В погоне за Солнцем

Коэн Ричард

Муравьи и пауки тоже находятся среди насекомых, которые используют поляризованный свет в качестве оптического компаса. Последние специально оснащены парой дополнительных глаз. Эти глаза не видят в обычном смысле слова, но у них есть встроенные фильтры, которые определяют направление поляризации. Активность у пауков обычно наступает после захода солнца, они используют этот механизм для нахождения обратного пути к своим гнездам после вылазок за пропитанием [530] .

530

См.: M. Dacke, et al., Built-in Polarizers Form Part of a Compass Organ in Spiders, Nature. 1999. 30 сентября. Р. 470ff.

Из тысяч видов муравьев некоторые используют солнце для ориентации сходным с пчелами образом. Они также имеют близкую к пчелам спектральную чувствительность зрения. Великий биолог Э. О. Уилсон назвал эти свойства “почти фантастической способностью к запоминанию маршрута и угловой скорости солнца” [531] . В мозгу насекомых во время их

путешествий за провиантом происходит нечто невероятное: рабочий муравей идет по следу и кружит, “описывая замысловатые поисковые узоры”, пока не находит пищу; в момент каждого изгиба и поворота маршрута он фиксирует направление на солнце и угол поворота. На обратном пути он инвертирует средний угол на 180° – непростой трюк: человеку для этого понадобился бы компас, секундомер и векторный анализ.

531

Wilson, Insect Societies. Р. 216.

Многие другие создания ориентируются по солнцу во время миграций – этим свойством обладают животные, от карибу, которые перемещаются на 2 тыс. миль (это самая длинная сухопутная миграция), до детеныша головастой морской черепахи, отправляющегося в заплыв по Атлантике на 8 тыс. миль, и замбийской кротовой крысы, китов, лосося (знаменитого своими миграциями), угрей, голубей, обычной жабы и птиц, осуществляющих безостановочный перелет от Аляски до Новой Зеландии [532] .

532

См.: Norman R. F. Maier, T. C. Schneirla, Principles of Animal Psychology. N. Y.: McGraw-Hill, 1935. Р. 188.

Каждое лето шестьсот пятьдесят разных видов птиц кормятся и гнездятся по всей Северной Америке. С наступлением осени пятьсот двадцать из этих видов мигрируют на юг, чтобы вновь вернуться весной. Направление их полета зависит в основном от долготы дня, но еще и от чувствительности птицы к температуре [533] . Они путешествуют в погоне за пищей, но сравнимый импульс им придает падение (или увеличение) уровня дневного освещения.

Планирование потребляет всего 5 % энергии, требуемой для постоянной работы крыльев, поэтому парящие птицы, например ширококрылые ястребы, седлают восходящие потоки горячего воздуха. Эти термальные потоки возникают от нагретой солнцем поверхности земли и иногда позволяют птице находиться на высоте в целую милю, откуда она затем спускается по долгой пологой линии, покрывая как можно большую дистанцию [534] . Птицы могут оценить, где термальные потоки надежны и сильны, и дождаться подходящих условий, перед тем как стартовать. Поскольку восходящие потоки работают на солнечном свете, они обычно случаются в долгие летние дни, хотя сверкающее солнце может серьезно перегреть птиц – гуси, например, избегают этой опасности, путешествуя по ночам.

533

См.: Leland Crafts, Theodore C. Schneirla, Elsa E. Robinson, Ralph W. Gilbert, Migration and the ‘Instinct’ Problem. Там же. Р. 25–39.

534

См. также: Kenneth P. Able, ed., Gatherings of Angels: Migrating Birds and Their Ecology. Ithaca, N. Y.: Cornell University Press, 1999. Р. 14–15 и David Attenborough, The Life of Birds. Princeton N. J.: Princeton University Press, 1998. Р. 62.

На протяжении веков ученые (как и простые люди) считали птиц глупыми существами, но за последние несколько лет мы приблизились к пониманию того, как эти создания ориентируются в пространстве, и начали уважать их [535] . Например, те птицы, перелет которых происходит в дневное время и которые используют солнце для ориентации в полете, должны обладать какого-то рода внутренними часами, чтобы вести отсчет времени. Положение любой точки на Земле по отношению к солнцу меняется на 15° каждый час, поэтому, чтобы постоянно корректировать свое направление, птица должна определять отношение траектории солнца к вектору собственного движения несколько раз в день. Другими словами, их солнечный компас должен иметь временной компенсаторный механизм [536] . С точки зрения птицы, если солнце в данный момент находится выше, чем оно должно быть в пункте назначения в это время дня, то следует лететь от солнца, если ниже – по направлению к нему.

535

См.: Nature Neuroscience Reviews. 2005. Февраль и The New York Times. 2005. 1 февраля. F1.

536

См.: Frank P. Gill, Ornithology. N. Y.: W. H. Freeman, 1995. Гл. 13 и P. Berthold, Bird Migration: A General Survey. N. Y.: Oxford University Press, 1993. Р. 156–57.

Слепая техасская саламандра живет в пещерных подземных ручьях и никогда не видит солнца. Известно, что их существует менее сотни особей (Dante Fenolio / Photo Researchers, Inc.)

Точно так же, как некоторые животные стремятся к Солнцу, некоторые другие пытаются его избежать. Крошечная селевиния, или боялычная соня, которая была открыта только в 1939 году, не может выдержать более 8 мин постоянного солнечного освещения, у нее начинается болезненная реакция. Не обладющие потовыми железами рептилии особо чувствительны к теплу и всегда стремятся в тень [537] . Их называют холоднокровными, но это неправильный термин,

на самом деле они очень точно регулируют температуру тела посредством солнечного освещения. Альбинос королевской змеи часто не выживает в естественных условиях, потому что не может получить тепло в достаточном объеме. Австралийские магнитные термиты строят большие тонкие термитники, обращенные плоскими сторонами к северу и югу, и могут перемещаться к северной стороне, чтобы воспользоваться солнечным теплом, а когда жара станет нестерпимой, охладиться на южной стороне [538] .

537

См.: David Attenborough, Life on Earth, DVD. Vol. 7, Victors of the Dry Land и Life on Earth. Boston: Little, Brown, 1979. Р. 152.

538

См.: David Attenborough, The Trials of Life: A Natural History of Animal Behavior, DVD. Vol. 6, Homemaking.

Надписи на табличках: "Восход солнца", "Заход солнца", "Полдень".

Есть животные, которые, по всей видимости, обходятся вовсе без солнца. Одно из таких, европейский протей (Proteus anguinus), обитает в подземных водах Южной Европы, в особенности в бассейне реки Сочи в Словении. Протей обладает легкими, четырьмя ногами, небольшими зубами, образующими сито для удержания крупных предметов в пасти (так что он предположительно является хищником), головой как у угря и змееподобным туловищем; ни плавников, ни глаз у него нет. Он ест, спит и размножается под водой. Обычно белого полупрозрачного цвета, на свету меняет оттенок на оливковый.

Некоторые из этих видов утратили свои ставшие бесполезными органы, другие (как медведи, летучие мыши и совы) предпочитают темноту, но, будучи совсем лишены солнца, эти животные скоро погибнут.

В начале 1960-х британский ученый, доктор Джеймс Лавлок (р. 1919), работавший для НАСА над обнаружением жизни на Марсе, выдвинул гипотезу Геи, названную так в честь греческой богини земли. “Биосфера есть саморегулирующаяся сущность, способная поддерживать здоровое состояние нашей планеты, контролируя окружающую среду на химическом и физическом уровнях”, – писал Лавлок в своем бестселлере Gaia: A New Look at Life (“Гея: новый взгляд на жизнь”) [539] . Теория гласит, что живые компоненты Земли регулируют неживые (атмосферу, океаны) в собственных целях, стабилизируя окружающую среду и сохраняя ее благоприятной для себя. Вся эта система в комплексе может рассматриваться как единый организм, таким образом, наш мир регулирует сам себя, чтобы сохранять благоприятность для огромного числа взаимодействующих видов, составляющих “жизнь” этого мира. Другими словами, земной шар работает над тем, чтобы все пребывало в идеальном равновесии.

539

См.: James Lovelock, Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford: Oxford University Press, 1979 и The Ages of Gaia. Oxford: Oxford University Press, 1988.

Среди массированной критики этой теории встречался и тот аргумент, что такая гипотеза со стороны эволюции предполагает прогнозирование и планирование, тогда как все свидетельствует о том, что жизнь скорее случайна. Лавлок уточнил свои идеи во второй книге (с тех пор он написал еще четыре), разработав математическую модель, которую назвал Daisyworld (“Маргаритковый мир”): на гипотетической необитаемой планете есть два вида растений – черные и белые маргаритки, организованные так, чтобы поддерживать равновесие температуры и атмосферы в идеальном для роста маргариток состоянии. Черные маргаритки поглощают солнечный свет и нагревают планету, белые отражают свет и охлаждают планету, оба вида при этом по обстоятельствам увеличивают или уменьшают свою популяцию. Иными словами, живые системы стабилизируют свою глобальную окружающую среду. Не совсем ясно, насколько хорошо модель маргариткового мира передает всю сложность климата и биосферы Земли, и ученые, особенно биологи-эволюционисты, до сих пор относятся к идее Лавлока с сомнением. Впрочем, некоторые его аргументы были приняты. Как писал Оливер Мортон, “идея жизни как пассивного содержимого, приспосабливающегося к своему окружению без всякой возможности воздействия, – а ведь это действительно было главной парадигмой еще сорок лет назад, – окончательно устарела” [540] . Сейчас мы уже вполне готовы принять идею о сотрудничестве Земли с Солнцем.

540

Morton, Eating the Sun. Р. 256.

Глава 18

Темная биосфера

Океан выглядит совершенно однородным, в конце концов это все вода… Но морская вода, как и морское дно, только выглядит однородном…

Robert Kunzig, Mapping the Deep [541]

Почему доктор Баллард во время своих фотовылазок на “Титаник” обычно слушал классическую музыку во время спуска и рок на обратном пути? Невозможно представить себе обратную картину.

James Hamilton-Paterson, Three Miles Down [542]

541

Robert Kunzig, Mapping the Deep: The Extraordinary Story of Ocean Science. N. Y.: Norton, 2000. Р. 207.

542

James Hamilton-Paterson, The Great Deep: The Sea and Its Thresholds. N. Y.: Henry Holt, 1992. Р. 165.