Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность
Шрифт:
Маршалл предположил, что с помощью этих цветных пузырьков рак-богомол отфильтровывает свет, поступающий к единственному классу фоторецепторов. Таким образом он получает возможность видеть цвета с помощью глаза, который в противном случае оставался бы невосприимчивым к цвету. Чтобы проверить свою гипотезу, Маршалл отправился из Англии в США – к Тому Кронину, у которого имелись и нужное оборудование, и растущий интерес к ротоногим. За несколько недель напряженной работы они вдвоем исследовали этот глаз вдоль и поперек, анализируя все попадавшиеся фоторецепторы. И, к своему изумлению, обнаружили не один их класс, а как минимум одиннадцать{260}. «Мы ничего не понимали, – вспоминает Кронин. – В каждой части глаза мы находили свой, отдельный класс фоторецепторов. Наше с Джастином совместное открытие было самым большим чудом за всю мою научную карьеру». Рак-богомол «может располагать системой цветового
Средний пояс состоит из шести рядов фокусирующих свет ячеек{261}. О двух нижних пока забудем, поскольку для цветового зрения используются лишь четыре верхних. В каждом ряду имеются три расположенных ярусами уникальных фоторецептора. В первом ряду – фиолетовые и синие, во втором – желтые и оранжевые, в третьем – оранжево-красные и красные и в четвертом – сине-зеленые (циан) и зеленые; выше всех в каждом ряду располагаются свойственные лишь ему УФ-фоторецепторы[90]. Итого получается 12 типов фоторецепторов, включая четыре ультрафиолетовых[91]. То есть у рака-богомола для одного только ультрафиолетового диапазона имеется больше типов фоторецепторов, чем у нас их насчитывается всего{262}. Что же они делают с таким богатством? Может быть, они додекахроматы и у них 12-мерное цветное зрение? Или у них четыре разновидности трихромазии – по одной на каждый ряд среднего пояса? В любом случае уж они-то явно должны разбираться в цвете как никто, различая даже едва уловимые переходы между практически идентичными тонами. Если коралловый риф потрясает своим великолепием даже нас, каким же он должен представляться ротоногому? Воображения не хватает, фантазия идет вразнос. Как предполагал автор онлайн-комикса «Овсянка» (The Oatmeal), «там, где мы видим радугу, рак-богомол видит целый термоядерный гриб света и красоты»{263}.
Каждая кривая соответствует одному из 12 типов фоторецепторов в глазе рака-богомола. Пик кривой соответствует длине световой волны, к которой данный тип наиболее чувствителен
Как выяснилось, нет. Не видит. В 2014 г. ученица Маршалла Ханна Тоен провела революционный эксперимент, низвергнувший ротоногих с их пьедестала{264}. Тоен приучила их нападать на одну из двух цветных лампочек за вознаграждение в виде лакомства. Затем она постепенно меняла цвета, доходя до почти одинаковых оттенков, которые раку уже не удавалось различить. Если человек различает полутона с разницей в длине волны от 1 до 4 нм, то рак-богомол сыпался на разнице от 12 до 25 нм – это примерно как разрыв между чистым желтым и оранжевым. Обладатели жутко навороченной оптики кошмарно плохо различали цвета, оказавшись не в силах тягаться в этом умении ни с человеком, ни с пчелами, ни с бабочками, ни с золотыми рыбками.
Теперь Маршалл считает, что раки-богомолы различают цвета по-своему, не так, как все остальные. Вместо того чтобы искать разницу между миллионами оттенков, глаз рака-богомола делает, по сути, прямо противоположное, сводя все эти полутона в спектр из 12 основных цветов, как в детской книжке-раскраске. Любой оттенок красного возбуждает нижний фоторецептор в третьем ряду. Все оттенки фиолетового возбуждают верхний рецептор в первом. Сетчатка не противопоставляет сигналы от этих 12 рецепторов по принципу оппонентности, а посылает их мозгу как есть. Мозг же на основе этих сочетаний узнает определенный цвет, как если бы видимый спектр был штрихкодом, а средний пояс глаза – магазинным сканером для его считывания. Упрощенно это можно представить так: если срабатывают рецепторы 1, 6, 7 и 11, мозг распознает эти сигналы как добычу, и рак-богомол атакует. Если срабатывают рецепторы 3, 4, 8 и 9, есть вероятность, что это брачный партнер, и тогда… ну, это все-таки ротоногие, так что «ухаживание проходит очень осторожно», говорит Маршалл. Не исключено, что у рака-богомола в принципе нет понятия о цвете.
Все это, впрочем, пока лишь предположения, пусть и обоснованные. Никто из исследователей ротоногих, с которыми я беседовал, не берется утверждать наверняка, что именно видит рак-богомол. Вполне возможно, что для разных задач он использует разные виды цветового зрения. Для распознавания пищи, как в эксперименте Тоен, вполне достаточно справочной таблицы из 12 цветов, а вот чтобы опознавать себе подобных, может использоваться более традиционная система, различающая схожие цвета. Как-никак многие ротоногие
Изучать поведение животных всегда непросто, но исследование поведения раков-богомолов граничит с мазохизмом. В лаборатории Маршалла Эми Стритс в рамках нового эксперимента пытается научить павлиньих раков-богомолов атаковать пластиковые хомутики определенных цветов. Но когда она демонстрирует мне этот процесс, испытуемые раз за разом выбирают неправильно. В какой-то момент один из раков-богомолов бьет в стенку аквариума. Другой лупит в пустоту (точнее, в воду). Я интересуюсь у Стритс, трудно ли их обучать. Она качает головой: «Не то слово». Пищевое вознаграждение не работает, потому что есть им нужно не очень часто. Интерес они теряют в два счета, поэтому тестировать их можно лишь раз в день.
– Богом клянусь, они понимают, чего от них хотят, но издеваются и делают все мне назло! – уверяет Стритс.
– Вам нравится ими заниматься или они вас бесят?
– Когда как, – сознается она. – Поначалу ты на седьмом небе – обалдеть, я изучаю ротоногих! Это же мечта, модная тема. Но стоит с ними поработать, и вот ты уже сидишь и думаешь: «Как же меня угораздило».
Но мы, как и Стритс, все-таки повозимся еще с ротоногими, потому что их глаз скрывает в себе гораздо больше, чем можно разглядеть невооруженным… – ну, вы поняли. Собственно, их глаза оказались настолько необычными, настолько сложными, настолько непостижимыми, что к их исследованию подключается все больше ученых в разных странах мира. Николас Робертс и Мартин Хау, работающие в английском Бристоле, ведут меня в помещение, где содержатся такие же, как у Стритс, павлиньи раки-богомолы – восемь экземпляров, каждый в отдельном аквариуме, чтобы не поубивали друг друга. Аквариумы размещены на уровне моих глаз, поэтому, чтобы увидеть, насколько любознательны их обитатели, даже нагибаться не приходится. Наше приближение явно не остается незамеченным, и несколько раков-богомолов смотрят прямо на нас. Я прижимаю палец к одному из аквариумов, и к нему подплывает рак-богомол по имени Найджел. Я веду пальцем по стеклу, Найджел следует за ним. Кажется, будто я таскаю его на поводке.
Глаза Найджела постоянно поворачиваются во всех мыслимых направлениях{265}. Вверх, вниз, вправо, влево, по часовой стрелке и против[92]. При этом почти всегда не синхронно и в разные стороны. В некоторых экспериментах Робертс снимает раков-богомолов на камеру сверху, пока они смотрят на экран. «И они частенько одним глазом выполняют задание, а второй направляют вверх, на камеру», – рассказывает он. Как я уже упоминал в предыдущей главе, мы привыкли считать подвижный взгляд признаком активного ума. Однако мозг у рака-богомола крошечный и маломощный. Гипермобильность их глаз вовсе не означает пытливого сознания, но подсказать, что и как эти глаза видят, она способна.
На нашей сетчатке имеется плотно набитая колбочками центральная ямка, фовеа – зона наибольшей остроты зрения и наилучшего цветовосприятия. Мы направляем ее на разные участки окружающего мира, стреляя глазами туда-сюда. Заметив что-то интересное периферическим зрением, мы переводим взгляд в эту сторону, чтобы присмотреться и проанализировать видимое в подробностях и полном цвете. Примерно так же поступает и рак-богомол{266}. Средний пояс его глаза воспринимает цвет, но его обзор ограничен узкой полосой. Полушария, скорее всего, видят только в черно-белых тонах, зато панорамно. Вращая глазами, рак-богомол высматривает движение или интересующие его объекты с помощью полушарий. Заметив что-то, он переводит взгляд и исследует эту область средним поясом, словно ведя двумя сканерами вдоль полки с товарами{267}. Значит ли это, что сперва у рака-богомола возникает монохромная картина, которую он затем постепенно раскрашивает? «Сомневаюсь», – отвечает Маршалл. Он предполагает, что в мозге ротоногих «не создается полноценного двумерного цветного отображения». Они просто сканируют пространство средним поясом своего глаза, пока не наткнутся на то, что возбудит нужную комбинацию фоторецепторов.
Представьте, что вы рак-богомол. Вы должны настоятельно нуждаться в груше для битья, такова общепризнанная истина. Ваши глаза непрерывно вращаются каждый в своем направлении: правый обследует одну часть рифа, левый смотрит куда-то еще. Зрение у вас монохромное, поскольку вас интересует движение, а не цвет. И вот справа что-то мелькает – вы тут же скашиваете оба глаза направо. Теперь они сканируют загадочный объект вместе, ведя по нему средними поясами. И вдруг, бинго! – срабатывают рецепторы 3, 6, 10 и 11. Мозг распознает в объекте рыбу. Передние конечности молниеносно выстреливают и поражают цель.