Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Вскоре Уоррент и его коллеги показали, что в сложных глазах катающего шарики скарабея имеется зона дорсального края для восприятия поляризованного света, в точности как у муравья-бегунка. Затем они с Мари Дакке стали исследовать, как именно жуки используют эту структуру в навигации. Между навозными жуками явно существует острая конкуренция, поэтому, чтобы побыстрее скрыться с добычей, жук должен катить свой шарик от навозной кучи по как можно более прямой линии. В противном случае он рискует ввязаться в потасовку с другими жуками, которые могут отобрать у него драгоценный груз. Перед тем как отправиться в путь, жук-навозник забирается на свой только что слепленный шарик и, кружась, исполняет на нем любопытный танец, внимательно изучая при этом небо над головой [168] Baird, E., Byrne, M. J., Smolka, J., Warrant, E. J., & Dacke, M. (2012). ‘The dung beetle dance: an orientation behaviour?’, PLoS One, 7 (1), e30211. .

Многие насекомые ведут ночной образ жизни, но, хотя их сложные фасеточные глаза чрезвычайно чувствительны при слабом освещении, они обеспечивают гораздо менее острое зрение, чем глаза птиц или даже человека. Поэтому насекомые намного лучше нас видят в темноте, но картина мира, которую они видят, гораздо сильнее размыта, чем наша. Вряд ли навозный жук способен различать много отдельных звезд, за исключением, может быть, самых ярких из них.

Логичнее всего предположить, что он использует самый яркий источник света, имеющийся в ночном небе, — луну. Поскольку экспедиции навозника занимают лишь короткое время, ему даже не нужно учитывать изменения положения луны. Однако луна — проводник ненадежный. Поскольку ее фазы постоянно изменяются, количество солнечного света, который она отражает, чрезвычайно сильно колеблется; кроме того, она восходит и заходит каждый день в разное время. Хуже того, в каждом (лунном) месяце есть несколько ночей, когда «молодая» луна находится в небе так близко к солнцу, что ее вовсе не видно. Интенсивность же лунного света, даже в полнолуние, гораздо меньше солнечного, хотя их спектральный состав приблизительно одинаков. В него входит и ультрафиолетовый свет: теоретически можно даже «загореть на луне», но это займет очень долгое время.

Навозный жук хорошо умеет справляться с непостоянством луны. Прежде всего, он ориентируется не столько по самому лунному диску, сколько по поляризационным узорам (Е-векторам) лунного света, точно так же, как пчелы и муравьи-бегунки используют в дневное время поляризованный свет солнца [169] Dacke, M., Nilsson, D. E., Scholtz, C. H., Byrne, M., & Warrant, E. J. (2003). ‘Animal behaviour: insect orientation to polarized moonlight’, Nature, 424 (6944). P. 33. .

Ночи с беспросветной облачностью в той части Южной Африки, где проводили свои эксперименты Уоррент и Дакке, случаются нечасто. Но все же что делать жуку, когда луны нет?

Открытие у жуков способности держать курс по поляризованному лунному свету наделало много шума; статья, описывающая эту работу, даже удостоилась публикации в Nature, одном из самых авторитетных научных журналов. Однако несколько лет спустя Уорренту и Дакке пришлось пережить сильное потрясение. Одной кристально ясной ночью они разбили лагерь на краю пустыни Калахари. Бархатисто-черное небо было усеяно звездами; они ждали восхода луны, чтобы начать новый эксперимент.

Уоррент рассказал мне, что случилось потом:

У нас был навоз для приманки жуков, и жуки прилетали. Затем они начали лепить свои шарики и — мерзавцы этакие! — катать их по идеально прямым линиям безо всякого поляризованного света… Мы оба очень сильно занервничали, потому что внезапно осознали, что́ нас ждет — «Опровержение в Nature! Опровержение в Nature!».

Когда ученым приходится отзывать свою статью, напечатанную в научном журнале, потому что оказалось, что ее содержание не соответствует истине, это всегда весьма унизительно, но хуже опровержения в одном из самых главных журналов, таких как Nature, не бывает почти ничего. «Тут было выпито некоторое количество напитков», — сообщает Уоррент, но в конце концов им пришла в голову спасительная мысль:

Минуточку! через все небо проходит огромная светящаяся полоса! Млечный Путь. Может быть, они используют его — могут ли они использовать его? Ничего другого, что они могли бы использовать, тут просто нет.

Чтобы проверить свою новую идею, Уоррент и Дакке сначала закрепили на жуках маленькие картонные колпачки, которые не позволяли им видеть небо. В таком виде жукам оказалось гораздо труднее удерживать прямой курс, чем без препятствий, мешающих обзору. Когда вместо картонных на жуков надели колпачки из прозрачного пластика, все их способности в полной мере восстановились, из чего следует, что им мешало не само присутствие колпачка. На следующем этапе жуков исследовали на круглой арене, обнесенной высоким барьером, который не позволял жукам видеть какие бы то ни было окрестные наземные ориентиры. Кроме того, исследователи убрали установленную сверху видеокамеру, которая регистрировала перемещения жуков, — на случай, если она тоже давала им какую-либо ориентирующую информацию.

Каждого жука с шариком навоза помещали в центр арены и измеряли время, за которое он доберется до ее края, который был обозначен кольцевым желобом. Шорох, который производили жуки, скатываясь в желоб, позволял экспериментаторам отметить момент их прибытия на край арены, а по времени, прошедшему с начала движения, можно было оценить, насколько прямым был маршрут. В этих условиях исследователи смогли продемонстрировать, что для сохранения прямого курса жукам действительно требуется звездное небо, хотя при наличии луны их результаты становились еще лучше. В то же время, когда небо было затянуто облачностью, они теряли ориентацию.

Затем исследователи установили арену с жуками в планетарии. В одном опыте животные могли видеть все звездное небо, включая длинную светящуюся полосу, изображавшую Млечный Путь, но без луны. В другом им был виден только Млечный Путь. Когда жуки видели все звездное небо вместе с Млечным Путем, они катили свои шарики немногим хуже, чем когда они видели луну. Когда им показывали только Млечный Путь, результаты оставались почти такими же хорошими. Зато когда многострадальным жукам показали небо с 4000 неярких звезд, но без Млечного Пути, их результаты существенно ухудшились, а когда на небе остались только 18 путеводных звезд, они стали и еще хуже [170] Dacke, M., Baird, E., Byrne, M., Scholtz, C. H., & Warrant, E. J. (2013). ‘Dung beetles use the Milky Way for orientation’, Current Biology, 23 (4). P. 298–300. .

Таким образом, жуки, по-видимому, не использовали отдельных путеводных звезд. «Этот результат, — писала Дакке, — представляет собой первую убедительную демонстрацию использования звездного неба для ориентации у насекомых и первый документально подтвержденный случай использования для ориентации Млечного Пути в животном царстве».