Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Хотя теперь стало ясно, что на этом первом этапе жизни новорожденные черепахи не нуждаются в магнитном компасе, Ломанн и его коллеги по-прежнему были уверены, что магнетизм должен играть важную роль в навигации черепах.

Поэтому затем он попытался установить, реагируют ли логгерхеды, временно заключенные в искусственную арену, на изменения магнитного поля. Сначала для этого использовались самодельные арены, переделанные из старых спутниковых тарелок и детских надувных бассейнов. Но, прежде чем начать какие бы то ни было эксперименты, нужно было разработать особую упряжь, которая позволяла бы черепашатам свободно плавать, будучи подвешенными к штанге, проходящей над ареной, а также электронную систему, которая отслеживала бы направление их движения.

Эта работа, как признает Ломанн, была «очень, очень нудной», и одна из главных проблем, с которыми вскоре столкнулись исследователи, заключалась в том, что в полной темноте черепашата упорно отказывались плыть в каком бы то ни было согласованном направлении. В этом не было ничего удивительного, так как на арене отсутствовали обычные для моря ветровые волны, но обнаружилось, что черепашата обладают «тончайшей чувствительностью» к изменениям интенсивности света. Более того, их тенденция к ориентации на любой источник света была настолько сильной, что подавляла любую другую реакцию.

Перед Ломанном возникла по-настоящему трудная проблема: когда он работал в темноте, животные плыли в любых произвольных направлениях, но стоило ему показать им хоть какой-нибудь свет, как они упорно устремлялись к нему, не обращая никакого внимания на любые другие ориентиры. Как же в таких условиях измерить воздействие изменений магнитного поля? Ему необходимо было каким-то образом обойти это препятствие.

Северные морские слоны [392] Mirounga angustirostris. — не менее поразительные океанские путешественники, чем горбатые киты [393] Stewart, B. S., & DeLong, R. L. (1995). ‘Double migrations of the northern elephant seal, Mirounga angustirostris’, Journal of Mammalogy, 76 (1). P. 196–205. . Эти огромные животные ежегодно совершают переходы туда и обратно между своими лежбищами на островах Чаннел у побережья Калифорнии и — если речь идет о самках — Алеутскими островами. Самцы по каким-то причинам держатся от них особняком и отправляются к заливу Аляска. В течение года самки проплывают не менее 18 000 километров, а самцы — по меньшей мере 21 000 километров, причем их океанские маршруты оказываются на удивление прямыми. Их методы навигации не менее загадочны, чем у китов.

Но дальняя миграция свойственна не только крупным морским млекопитающим. Отслеживание передвижений белых акул [394] Carcharodon carcharias. показало, что они пересекают весь Южный океан от Южной Африки до Австралии и обратно [395] Bonfil, R., Meÿer, M., Scholl, M. C., Johnson, R., O’Brien, S., Oosthuizen, H., … & Paterson, M. (2005). ‘Transoceanic migration, spatial dynamics, and population linkages of white sharks’, Science, 310 (5745). P. 100–103. . Некоторые виды акул чувствительны к магнитным полям [396] Anderson, J. M., Clegg, T. M., Véras, L. V., & Holland, K. N. (2017). ‘Insight into shark magnetic field perception from empirical observations’, Scientific Reports, 7 (1). P. 11042. , так что нельзя сбрасывать со счетов возможность, что они могут — по меньшей мере частично — полагаться при навигации на дальние расстояния на магнитную информацию. Но кроме того, они чрезвычайно чувствительны к ольфакторным сигналам, так что этот механизм также может играть свою роль.

Недавний анализ [397] Horton, T. W., Hauser, N., Zerbini, A. N., Francis, M. P., Domeier, M. L., Andriolo, A., … & Holdaway, R. N. (2017). ‘Route Fidelity During Marine Megafauna Migration’, Frontiers in Marine Science, 4. P. 422. данных слежения за горбатыми китами, морскими слонами и белыми акулами позволяет предположить, что в их навигационных системах даже может использоваться гравитация. Величина силы тяжести неодинакова в разных точках земной поверхности, особенно при перемещении с севера на юг. Поэтому вес животного, а следовательно, и его плавучесть должны изменяться по мере его движения. По-видимому, для того чтобы горбатый кит обычных размеров, не прилагая усилий, держался на плаву, его плавучесть в тропических областях должна быть приблизительно на 90 килограммов меньше по сравнению с плавучестью в высоких широтах. Если эти животные способны чувствовать такие изменения, они теоретически могли бы извлекать из них географическую информацию — хотя при этом необходимо учитывать и соленость воды, поскольку она также влияет на плавучесть животного.

Кен Ломанн не только решил проблему с черепашатами-логгерхедами, но и обратил их стремление к свету себе на пользу. Он держал арену в полной темноте, а затем показывал плывущим черепашатам свет, светивший с востока. Убедившись, что они последовательно плывут в эту сторону, он выключал свет и, не изменяя естественного магнитного поля, наблюдал за их поведением.

Юные черепахи упорно продолжали плыть на восток, но, когда Ломанн изменил направление магнитного поля на противоположное, черепашата развернулись и поплыли на запад. Из этого он сделал вполне разумный вывод, что изменение ориентации животных на 180 градусов, вероятно, было вызвано изменением магнитного поля. Если он был прав в своем предположении, это означало, что у черепах-логгерхедов действительно есть магнитный компас. С тех пор Ломанн и его коллеги продолжают применять в своих исследованиях черепашат эту же процедуру с некоторыми вариациями [398] Ссылку на описание системы магнитных обмоток можно найти по адресу http://www.unc.edu/depts/oceanweb/turtles/. .

Азимут источника света, по-видимому, не имеет большого значения. Насколько мне известно, на начальных этапах исследований Ломанн с коллегами пробовали включать свет на западе и обнаружили, что после его выключения черепахи продолжают плыть на запад, то есть не в ту сторону, в которую черепашата обычно направляются от восточного побережья Флориды. Когда свет выключали, обращение магнитного поля побуждало их развернуться и плыть в противоположном направлении, так же как в случае, когда им показывали свет на востоке.

Однако не вполне очевидно, как эти эксперименты соотносятся с поведением черепашат в природных условиях. Когда я спросил об этом Ломанна, он предложил следующее объяснение.

Выбравшись из гнезда, черепашата идут на свет, и, если им повезет, это приводит их к кромке воды. Попав в море, они направляются под прямым углом к набегающим волнам, которые всегда параллельны берегу; но, когда они заплывают на глубину, волны перестают быть надежным ориентиром, так как их направление в основном определяется ветром. На этом этапе черепашата переключаются на магнитный компас, при помощи которого они и сохраняют направление от берега: «Возможно, опыта сохранения прямого курса — какие бы ориентиры они ни использовали — оказывается достаточно, чтобы позволить им перейти на использование магнитного компаса».