Чувства животных и человека

Милн Лорус Джонсон

Обычно мы пытаемся упростить природу. Мы считаем какое-то одно объяснение вполне достаточным, признаем его как своего рода универсальную истину. Если голубь, альбатрос или лосось используют Солнце для ориентации, то мы ищем точно такую же систему у всех других живых организмов, совершающих миграции или умеющих находить дорогу домой. Однако и земные ориентиры очень важны для многих животных, как и для нас самих. Вероятно, улитка «морское ухо» пользуется некими подводными эквивалентами земных ориентиров, когда она, отправляясь на ночную охоту, покидает тихое дневное укрытие и возвращается к родному дому только перед рассветом. В настоящее время мы не располагаем достаточной информацией по поводу навигационных средств, важных для различных видов животных. Но почти наверняка они включают в себя чуть ли не каждый сенсорный стимул, на который реагирует живой организм.

Несколько лет назад профессор В. С. Твитти из Станфордского университета, изучая зародышей саламандр, пришел к выводу, что он не знает, живут ли саламандры более одного-двух лет, и что

ему неизвестно, считают ли они своим домом ту реку, у берегов которой проводят брачный период и откладывают яйца. Чтобы получить ответы на эти вопросы, он взял из одного водоема 262 саламандры, особым образом пометил их и тут же выпустил обратно. После этого он год за годом вылавливал и осматривал каждую саламандру, которую удавалось обнаружить в этой реке. И каждый раз, как ему попадалась меченая саламандра, он нумеровал ее, снова метил и выпускал там же, где находил. Каждый год возвращалась в реку лишь часть ее меченых обитателей; так, например, на седьмой год вернулись 32 %. Но многие из них не появлялись в этой реке раньше — на пятый и шестой год, и не возвратились на следующий, восьмой год. Саламандры живут удивительно долго, поэтому их должно было выжить гораздо больше чем 32 %.

Между периодами размножения каждая из этих саламандр выходила на сушу. Они расселялись в прибрежной гористой местности и прятались под землей во время летних сухих месяцев. Однако почти всегда меченая саламандра возвращалась к воде, оставаясь верной своей родной реке.

Профессор Твитти решил перенести несколько меченных особым образом саламандр в другое место и посмотреть, сумеют ли они найти дорогу к «дому». Из тысячи меченых саламандр, которых он перенес в другую реку почти за пять километров от их речки, восемнадцать особей сумели на третий год добраться домой. Они перебрались через горный хребет высотой более тысячи футов над уровнем воды в реке, чтобы достигнуть родного бассейна. Как же они нашли дорогу домой?

Зрительные ориентиры, по-видимому, исключаются. Саламандры, у которых удалили глаза, добираются до своих родных водоемов по суше, покрывая расстояние иногда в полтора километра. Осязание тоже не является необходимым. В горизонтальном загоне, имеющем форму звезды, где пол покрыт пластиком, они медленно ползут в правильном направлении. Если пол покатый, то и это не оказывает на них заметного влияния. Очевидно, саламандры не обращают внимания на путь, по которому движутся домой. Возможно, каналом, по которому поступают навигационные сведения, является запах. Однако как могла саламандра почуять характерный запах родного водоема, находясь почти в пяти километрах от него и к тому же по другую сторону горы? Как заявил профессор Твитти станфордскому священнику, «если окажется, что дело не в запахе, то поистине вся проблема относится скорее к сфере теологии», чем к работе факультета зоологии. Твитти «с радостью припишет это явление основным теологическим положениям».

Должно быть, такая же идея пришла в голову итальянскому энтомологу Ф. Санчи в десятых годах нашего столетия, когда он попытался объяснить способность североафриканских муравьев возвращаться к своему муравейнику. Он посадил муравья за высокий забор; таким образом, насекомое не могло видеть какие бы то ни было земные ориентиры. Светонепроницаемый диск отбрасывал на муравья тень, скрывая от него местоположение солнца. И все-таки насекомое, поспешно возвращаясь домой, поворачивало в нужную сторону. Санчи сделал вывод, что муравей мог видеть звезды и ориентироваться по ним даже днем, когда глазам человека небо представляется равномерно голубым.

Гораздо более удивительным было объяснение, предложенное в 1949 году великолепным экспериментатором, мюнхенским профессором Карлом фон Фришем. Он пытался выяснить, как домашние пчелы передают друг другу информацию внутри улья. Каким образом рабочая пчела, обнаружив сладкую воду и возвратившись в улей, могла точно сообщить другим пчелам, как далеко надо лететь и в каком направлении? Через красное окошечко, сделанное в боковой стенке улья, фон Фриш наблюдал за особым образом помеченными пчелами, которые возвращались домой. Они исполняли на вертикальных сотах своеобразный короткий танец, а другие рабочие пчелы, окружив их плотным кольцом, наблюдали за ними. Пчела, прилетевшая от кормушки, расположенной в девяти метрах от улья, во время танца неизменно совершала определенные круговые движения; в одном и том же месте круга она поворачивала в обратную сторону. Пчела, которая прилетела от кормушки, отстоящей от улья на 1000 метров, исполняла свой танец, выписывая «восьмерку» — одна петля налево, другая направо — и виляя кончиком брюшка, когда двигалась по прямой между этими двумя петлями. По различным рисункам танца фон Фриш понял, как рабочая пчела передает сигналы «близко» и «далеко». Танец «восьмерка» означал сигнал «далеко», и он исполнялся быстрее, когда пища находилась в ста метрах от улья, и медленнее, если сладкую воду относили за три километра. Если пища была в ста метрах, пчелы каждую четверть минуты вытанцовывали пять законченных фигур, а если в трех километрах — всего лишь одну-единственную «восьмерку».

Фон Фриш заметил также, что когда сладкая вода расположена далеко от улья, то направление прямой линии, по которой пчела, виляя своим

«хвостом», пробегает между двумя кругами, изменяется в зависимости от времени дня и ориентации улья по отношению к пище. Если пчелы рано утром виляли «хвостом», поднимаясь по сотам, значит пища находилась в восточном направлении, в полдень — в южном, а ближе к заходу Солнца — в западном. Побывав в полдень у источника сладкой воды, удаленного на 200 метров, пчела по возвращении виляет «хвостом» на сотах, опускаясь вниз, если кормушка в восточной стороне, и направо, если кормушка в западной. Во всех случаях угол между прямой линией, проходящей через середину «восьмерки», и вертикалью на поверхности сотов соответствовал тому углу, по которому рабочая пчела должна лететь из улья, используя Солнце в качестве небесного ориентира. Точка, где пчела во время «кругового танца» поворачивала в обратную сторону, означала угол на улье между пищей и Солнцем ^[26] . Именно в этом заключается способ передачи направляющей информации пчел. Фон Фриш описал его как «язык» пчел.

26

Согласно представлениям самого фон Фриша и ряда других исследователей, круговой танец пчел не содержит информации о направлении. (См., например, К. Фриш, Пчелы, их зрение, обоняние, вкус и язык, ИЛ, М., 1955, стр. 60; его же, Из жизни пчел, М., 1965; И. Халифман, Пчелы, М, 1963, стр. 197.) — Прим. перев.

Фон Фриш, так же как и Санчи со своими североафриканскими муравьями, был озадачен, обнаружив, что мюнхенские пчелы могут давать и получать указания о направлении, даже когда Солнце закрыто тяжелыми тучами, но остается открытым значительный кусок голубого неба. У фон Фриша было одно преимущество перед Санчи: за годы, прошедшие после экспериментов Санчи, были изобретены поляроидные солнечные очки, и фон Фриш прекрасно видел, что голубое небо, которое кажется равномерно окрашенным, значительно различается по углу поляризации. Об этом свидетельствует рассеянный свет, попадающий в глаз наблюдателя. Хотя глаз человека, не вооруженный поляроидным биноклем или призмой Николя, этого не замечает, сложные глаза насекомых, по-видимому, улавливают поляризованный свет. Проведя исключительно простые опыты с использованием поляроидного покрытия, фон Фриш доказал, что пчелы на самом деле получали сигналы от поляризованного света неба, руководствуясь ими как компасом. Наряду с внутренними часами, которые как бы отмечают движение Солнца в течение дня, насекомые используют свой «небесный компас» для навигации и для того, чтобы в темном улье сообщить о том, куда лететь за взятком.

Недавно были проведены опыты с пчелами, доставленными на скором самолете из Парижа в Нью-Йорк; обнаружилось, что пчелам достаточно очень небольшого опыта, полученного при новом расположении Солнца, чтобы они переставили свои «внутренние часы» и начали разыскивать пищу по времени Нового Света. И нью-йоркские пчелы в Париже быстро произвели подобную перестройку. Но когда пчел перевезли из северного полушария в южное, они, по-видимому, уже не могли ориентироваться. Ведь солнечный компас в южном полушарии оказывается перевернутым, и Солнце в полдень находится на севере! Пчеловоды считают, что способность этих насекомых компенсировать заметное перемещение Солнца с востока на запад передается по наследству, причем одна мутация закрепилась в процессе эволюции у животных северного полушария, а противоположная ей — у обитающих к югу от экватора.

Если сложный глаз особенно хорошо приспособлен для определения плоскостей поляризации света на дневном небе, тогда, видимо, небесный компас играет очень значительную роль в жизни огромного большинства животных. Более трех четвертей обитателей животного царства имеют сложные глаза. К ним относятся наземные и пресноводные насекомые, мечехвосты, которые медленно двигаются в поисках пищи по морским песчаным отмелям и заползают дальше на сушу, а также ракообразные с множеством удивительных привычек. Больше никто не сомневается, что мигрирующие в юго-западном направлении к Мексиканскому заливу бабочки-данаиды и отдельные популяции ^[27] бабочек, отправляющихся на зимовку из Британской Колумбии прямо на юг, в Калифорнию, с успехом пользуются именно этим методом навигации. Мутация, передававшая насекомому по наследству неправильное чувство направления, скорее всего привела к гибели животных с таким чувством, поэтому теперь в каждой популяции преобладают особи с нормальным «компасным» чувством. Мутанты бабочек-данаид из северо-восточной области Америки, которые во время миграции летят на юг, а не на юго-запад вдоль покатого побережья Атлантического океана, возможно, являются предками тех немигрирующих данаид, которые встречаются сейчас в Вест-Индии. Мутанты из северо-западной области Америки, направлявшиеся на юго-запад, а не прямо на юг, могли достигнуть Новой Зеландии и обосновать «там, внизу», новую колонию, как это случилось в конце девятнадцатого века.

27

Популяция — группа животных одного вида, занимающих определенную территорию. — Прим. перев.