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

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] Нико Тинберген в своей книге «Осы, птицы, люди» (М.: Мир, 1970) указывает, что, хотя работы и проводились под его руководством, исследования, продлившиеся семь летних сезонов, были выполнены его студентами: Бэрендсом и ван Роон (будущей госпожой Бэрендс). – Прим. ред. .

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] Кратко изложено в Gould, J. L., & Gould, C. G., Nature’s Compass: The Mystery of Animal Navigation (Princeton University Press, 2012). P. 173–176. .

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] Warrant, E.J., Kelber, A., Gislén, A., Greiner, B., Ribi, W., & Wcislo, W.T. (2004). ‘Nocturnal vision and landmark orientation in a tropical halictid bee’, Current Biology, 14 (15). P. 1309–1318. – 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] Warrant, E. J. (2008). ‘Seeing in the dark: vision and visual behaviour in nocturnal bees and wasps’, Journal of Experimental Biology, 211 (11). P. 1737–1746. . Это явно доказывает, что процесс нахождения обратной дороги основывается не на обонянии.