Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

^{Типичные траектории движения солнца в течение дня в средних широтах Северного полушария}

Перемещение солнца по небу определяется его изменяющимся азимутом: так называют угол между истинным севером и точкой горизонта, находящейся прямо под солнцем.

Предположим, вы находитесь в Англии в сентябре и подобно ласточке хотите направиться на юг; что получится, если вы будете прокладывать курс по солнцу? Если вы отправитесь в путь на заре, причем солнце будет находиться слева от вас (азимут 90°), вы начнете двигаться в приблизительно верном направлении. Но в течение дня азимут солнца будет постепенно изменяться, и ваш курс будет отклоняться вправо. В полдень, когда солнце окажется строго на юге (азимут 180°), вы уже будете направляться на запад, а к вечеру, когда солнце будет заходить на западе, окажется, что вы движетесь к северу. В итоге получится, что траектория вашего движения имеет приблизительно U-образную форму, что вряд ли можно назвать удовлетворительным результатом.

Надеяться удерживать постоянный курс можно, только учитывая постоянно меняющийся азимут солнца. Но как это сделать?

Для этого существует прибор, который называют солнечным компасом с поправками на время. Как ни удивительно, именно такое устройство повлияло на ход Второй мировой войны.

В 1940 году, после падения Франции, британская армия в Египте оказалась под серьезной угрозой со стороны гораздо более многочисленных итальянских сил, которые базировались на западе, в Ливии. Потеря Египта и всего Ближнего Востока казалась вполне реальной перспективой. Утратив доступ к Суэцкому каналу и нефтяным месторождениям Ирака, Британия могла потерпеть поражение, и державы оси стали бы тогда непобедимыми. В этом случае мир был бы сейчас совсем другим.

По счастливой случайности в этот критический момент в Каире оказался один замечательный человек — Ральф Багнольд (1896–1990). Это был опытный штурман, который в 1920-е и 1930-е годы исследовал по большей части не нанесенные на карты внутренние области Восточной Сахары на облегченных автомобилях «форд». Хотя Багнольд был всего лишь майором, он отважно пренебрег «официальными каналами» и ухитрился послать записку прямо новому главнокомандующему, генералу сэру Арчибальду Уэйвеллу.

Он рекомендовал сформировать из специально обученных добровольцев патрульное подразделение, которое должно было проникать глубоко за линию фронта на «оборудованных для условий пустыни машинах» для сбора разведывательной информации и нанесения точечных ударов. Уэйвелл немедленно вызвал его и был сильно впечатлен предложениями Багнольда[63]. Пользуясь полной поддержкой генерала, Багнольд быстро нашел необходимых людей и создал свое подразделение под весьма прозаическим названием — Группа дальней разведки пустыни (ГДРП)[64].

Вскоре после этого, когда итальянцы начали наступать на восток вдоль берега Средиземного моря, первые патрули ГДРП тайно отправились на запад через пустыню, расположенную в 500 километрах к югу. Серия неожиданных нападений, которые они совершили, оказалась в высшей степени результативной: итальянцы пришли в такое замешательство, что их наступление задержалось на несколько месяцев. Эта задержка позволила британцам дождаться подкреплений, и вскоре они смогли отбросить итальянскую армию назад. ГДРП продолжала играть важную роль и в дальнейших кампаниях в пустыне, но в конце войны была распущена. Возможно, именно поэтому ее замечательные достижения прославлены меньше, чем подвиги десантников Специальной авиадесантной службы, которая была создана приблизительно в то же время.

Точная навигация в пустыне была жизненно важна для успешных действий ГДРП. Она была необходима патрулям для выживания в чрезвычайно неблагоприятных условиях глубинных районов пустыни. Существовала, однако, одна трудность: они почти не могли использовать магнитные компасы. Эти приборы не только плохо переносили тряску во время переездов, но и не давали точной информации, так как стальные рамы грузовиков порождали большие отклонения. На практике на магнитный компас можно было полагаться только на некотором расстоянии от грузовиков. Поскольку патрулям нужно было быстро перемещаться, они не могли позволить себе слишком частые остановки. Поэтому им остро нужны были другие средства, которые позволили бы им держаться верного направления, — средства, которые хорошо работали бы на трясущемся и качающемся грузовике.

Решением этой задачи стал простой солнечный компас с поправками на время, который Багнольд разработал для своих путешествий по пустыне еще до войны. Он состоял из регулируемых круглых солнечных часов: на циферблат была нанесена шкала в градусах, на которую отбрасывала тень вертикальная игла. Кроме того, имелся набор карточек, по одной на каждые три градуса широты, на которых были записаны азимуты солнца в разное время дня.

Карточки использовались для калибровки компаса, хотя летом около полудня этот прибор становился бесполезным, потому что тень иглы была слишком короткой и не достигала шкалы, нанесенной по краю циферблата. Это давало бойцам долгожданный повод остановиться и укрыться от солнца, светившего почти прямо сверху. По ночам штурманы могли проверять свое положение, наблюдая за звездами[65].

В своем отчете о довоенных экспедициях Багнольд приводит красочное описание навигации в пустыне при помощи солнечного компаса:

Поскольку у других животных нет навигационных таблиц, по которым Багнольд калибровал свой солнечный компас, вполне можно подумать, что они никак не могут ориентироваться по солнцу. Однако не следует недооценивать могущество естественного отбора, особенно когда речь идет о созданиях, существующих уже сотни миллионов лет.

Первый намек на возможность использования животным солнечного компаса появился в работе влиятельного британского эрудита сэра Джона Леббока (1834–1913). Хотя Леббок очень сильно отличался от Фабра, жившего почти в то же время, он тоже был одним из первопроходцев в области исследования чудес навигации у насекомых. Леббок был банкиром, политиком, археологом, антропологом и биологом, а также близким другом, соседом и верным учеником Чарльза Дарвина. Хотя теперь он почти забыт, в свое время он был весьма известным общественным деятелем.

Леббок особенно любил муравьев и держал множество этих насекомых в своем загородном доме, где он, как и Фабр, исследовал их навигационные способности — хотя и существенно более упорядоченным образом. Тем, кому посчастливилось приехать к нему в гости на выходные, он устраивал экскурсии по своим любимым муравейникам со стеклянными стенками.

Леббок хотел выяснить, как черные садовые муравьи[67] находят обратную дорогу к своему муравейнику. Сначала он установил, что, в отличие от рыжих муравьев Фабра, они могут следовать по маршруту, отмеченному запахами, но потом заметил нечто странное: казалось, что свечи, которыми он освещал свою работу, также влияют на поведение муравьев. Это его озадачило, он провел еще несколько опытов и в конце концов заключил, что на ориентацию муравьев «весьма сильно влияет направление света»[68]. Леббок был слишком осторожен, чтобы делать более общие выводы, но, как показали дальнейшие исследования, свечи явно служили заменой солнцу. Это замечательное открытие было опубликовано в 1882 году.

Швейцарский доктор в Тунисе

К началу ХХ века навигацией у муравьев занимались сразу несколько ученых. Возможно, самым замечательным из них был чудаковатый швейцарский врач из Лозанны Феликс Санчи (1872–1940), который в 1901 году, в возрасте 29 лет, приехал в Тунис и поселился в древнем укрепленном городе Кайруан[69]. В этой изолированной крепости, так называемой Мекке Магриба, он и прожил почти до самой смерти, ухаживая за больными из местного населения.

В 1890-х годах, еще юным студентом, Санчи участвовал в грандиозной научной экспедиции в Южную Америку, в которой у него возник глубокий интерес к муравьям. Теперь, живя на краю Сахары, он смог посвятить свое свободное время наблюдениям за многочисленными видами, живущими в этой пустынной местности, и их коллекционированию. Вскоре Санчи начал публиковать научные статьи по навигации у муравьев. Его открытия были поистине революционными, но, поскольку о них рассказывалось в малоизвестных швейцарских журналах, в то время они по большей части оставались незамеченными.

Санчи был изобретательным экспериментатором и, в отличие от многих ведущих ученых своего времени, развивал свои теории, исходя из результатов пристального наблюдения за реальным поведением животных в их естественной среде обитания, а не лабораторных экспериментов, основанных на предположениях о том, что животные должны делать.

Несмотря на открытое Леббоком значение света, дискуссии о навигации у муравьев по-прежнему в основном сводились к спорам о роли, которую могут играть запаховые метки. Однако Санчи знал из своих полевых наблюдений, что пустынные муравьи, которыми он интересовался, не возвращаются в свои гнезда по тому же извилистому пути, по которому они уходили от них. На самом деле они перемещаются по более или менее прямому маршруту — так сказать, прямой наводкой. К тому же в условиях чрезвычайно сильной жары летучие химические вещества, которые должны лежать в основе любой ароматической метки, испарялись бы так быстро, что никакой практической пользы от них быть не могло.

Объяснить это удивительное поведение было трудно. Другой исследователь пустынных муравьев, французский инженер-строитель Виктор Корнец (1864–1936), также работавший в Северной Африке, не мог решить эту загадку. Он смог только предположить, что муравьи используют «абсолютное внутреннее чувство направления», но понятия не имел, как такой таинственный механизм на самом деле может работать. Это не удовлетворило Санчи, который задал один дерзкий вопрос.

Не могут ли муравьи использовать в качестве компаса солнце?

Санчи придумал простой, но блестящий способ проверить эту новаторскую идею. Он устанавливал экран, который загораживал муравью солнце, а затем при помощи зеркала показывал ему отражение солнечного света с противоположного направления. В большинстве случаев муравей послушно изменял свой курс на 180 градусов.

Вне зависимости от того, знал ли Санчи о более ранней работе Леббока, именно ему принадлежит заслуга представления первого доказательства того, что солнечный компас входит в навигационный инструментарий животных. Но он не остановился и на этом. Впоследствии Санчи показал, что муравьи способны успешно ориентироваться в сумерках после захода солнца. Они не теряли этой способности и днем, когда картонный цилиндр (который экспериментатор держал над идущими муравьями) позволял им видеть только маленький, пустой кружок неба.

Санчи пришел к выводу, что для сохранения курса муравьям не обязательно видеть сам солнечный диск. Ему было трудно объяснить эти результаты, но он предположил, что муравьи, возможно, используют перепады интенсивности света или какие-то другие небесные ориентиры — он даже задавался вопросом, не могут ли они каким-то образом видеть при дневном свете расположение звезд[70].

Открытия Санчи получили должное признание только после его смерти, и к тому времени сходное поведение было замечено и у медоносных пчел.

Самыми первыми птицами, перемещения которых стали отслеживать с использованием спутниковых технологий, были странствующие альбатросы[71]. Эти огромные птицы, вес которых может достигать 12 килограммов, на протяжении многих веков поражали моряков, видевших, как легко они планируют и парят над волнами, почти никогда не взмахивая своими гигантскими крыльями. Поскольку они могли сопровождать корабли в течение нескольких дней или даже недель, было ясно, что они способны перелетать на большие расстояния.

[63] Bagnold, R. A., Libyan Sands: Travel in a Dead World (Eland Publishing, 2010). P. 220.

[64] Английское название — Long Range Desert Group (LRDG).

[65] Ibid. P. 59. См. также: Shaw, W. K. (1943). ‘Desert Navigation: Some Experiences of the Long Range Desert Group’, Geographical Journal. P. 253–258.

[67] Lasius niger.

[68] Lubbock, J., Ants, Bees and Wasps: A Record of Observations on the Habits of the Social Hymenoptera (D. Appleton and Co., New York, 1882). P. 263–270.

[69] Следующее изложение основано на Wehner, R. (1990). On the brink of introducing sensory ecology: Felix Santschi (1872–1940), Tabib-en-Neml, Behavioral Ecology and Sociobiology, 27 (4). P. 295–306.

[70] Увлекательный рассказ об истории первых исследований навигации у муравьев см.: Wehner, R. (2016). ‘Early ant trajectories: spatial behaviour before behaviourism’, Journal of Comparative Physiology A, 202 (4). P. 247–266.

[71] Diomedea exulans.