1325–1329. .

Ни один из экспериментов, о которых мы говорили, не дает прямых доказательств того, что черепахи в дикой природе действительно прокладывают свои маршруты по геомагнитным ориентирам. Чтобы установить вне всякого сомнения, что молодые черепахи, путешествующие по круговому маршруту с северным субтропическим антициклоническим круговоротом Атлантического океана, действительно реагируют на геомагнитные «указатели», нужно было бы найти способ изменить магнитное поле, окружающее их, когда они плывут в открытом океане. А чтобы достоверно узнать, происходит ли у самок черепах импринтинг места их рождения, нужно было бы изменить магнитное поле, окружающее черепаху в момент ее вылупления, а затем следить за нею – возможно, в течение лет пятнадцати, если не больше, – чтобы выяснить, какое место она в конце концов выберет для откладывания своих яиц.