Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Если такая черепаха вернется в место, соответствующее тому искусственному магнитному полю, которое воздействовало на нее при рождении, мы получим надежное подтверждение существования импринтинга. Ломанн и его коллеги были бы счастливы, если бы могли поставить такие эксперименты, но трудности, с которыми они связаны, кажутся абсолютно непреодолимыми.

Хотя теперь совершенно ясно, что магнетизм играет ключевую роль в навигации черепах, а также что в ней может быть задействовано и обоняние [412] Endres, C. S., and Lohmann, K. J. (2013). ‘Detection of coastal mud odors by loggerhead sea turtles: a possible mechanism for sensing nearby land’, Marine Biology, 160 (11). P. 2951–2956. , вполне вероятно, что черепахи используют и другие ориентиры [413] Endres, C. S., Putman, N. F., Ernst, D. A., Kurth, J. A., Lohmann, C. M., & Lohmann, K. J. (2016). ‘Multi-modal homing in sea turtles: modeling dual use of geomagnetic and chemical cues in island-finding’, Frontiers in Behavioral Neuroscience, 10. P. 19. . Возможно, они — как жители тихоокеанских островов — могут удерживать прямой курс, ориентируясь по постоянному океанскому волнению. Возможно, они способны различать характерные конфигурации волн, возникающие вокруг океанских островов, или нацеливаться на эти острова по характерным запахам, или же слышать шум прибоя. У нас пока что нет ответов на эти вопросы [414] Lohmann, K. J., Lohmann, C. M., & Endres, C. S. (2008). ‘The sensory ecology of ocean navigation’, Journal of Experimental Biology, 211 (11). P. 1719–1728. .

Луски сравнивает навигацию черепах с процессом, который по-французски называется словом bricolage — когда что-нибудь изготавливают из любых попавшихся под руку случайных материалов. Он считает черепах оппортунистами, которые стараются пускать в дело любые обрывки информации, которые им попадаются. Возможно, они даже способны выбирать из разных источников информации, доступных им в каждый конкретный момент, те, из которых с большей вероятностью можно получить достоверные данные. Однако ясно одно: даже если у черепах нет магнитных карт, они интенсивно используют для ориентации магнитную информацию.

Лангусты так сильно отличаются от нас, что можно подумать, что они прилетели с другой планеты. Как и черепахи, они существуют очень давно: были найдены окаменелые останки их предка, жившего 110 миллионов лет назад. У лангуста десять длинных, тонких ног и две очень длинные антенны, растущие из головы. Большинство людей, скорее всего, и не знало бы об их подводном существовании, не будь они так вкусны. Эта неудачная характеристика привлекает к лангустам (как и к их родственникам с большими клешнями) [415] То есть омарам. внимание рыбаков, которые ловят их в больших количествах. Как ни странно, оказывается, что лангусты — одни из лучших навигаторов царства животных.

Лангуст выходит на поиски пищи по ночам и преодолевает весьма большие расстояния в поисках моллюсков и морских ежей, а потом возвращается в свою надежную подводную нору. Кроме того, он совершает странную ежегодную миграцию, перебираясь с отмелей в более глубокие воды, чтобы укрыться от опасностей зимних штормов и ураганов. При этом лангусты образуют длинные «змейки» и перемещаются — днем и ночью — по прямой линии на расстояния до двухсот километров, причем каждый следующий лангуст упирается «носом» в хвост предыдущего. Хотя с ограниченной человеческой точки зрения может показаться, что лангусты не блещут талантами, им каким-то образом удается сохранять неизменный курс, несмотря на все неровности морского дна и часто плохую видимость. Это навигационное достижение заслуживает уважения.

Во время учебы в магистратуре во Флориде Кен Ломанн попал на лекцию о миграции данаиды монарха и возможном использовании ею для прокладки курса магнитных ориентиров. Загоревшись этой идеей, он в течение некоторого времени пытался выяснить, не связаны ли с магнетизмом и навигационные способности лангуста. Он был одним из первых ученых, использовавших электромагнитные обмотки, чтобы выяснить, влияют ли на поведение животных изменения окружающего их магнитного поля. Однако, как это бывает с большинством молодых исследователей, он столкнулся с некоторыми затруднениями. Первая система обмоток, которую создал Ломанн, загорелась, когда в ее схеме возникла перегрузка, и даже когда он добился ее безопасной работы, оказалось, что создать вокруг пойманного лангуста устойчиво однородное магнитное поле весьма трудно — а это было необходимо для получения достоверных результатов.

В конце концов стремление Ломанна разгадать тайну навигации лангустов привело его к СКВИДу — сверхпроводящему квантовому интерферометру [416] Английское название SQUID — аббревиатура от слов Superconducting Quantum Interference Device , совпадающая со словом squid , то есть «кальмар». . Эти приборы, электрические схемы которых охлаждаются до температуры, близкой к абсолютному нулю, используют для обнаружения чрезвычайно слабых магнитных полей. Ломанн разрезал лангустов на части и помещал эти части в камеру, установленную в резервуаре с жидким гелием, пытаясь обнаружить в них магнитоактивные ткани — и ему это удалось. Это был восхитительный результат, но дальше его Ломанн не пошел: получив магистерскую степень, он отправился изучать морских голожаберных моллюсков, Tritonia .

Однако Ломанн не забыл своих лангустов. Многие годы спустя он возобновил изучение их навигационных способностей, на этот раз в простых экспериментах с перемещением. Вместе со своим коллегой Ларри Боулзом он ловил лангустов у островов Флорида-Кис и перевозил их на катере в точки выпуска, расположенные на расстоянии до 37 километров. На время перевозки лангустов помещали в непрозрачные пластмассовые контейнеры, наполненные той же водой, в которой они жили, чтобы не позволить им получать какие-либо запаховые подсказки. На случай, если лангусты способны производить счисление пути, катер некоторое время ходил кругами.

Перед выпуском лангустов Ломанн закрывал им глаза пластмассовыми колпачками и привязывал их на арене, на которой можно было регистрировать направление, в котором они движутся. Результаты оказались поразительными. Лангусты совершенно не казались растерянными и ошарашенными, какими, несомненно, были бы мы, окажись на их месте: они уверенно ползли в направлении дома. В предположении, что во время перевозки они не могли получать какую бы то ни было полезную информацию, а с места выпуска не видели никаких ориентиров или указателей, это означало, что они каким-то образом способны определить как свое местоположение, так и верное направление возвращения. Такое поведение полностью подпадало под определение «навигации по карте и компасу» — святого Грааля исследований бионавигации.

Еще раньше Ломанн показал, что лангусты обладают магнитным компасным чувством [417] Lohmann, K., Pentcheff, N., Nevitt, G., Stetten, G., Zimmer-Faust, R., Jarrard, H., & Boles, L. C. (1995). ‘Magnetic orientation of spiny lobsters in the ocean: experiments with undersea coil systems’, Journal of Experimental Biology, 198 (10). P. 2041–2048. . Поэтому, очевидно, было возможно, что животные, участвовавшие в этом эксперименте, отслеживали свое перемещение от точки поимки по магнитной информации. Ломанн повторил свой эксперимент — на этот раз с некоторыми дополнительными ухищрениями.