Знание-сила, 2008 № 06 (972)

Дальнейшие исследования показали, что это действительно так. Оказалось, что механизм «магнитного компаса» у птиц существенно зависит от интенсивности попадающего в глаз света, а также от его длины волны (то есть от цвета) и от его интенсивности. Эти зависимости разные у разных птиц. Кроме того, у разных видов птиц их магнитные компасы находятся, видимо, в разных глазах — у вороновых, например, в правом: если закрыть им правый глаз, они теряют способность ориентироваться. Но в любом случае, магнитная информация приходит только со светом. Например, голуби, переносимые в темной коробке, на какое-то время теряют способность к магнитной ориентации. Другие птицы не отвечают на записанные на магнитофон призывы сородичей собираться в полет, если сидят в полной темноте.

Все это говорит о том, что в глазу птицы есть какие-то вещества, с которыми на свету (и только на свету) что-то происходит — например, какая-то химическая реакция, характер которой, а также информация, которая в результате этой реакции поступает из глаза в мозг, зависит от направления (но, видимо, не от величины) внешнего магнитного поля.

Ситуация, однако, не так проста. Не все детали ориентации птиц объясняются магнитным компасом. Есть данные, говорящие о том, что птицы ощущают и величину (напряженность) магнитного поля в том или ином месте. Как уже говорилось, эта напряженность слегка меняется от точки к точке, и, хотя эти изменения очень невелики, птицы их «ощущают». Голуби, например, сбивались с пути, когда их запускали над какой-нибудь магнитной аномалией. На основании этих и других опытов исследователи пришли к выводу, что во всех таких случаях птицы реагируют именно на изменение напряженности магнитного поля. А это подсказывает, что у них есть какой-то орган, который реагирует на величину магнитного поля в каждом месте, над которым они пролетают. Это означает, что в мозгу голубя, кроме магнитного компаса, есть и магнитная карта, видимо, выполняющая роль дополнительного механизма ориентировки.

Как показали другие эксперименты, органом, воспринимающим всплески и спады магнитного поля и передающим информацию о них в птичий мозг, является клюв птицы. В одном из таких экспериментов голубей помещали в сильное (в несколько раз сильнее земного) магнитное поле, то включая, то выключая его. Определенные нейроны в мозгу голубя активно «вспыхивали» при включении поля и «гасли» при выключении. Но стоило навесить на клюв голубя сильный магнит, как эта реакция исчезала, как будто магнит блокировал какие-то рецепторы. Отсюда следует, что если такие рецепторы есть, то они должны находиться именно в клюве.

Любопытно, что реакция исчезала и тогда, когда у голубя перерезали зрительную ветвь нерва, идущего от клюва в мозг. Это позволяет предположить, что информация о величине магнитного поля, полученная клювом, передается в мозг тоже в виде «визуальной информации». Если дальнейшие эксперименты подтвердят такое предположение, это будет означать, что птица способна «видеть» не только направление на магнитный полюс, но и магнитную карту местности, над которой она пролетает (возможно, в виде распределения каких-то темных и светлых пятен). Если летучие мыши видят мир в виде «ультразвуковых изображений», то птицы, возможно, «видят» его в виде «изображений магнитных».

В самое последнее время усилия исследователей сосредоточились в основном на выяснении физической природы этого «магнитного зрения» птиц. Новейшие исследования уже позволили выдвинуть на сей счет несколько более или менее правдоподобных гипотез. Ученые полагают, что в птичьем клюве имеются какие-то магнитики — скорее всего, микроскопические частицы магнетита, которые обладают собственным постоянным магнетизмом и способны поворачиваться под действием внешнего магнитного поля. Если такие частицы сидят на крохотных ресничках в полостях клюва, то в результате их поворота реснички закручиваются. Изменения поля влекут за собой изменения такой закрученности, что могут менять величину нервного сигнала, идущего в мозг. Впрочем, пока это лишь гипотетическая картина. Она объясняет лишь, как птица может «увидеть» величину магнитного поля в одной точке, но не объясняет, как она видит всю карту в целом, то есть множество точек сразу.

Еще сложнее обстоит дело с «магнитным компасом». Здесь на звание физического носителя претендуют сразу несколько разных белков сетчатки. К счастью, и здесь есть самый вероятный кандидат — это фотопигмент «криптохром». Под воздействием света этот белок претерпевает химическую реакцию, порождающую световой нервный сигнал, идущий в мозг, а воздействие магнитного поля сказывается в том, что эта реакция в разных участках сетчатки зависит от того, как эти участки повернуты по отношению к магнитному полю. В результате мозг получает от этих участков сетчатки разные сигналы и видит в том или ином направлении разную освещенность.

Открытие Муритсена, с которого мы начали, вполне согласуется с этой картиной. Когда он ввел в сетчатку и в мозг птицы светящийся состав, то обнаружил, что при подготовке птицы к перелету оба следа этого состава сходятся в одном и том же участке мозга, а именно — в небольшой группе нейронов, именуемой «группой N», о которой известно, что именно она приходит в активное рабочее состояние, когда птица готовится к перелету и калибрует свой магнитный компас. С другой стороны, эта группа нейронов связана со зрительным центром мозга. Выходит, что сигналы из сетчатки через группу N передаются в этот центр, порождая там некий видимый образ, некое распределение освещенности, зависящее от направления магнитного поля. Вот почему мы вправе говорить, что птица «видит» магнитное поле.

Но пока это доказано только для одного вида птиц. С остальными науке еще придется повозиться.

Примечание. Недавно появилась статья об интересном эксперименте ученых Принстонского университета (США). Перехватив в Сиэтле ночевавших там ласточек, которые летели на юг, эти ученые отвезли 30 птиц на 3000 километров на восток, в Принстон, где к их ножкам прицепили радиомаяки и выпустили на свободу. Радиомаяки сообщили затем, что взрослые птицы, уже совершавшие, как минимум, один перелет на зимовку, через два дня блужданий в окрестности взяли правильный курс на юго-запад (то есть с учетом отклонения от прежнего курса), а молодые, никогда еще не летавшие, взяли курс прямо на юг, как будто летели из Сиэтла. Этот опыт демонстрирует, что у молодых птиц есть только магнитный компас (который они, видимо, еще не умеют калибровать), тогда как у взрослых птиц есть к тому же и магнитная карта, запечатленная опытом прежних полетов и покрывающая почти целый континент!