Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность
Шрифт:
Позже Редецке загоняет Маргарет в пластиковую трубу диаметром чуть шире ее тела. Осторожно придерживая змею за хвост, я заглядываю в другой конец трубы и смотрю Маргарет в лицо. Ее зрачки – две вертикальные прорези. Уголки рта задраны вверх словно в ухмылке. Над глазами без век нависают крупные горизонтальные чешуйки, создающие то выражение вечной злобы, которое я называю «гримасой выжидающей гадюки». Обычно это зрелище внушает страх, но мне Маргарет кажется красивой. Каким кажусь ей я – кто знает, однако на таком расстоянии она меня точно видит, и не только глазами. С помощью пары крошечных ямок, расположенных прямо за ноздрями, она улавливает мощный поток инфракрасного излучения, идущий от моего теплого лица, и более слабый – от скрытого одеждой тела. На фоне окружающей осенней прохлады я полыхаю, словно факел.
Теплочувствительные ямки независимо друг от друга появились в ходе эволюции у трех разных групп змей{363}.
Точнейшую термолокацию ямкоголовым змеям обеспечивает устройство ямок (схожее со структурой тепловых сенсоров на ногах клещей). Чтобы понять, как они выглядят, представьте, что вы установили миниатюрный батут на дно круглого аквариума и перевернули всю конструкцию набок. Теперь у нас имеется округлая заполненная воздухом камера с узким входным отверстием и натянутой поперек нее тонкой мембраной. Проникнув сквозь отверстие, инфракрасное излучение попадает на мембрану и нагревает ее. Происходит это мгновенно, поскольку мембрана открыта всем стихиям и висит в воздухе, а толщина ее в шесть раз меньше, чем у листа бумаги, на которой напечатана эта книга. А еще она пронизана примерно семью тысячами нервных окончаний, улавливающих малейшее повышение температуры. Эти нервы, как выяснила Елена Грачева, оснащены огромным количеством тепловых детекторов TRPA1 – их там в 400 раз больше, чем в нейронах остального тела змеи. Они отреагируют, если температура мембраны повысится хотя бы на 0,001 °C{366}. Эта потрясающая чувствительность означает, что ямкоголовая змея способна почувствовать тепло от тела грызуна на расстоянии вплоть до метра{367}. Гремучая змея с завязанными глазами, сидящая у вас на голове, почует тепло от мыши, примостившейся на кончике пальца вашей вытянутой руки[117].
Структурно ямка подобна глазу. Мембрана, улавливающая инфракрасное излучение, аналогична сетчатке. Отверстие, через которое излучение проникает в ямку, соответствует зрачку. Оно, как и зрачок, узкое, а значит, какие-то области мембраны будут нагреваться поступающим излучением, а какие-то останутся в прохладной тени. На основании рисунка перепадов тепла и холода змея определяет положение источника инфракрасного излучения точно так же, как с помощью света, попадающего на сетчатку, создает зрительный образ окружающей действительности. Сходство это далеко не метафорическое. Некоторые ученые полагают, что ямки действительно служат змеям второй парой глаз, настроенной на инфракрасную часть спектра, невидимую для основной пары. Первоначально сигналы от обеих пар обрабатываются разными частями мозга, но затем поступают в общую область, называемую оптическим тектумом. Там оба потока объединяются, и данные, полученные на основе видимых и инфракрасных волн, судя по всему, суммируются нейронами, реагирующими и на те и на другие{368}. Не исключено, что змеи и в самом деле видят инфракрасное излучение, воспринимая его как обычный цвет. «Не стоит считать ямковые органы отдельным шестым чувством, – писал нейробиолог Ричард Горис. – Они, скорее, усиливают зрение своих обладателей»{369}. Возможно, они позволяют змее разглядеть больше подробностей в темноте и отыскать теплые объекты, скрытые густым подлеском, а также привлекают внимание к юркой добыче, движущейся мелкими перебежками[118].
Но если ямки – это глаза, то очень простые, дающие нечеткое изображение. Тогда как на обычной сетчатке сенсоры исчисляются миллионами, в ямках их тысячи, и там нет линзы-хрусталика, чтобы фокусировать поступающее инфракрасное излучение. Когда в документальных фильмах инфракрасное зрение змей пытаются передать с помощью съемок инфракрасной камерой, аудиторию вводят в заблуждение. Эти кадры, на которых красно-белые грызуны вальяжно фланируют на сине-фиолетовом фоне, всегда неправдоподобно подробны. Гораздо лучше размытость инфракрасного зрения показана в боевике «Хищник» (Predator, 1987), в котором Арнольд Шварценеггер встречается с инопланетянином, охотящимся на людей. (Наверное,
Физик Джордж Баккен некоторое время назад смоделировал, что воспринимают термолокационные ямки змеи, когда мышь перебегает через бревно. У него получились зернистые изображения маленьких теплых клякс, которые движутся на фоне больших холодных клякс{370}. Может, гремучая змея с завязанными глазами, свернувшаяся у вас на голове, и различит мышь, примостившуюся на кончике пальца вашей вытянутой руки, но мышь эта покажется ей бесформенным пятном – если не взбежит повыше, к бицепсу. Ямкоголовые змеи компенсируют этот недостаток тщательным выбором места для засады. Рогатые гремучники предпочитают термальные границы – области постоянных перепадов от тепла к холоду, где движущееся теплокровное животное засечь проще{371}. А на китайском острове Шэдао местные ямкоголовые выбирают в качестве мест для засады участки под открытым небом, где им проще высмотреть перелетных птиц, которыми они объедаются по весне{372}.
Как же змеи, собственно, воспринимают тепло? Подсказку нашел китайский герпетолог Йечжон Тан, работавший с короткохвостыми ямкоголовыми гадюками{373}. Если закрыть змее глаз и ямку, расположенные на одной стороне, змея будет поражать свои жертвы в 86% случаев. Если закрыть оба глаза или обе ямки, точность поражения ненамного снизится – до 75%. А вот если закрыть глаз и ямку, расположенные на противоположных сторонах, змея будет промахиваться в половине случаев. Этот неожиданный результат говорит о том, что змеи объединяют визуальные и термические данные. Но как им это удается, если разрешение у этих органов настолько отличается? Баккен предполагает, что их мозг, возможно, способен с помощью более четких данных от глаз научиться лучше истолковывать грубую информацию от термолокационных ямок. В конце концов, нам же удается запрограммировать искусственный интеллект на классификацию образов или поиски скрытого рисунка, обучая машину на достаточно большой базе изображений. Возможно, глаза змеи обеспечивают ту самую тренировочную выборку, которая необходима мозгу, чтобы научиться интерпретировать расплывчатую информацию с термолокатора.
Какое бы преимущество ни обеспечивали змее ямки, оно явно немалое. В нервах их мембран содержится огромное количество крохотных энергетических станций, называемых митохондриями, – гораздо больше, чем в обычных органах чувств{374}. То есть термолокация требует серьезных энергозатрат, а значит, эти затраты окупаются выгодами, и у ямкоголовых змей должно быть ощутимое преимущество перед их не имеющими ямок родственниками[119]. Но чем больше я расспрашиваю Кларка о теплочувствительности, тем больше вопросов остается без ответа[120]. Зачем ямкоголовым змеям понадобилось развивать инфракрасное восприятие, если у большинства из них имеется превосходное ночное зрение? Если теплочувствительность помогает глазам, почему она не развилась у других ночных гадюк? Почему ямками обзавелись питоны и удавы, которых отделяет от ямкоголовых змей около 90 млн лет эволюции и которые охотятся совсем иначе, а более близкие родственники ямкоголовых змей, такие как кобры и садовые ужи, этого не сделали? И самое загадочное: почему ямки явно работают лучше, если их охладить?[121] «Мы что-то упускаем, – говорит мне Кларк. – Может, теплочувствительность нужна лишь для того, чтобы нацеливаться на добычу, но мне кажется, у нее есть какая-то функция, которую мы пока не понимаем».
Чтобы понять умвельт другого животного, нужно наблюдать за его поведением. Однако поведение ямкоголовых гадюк в основном состоит из выжидания. Не вырабатывая тепло самостоятельно, они могут месяцами обходиться без еды, сидя в засаде, пока не наступит подходящий момент. Те немногие, кто отваживается их исследовать, получают в качестве объекта наблюдения животное, которое обычно ничего не делает, и потому его очень трудно чему-то обучить – или понять. Впрочем, восприятие тепла может плохо поддаваться объяснению и у тех животных, которых мы вроде бы понимаем и умеем обучать.
Заведя собаку – золотистого ретривера по кличке Кевин, – зоолог Рональд Крёгер начал обращать внимание на его нос. У спящей собаки нос обычно теплый. Но вскоре после пробуждения он становится прохладным и влажным. Как установил Крёгер, в теплой комнате температура собачьего носа будет на 5 °C ниже окружающей и на 9–17 °C ниже температуры носа коровы или свиньи в том же помещении{375}. Почему? Вампировые летучие мыши и гремучие змеи, судя по всему, охлаждают свои теплочувствительные ямки. Может быть, то же самое делают и собаки? Может, их нос – это не только орган обоняния, но и инфракрасный сенсор?