Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

По мере публикации результатов все новых и новых исследований становится все яснее, что органы чувств, работающие в качестве магнитного компаса, — далеко не редкость [284] Wiltschko, W., & Wiltschko, R. (2005). ‘Magnetic orientation and magnetoreception in birds and other animals’, Journal of Comparative Physiology A, 191 (8). P. 675–693. . Помимо птиц и рифовых рыб [285] Bottesch, M., Gerlach, G., Halbach, M., Bally, A., Kingsford, M. J., & Mouritsen, H. (2016). ‘A magnetic compass that might help coral reef fish larvae return to their natal reef’, Current Biology, 26 (24), R 1266–R 1267. магнитные компасы, по-видимому, также есть у самых разнообразных беспозвоночных, в том числе, например, дрозофил [286] Phillips, J. B., & Sayeed, O. (1993). ‘Wavelength-dependent effects of light on magnetic compass orientation in Drosophila melanogaster’, Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology, 172 (3). P. 303–308. и жуков [287] Vácha, M., Drštková, D., & Pu˚ žová, T. (2008). ‘Tenebrio beetles use magnetic inclination compass’, Naturwissenschaften, 95 (8). P. 761–765. .

Горбатые киты [288] Megaptera novaeangliae. совершают дальние переходы от мест летней кормежки в холодных, но богатых пищей водах вокруг Антарктиды до теплых тропических вод центральных частей Тихого и Атлантического океанов, где самки производят на свет детенышей. Дальность таких путешествий может превышать 8000 километров [289] Rasmussen, K., Palacios, D. M., Calambokidis, J., Saborío, M. T., Dalla Rosa, L., Secchi, E. R., … & Stone, G. S. (2007). ‘Southern Hemisphere humpback whales wintering off Central America: insights from water temperature into the longest mammalian migration’, Biology Letters, 3 (3). P. 302–305. .

Еще поразительнее точность их навигации. В проведенном недавно исследовании со слежением [290] Horton, T. W., Holdaway, R. N., Zerbini, A. N., Hauser, N., Garrigue, C., Andriolo, A., & Clapham, P. J. (2011). ‘Straight as an arrow: humpback whales swim constant course tracks during long-distance migration’, Biology Letters, rsbl20110279. горбатые киты пересекали Тихий океан и Южную Атлантику, следуя прямым как стрела курсом, часто по нескольку суток подряд. Они явно могли вносить поправки на воздействие поперечных течений и, в одном случае, пересекавшего их путь тропического циклона, который должен быть неприятным событием даже для крупного кита. Такие достижения впечатляют, хотя никто не знает, какие ориентиры используют киты, а проводить с ними какие-либо эксперименты кроме отслеживания очень трудно, как по практическим, так и по этическим соображениям.

Возможно, киты используют магнитные ориентиры, и некоторые исследователи считают тот факт, что они выбрасываются на берег — иногда даже сотнями, — свидетельством их чувствительности к магнитным полям. Ученые давно бьются над загадкой таких «массовых выбрасываний», которые часто приводят к гибели участвующих в них особей.

Предлагалось множество возможных объяснений этого явления, в том числе возмущающее воздействие громких подводных шумов, порожденных деятельностью человека [291] Bailey, H., Senior, B., Simmons, D., Rusin, J., Picken, G., & Thompson, P. M. (2010). ‘Assessing underwater noise levels during pile-driving at an offshore windfarm and its potential effects on marine mammals’, Marine Pollution Bulletin, 60 (6). P. 888–897. . Однако на Восточном побережье США киты, по-видимому, в основном выбрасываются на берег в местах с относительно низкой напряженностью магнитного поля, так что возможно, что в их навигационной системе играют какую-то роль градиенты напряженности [292] Kirschvink, J. L., Dizon, A. E., & Westphal, J. A. (1986). ‘Evidence from strandings for geomagnetic sensitivity in cetaceans’, Journal of Experimental Biology, 120 (1). P. 1–24; Kirschvink, J. L., ‘Geomagnetic sensitivity in cetaceans: an update with live stranding records in the United States’, in Sensory Abilities of Cetaceans (Springer, Boston, MA, 1990). P. 639–649. . Следуя аналогичной логике, другие ученые предположили, что недавние выбрасывания кашалотов в южной части Северного моря могли быть вызваны мощной солнечной бурей, которая вызвала возмущения в магнитном поле Земли [293] Vanselow, K. H., Jacobsen, S., Hall, C., & Garthe, S. (2017). ‘Solar storms may trigger sperm whale strandings: explanation approaches for multiple strandings in the North Sea in 2016’, International Journal of Astrobiology. P. 1–9. .

Существует, однако, и множество других объяснений. Возможно, киты используют для сохранения курса солнце, луну или даже звезды: они весьма часто высовывают голову из воды, как будто оглядываясь (по-английски такое поведение называют словом «spy-hopping» [294] От англ. слов spy (подглядывать) и hopping (скачки́). ). Также имеются данные, что они любят посещать так называемые подводные горы, и не исключено, что эти элементы рельефа могут служить им навигационными ориентирами [295] Garrigue C, Clapham, P. J., Geyer, Y., Kennedy, A. S., Zerbini, A. N. (2015). ‘Satellite tracking reveals novel migratory patterns and the importance of seamounts for endangered South Pacific humpback whales’, Royal Society Open Science, 2, 150489: http://dx.doi.org/10.1098/rsos.150489. . Кроме того, могут играть свою роль терпеливое слушание, эхолокация, обоняние и, возможно, даже чувствительность к гравитационным градиентам.

Вернемся, однако, к явлению, вдохновившему меня в детстве, — годовой миграции североамериканской данаиды монарха. Истинная природа этого необычайного феномена оставалась загадкой до сравнительно недавнего времени. Честь ее разрешения в значительной степени принадлежит одному человеку, упорному канадскому энтомологу Фредерику Эркарту (1911–2002) [296] Обзор начального этапа истории загадки о миграции монарха см.: Brower, L. (1996). ‘Monarch butterfly orientation: missing pieces of a magnificent puzzle’, Journal of Experimental Biology, 199 (1). P. 93–103. .

Эркарт с детства был без ума от мотыльков и бабочек, и монарх не мог не привлечь его внимания. Было хорошо известно, что эти насекомые исчезают в зимние месяцы, и даже имелись свидетельства того, что некоторые из них улетают на юг, но на какое именно расстояние они путешествуют, было неясно, а кроме того, нельзя было исключить, что некоторые из них впадают в зимнюю спячку (предположительно в хорошо замаскированных и защищенных местах).

Хотя Эркарт усердно искал впавших в спячку монархов, ему так и не удалось найти ни одного. Куда же они все улетали? Этот вопрос по-прежнему беспокоил его во время Великой депрессии 1930-х годов, когда он был старшекурсником в Университете Торонто, но продолжать эти поиски он мог только в свободное время — «с умелой и энергичной помощью» своей матери [297] Urquhart, F., The Monarch Butterfly (University of Toronto Press, 1960). P. viii. .

Во время Второй мировой войны, когда Эркарт работал метеорологом в разных частях Канады, ему удавалось изучать местные популяции монарха, но средства на серьезную исследовательскую программу он смог получить только в 1950 году. Теперь ему помогала жена Нора; вместе они начали работу над проектом, ставшим делом всей его жизни. Поскольку визуально следить за бабочками трудно — а на больших расстояниях и вовсе невозможно, — Эркарты решили попытаться метить их.

Эта задача тоже оказалась непростой, но они научились приклеивать к монархам маленькие бумажные этикетки, на каждой из которых был уникальный номер и просьба нашедшему бабочку сообщить об этом исследователям. Для выполнения этой процедуры нужно было, осторожно удерживая насекомое, соскрести маленький участок микроскопических чешуек, покрывающих его крылья, чтобы можно было надежно прикрепить клейкую этикетку. По-видимому, это не доставляло бабочкам особого беспокойства, хотя и требовало от человека, наклеивающего метки, немалой ловкости.