В мире с животными. Новое понимание животных: как мы можем изменить нашу повседневную жизнь, чтобы помочь им: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

В эпоху подробнейших интернет-карт и систем пошаговых навигаций несметное множество птиц, подобно Клепетану, каждый год преодолевают десятки тысяч километров. Они возвращаются в одно и то же место и чаще всего — в один и тот же день.

Осенью перелетные птицы понимают, что пришло то время года, когда пора отправляться в теплые края, где много пищи. Весной они возвращаются в места с более умеренным климатом. Из 10 тысяч видов птиц около 1800 видов следуют этой модели поведения. (Остальные виды птиц ведут оседлый образ жизни и остаются на одном месте круглый год.) Некоторые совершают свои путешествия как можно быстрее, тогда как другие предпочитают неторопливые, вальяжные перелеты. Птица дупель развивает скорость до 100 километров в час и покрывает более 6 тысяч километров за два дня. Малый веретенник летит на расстояние более 10 тысяч километров буквально на одном дыхании, без остановки на отдых и еду. Американский вальдшнеп, птица с довольно округлым телом и длинным прямым клювом, предпочитает неторопливую миграцию, совершая перелеты ночью на малой высоте. Иногда небольшие стаи вальдшнепов могут развивать приличную скорость — до 50 километров в час, но обычно они летят на сниженной скорости, едва достигая 8 километров в час. Медленнее не летает ни одна птица в мире.

Расстояния, которые преодолевают птицы во время миграции, тоже самые разные. Североамериканский голубой тетерев на зимние месяцы лишь поднимается на Береговые хребты, тянущиеся вдоль побережья Тихого океана, и поселяется там в горных сосновых лесах, питаясь иглами. К наступлению весны эти птицы, накопив силы для миграции, перелетают с гор вниз, где устраивают себе гнезда в земле и едят уже свежие листья и семена. Крошечные полярные крачки демонстрируют другую крайность: каждый год, летя зигзагами, они преодолевают более 70 тысяч километров между Гренландией и Антарктидой. Птичка весом не более ста граммов, менее всего, казалось бы, приспособленная к дальним перелетам, спокойно перескакивает с континента на континент, поскольку всегда точно следует воздушным потокам, и поэтому ей никогда не приходится лететь против ветра. Полярная крачка может прожить более тридцати лет, то есть расстояние, которое она преодолевает за свою жизнь, в совокупности равно трем полетам на Луну и обратно.

Как птицам удается такая точность? На этот вопрос есть несколько вариантов ответов. Ученые подозревают, что птицы с рождения умеют определять местность, так как в них генетически заложена программа ориентирования по солнцу и звездам. Кроме того, микроскопическое количество железа, присутствующее в ушах птиц, может взаимодействовать со зрительными нервами, что помогает определять магнитный меридиан. Еще один важный инструмент навигации — это клюв. Считается, что птицы обладают своеобразной обонятельной картой, помогающей им находить путь по запаху. И наконец, тройничный нерв, проходящий в клюве, улавливает напряженность магнитного поля, позволяя перелетным птицам чувствовать, как далеко они находятся от полюсов Земли.

Магнитное поле Земли довольно слабое, около сорока миллионных долей тесла, — сравните с магнитно-резонансным томографом, который излучает до трех тесла магнитной индукции. Существуют некоторые предположения, что у птиц есть встроенный внутренний компас, состоящий из светочувствительных соединений, известных как фотохимические элементы. Когда они вступают в контакт со светом, то становятся восприимчивыми к малейшим изменениям магнитных полей, что в теории обеспечивает птицам ориентацию на основе их восприятия света. Этим можно объяснить, почему птицы сбиваются с пути, находясь рядом с высоковольтными линиями и коммуникационным оборудованием. Немецкие зоологи недавно предположили, что птицы «видят» магнитные поля с помощью фотохимических элементов в своем правом глазу. Взаимодействуя с левым полушарием, элементы синтезируют светлые или темные тени на основе магнитных полей Земли, по сути создавая легко читаемую карту передвижений до места назначения.

Некоторые птицы, видимо, ориентируются по небу. Они освоили искусство астрономической навигации намного раньше человека, который изобрел солнечные часы три с половиной тысячи лет назад, а секстант — всего лишь 300 лет назад. В начале 1950-х годов ученые предположили, что многие виды птиц пользуются солнечным компасом. Наблюдая за специально отобранными европейскими скворцами — красивыми птицами с глянцевыми черными перьями, — исследователи обратили внимание, что они корректирует свои маршруты, ориентируясь на положение солнца на небе. Дальнейшие исследования показали, что птицы умеют учитывать свои внутренние циркадные ритмы^{4} и это позволяет им в течение дня подстраиваться к движению солнца. Современные люди, чтобы узнать, который час, и выяснить свое местоположение, нуждаются в айфонах и смартфонах, тогда как скворцу — и многим другим перелетным птицам — довольно лишь мельком взглянуть на солнце и точно определить, в каком месте планеты они находятся.

Домашние голуби обладают еще более совершенными навигационными способностями. Они могут развивать скорость до 150 километров в час и находить путь даже за сотни километров от дома. Люди давно оценили замечательные голубиные способности. Мало известно, как птицы добиваются этого, но, по версии современных орнитологов, домашние голуби способны запоминать сверхзвуковые характеристики окружающей среды и потому всегда успешно возвращаются домой «на слух». «С помощью звуков они представляют себе окружение своей голубятни, подобно тому как мы узнаем свой дом, используя зрение», — говорит геофизик Джон Хэгструм, изучающий свойства голубей[4].

Сентябрь 1918 года, конец Первой мировой войны. Пятьсот американских солдат оказались в ловушке у подножия холма и находились под непрерывным огнем немцев. В течение дня их батальон сократился до двухсот человек. Хуже того, американская артиллерия, дислоцированная за много километров от холма, ошиблась, когда определяла положение немцев, и регулярно отправляла снаряды в сторону своих. Не имея возможности наладить радиосвязь, атакованные со всех сторон американцы отправили в свою артиллерийскую часть двух голубей с мольбой прекратить бить по своим. Но птиц почти сразу сбили немецкие снайперы. В распоряжении майора Чарльза Уиттлси остался последний почтовый голубь — восьмилетняя Шер Ами. Он закрепил на ее лапке отчаянное послание артиллеристам: «Ради всего святого, прекратите огонь!» Как только голубка взмыла в небо, ее ранили в грудь, лапку и глаз, и тем не менее Шер Ами набрала бешеную скорость и долетела до огневой точки, преодолев 40 километров за 25 минут. Американская артиллерия прекратила огонь, и батальону удалось укрыться на территории союзников. Благодарные военные медики залечили раны Шер Ами и сделали для ее искалеченной лапки деревянный протез. Голубку отправили домой под личным присмотром командующего Американскими экспедиционными силами генерала Джона Першинга. За военные заслуги и спасение солдатских жизней Шер Ами была награждена французским Военным крестом и Золотой медалью Американского общества почтовых голубей. Чучело голубки хранится в Смитсоновском институте в Вашингтоне.

Необыкновенные способности голубей до сих пор остаются научной загадкой. Но есть птицы, о которых хорошо известно, что они ориентируются с помощью зрения — совсем как люди. Возьмем, например, сову. Если у большинства хищных птиц глаза расположены по бокам головы, то у совы глаза смотрят вперед, что позволяет ей гораздо лучше видеть при слабом освещении во время ночной охоты. Правда, глаза совы крепко зафиксированы в глазницах, поэтому, не имея возможности вращать ими, как это делает человек, она постоянно вертит головой. Благодаря четырнадцати шейным позвонкам (у человека их всего семь) сова способна поворачивать голову на 270 градусов. По сравнению с нашим зрением — ее намного острее.

Совы очень различаются по величине, например, длина тела сыча-эльфа едва достигает 14 сантиметров, и весит он не более 44 граммов, а размер евразийского филина — почти 75 сантиметров при весе 5 килограммов. У сов, как и у людей, бинокулярное зрение, то есть они способны четко видеть одновременно обоими глазами одно трехмерное изображение предмета. Тем не менее до недавнего времени ученые не верили, что мозг совы способен воспринимать большие объемы визуальной информации, например находить движущуюся цель на меняющемся фоне. Это требует высокой степени зрительной обработки, отмеченной ранее только у приматов. Однако новейшие исследования показывают, что совы и другие хищные птицы воспринимают мир почти совсем как люди. Израильские ученые провели эксперимент с обыкновенными сипухами: на головы сов, когда те наблюдали за движением черных точек на сером фоне, прикреплялись камеры, которые фиксировали, сколько времени нужно этой птице для измерения перемены направления целевой точки, движущейся в другом направлении. Оказывается, сипуха способна выделять и распознавать отдельные смысловые объекты на сложном фоне, например мышь, бегущую по полю в ветреную погоду, или птицу, отбившуюся от своей стаи, — что показывает высокий уровень развития мозга совы.

Теперь мы уже точно знаем, что птичий мозг гораздо сложнее, чем считалось прежде. Как показали недавние исследования, мозг птиц содержит гораздо больше клеток, чем у большинства млекопитающих, а их способности к решению сложных задач сравнимы со способностями приматов. Овладев новыми научными данными о птицах, мы можем с уверенностью говорить, что в скором времени выражение «птичьи мозги» перестанет быть оскорбительным и станет вполне лестным.

Покорители морей

Мировой океан покрывает более двух третей поверхности Земли и, насколько мы знаем, является обиталищем для 15 % всех биологических видов. Человек достиг поверхности Луны, посылает зонды в межзвездное пространство — и тем не менее огромная часть океана, более 80 %, отсутствует на картах, остается неизведанной и невидимой. Вода в 800 раз плотнее воздуха, она поглощает свет даже на небольших глубинах. Уже на глубине четырех метров вы не сможете увидеть красный цвет, на семи — оранжевый, а на глубине двадцати метров — зеленый. На глубине чуть более 200 метров океан становится темным, как самые дальние уголки космоса.

Океан населяет около миллиона биологических видов, и все его обитатели должны уметь ориентироваться в нем с исключительной точностью. Некоторые обитают близко к поверхности, во всем полагаясь на солнце. Зеленые морские черепахи, плавающие вдоль тропических и субтропических морей, знамениты своими путешествиями на огромные расстояния между местами кормления и пляжами, где происходит их вылупление. Каждые два — четыре года самки проплывают более четырех тысяч километров, чтобы отложить яйца на побережьях Северной Азии, Индии или уединенных островов в западной части Тихого океана. До тех пор, пока не был изобретен хронометр, благодаря которому можно точно определять географические широты и долготы, мореплаватели постоянно терялись в океанских просторах, между тем как самки черепах, преодолевая расстояния в тысячи километров, возвращаются точно на тот самый берег, где десятки лет назад они появились на свет. Эти величественные существа сегодня находятся на грани истребления: из-за постоянной законной и пиратской охоты на них, из-за браконьеров, собирающих черепашьи яйца, из-за лодок, которые их давят. А ведь эти животные могут определять свой путь как по магнитным полям Земли, так и ориентируясь по солнцу. По мнению ученых из Атлантического университета Флориды, черепахи, чтобы вычислить свое местоположение, вероятно, следят за высотой солнца над горизонтом.

Большинство видов рыб обосновались в каком-нибудь тихом уголке океана или озера и вполне довольны своей жизнью, но несколько сотен видов предпочитают путешествовать, проплывая в год сотни и даже тысячи километров. Некоторые в поисках пищи даже мигрируют между пресными и солеными водоемами. Возможно, самые удивительные ритуалы совершает тихоокеанский лосось. Его судьба могла бы стать сюжетом для голливудского боевика: захватывающая гонка на время, головокружительный бросок вверх против течения, опасные встречи с голодными медведями гризли, неистовая, хотя и мимолетная, любовь — и героическая смерть.

Для пяти разновидностей тихоокеанского лосося — это чавыча, кета, кижуч, горбуша и нерка — миграция оборачивается дорогой в один конец. Первые месяцы жизни лосось проводит в пресноводных водоемах. Малыш тихоокеанского лосося становится молодой красивой рыбой с нежной серебристой чешуей — в этом возрасте его называют смолтом. Со временем биохимические процессы в его теле меняются, и смолтам начинает требоваться соленая вода. Когда они мужают, то покидают пресные водоемы своего детства и держат путь в бескрайние просторы океана. В течение нескольких лет молодые лососи должны питаться очень хорошо, чтобы стать большими, могучими рыбами. Им нужно собрать много сил для последнего в их жизни путешествия.

Несмотря на свои тысячекилометровые странствия по океану, тихоокеанские лососи возвращаются в те самые реки, где когда-то родились. Ученые до сих пор гадают, как этим рыбам удается плыть так точно по маршруту. Согласно одной теории, лосось ориентируется по магнитным полям Земли; по другой — каждая река имеет собственный уникальный запах, и лосось использует свое исключительно острое обоняние, чтобы найти путь домой. Поиск своей реки — самая легкая часть. Реки текут в океан, а значит, лосось должен плыть против течения — это феномен, известный как ход лосося, или нерест лосося. К началу своего «хода» лососи претерпевают кардинальные физиологические изменения: чешуя темнеет, хвост набухает, у самцов вырастают острые зубы. За время пребывания в океане лососи наращивают сильные мышцы и накапливают большие запасы жира. Потом, в пути, они используют всю свою энергию без остатка, чтобы мчаться по воде против течения. Лосось преодолевает пороги и водопады, выпрыгивая из воды на три метра в высоту, пытаясь не попасть в лапы медведей, избежать орлиных когтей и человеческих рук. Он плывет без остановки и еды, пока не закончит свой поход, который может растянуться на сотни километров. Чавыча и красная нерка из Центрального Айдахо путешествуют на сотни километров и поднимаются по воде на две тысячи метров, прежде чем достичь своего родного нерестилища.

У тихоокеанского лосося — пусть похудевшего и истощенного, но сумевшего вернуться в родные реки — все-таки остаются последние силы для своей миссии. Самка лосося делает гнездо для нереста и откладывает пять тысяч яиц размером с горошину, известных как икра. Тем временем самцы кусаются, дерутся, гоняются друг за другом, а самый активный присоединяется к самкам и откладывает свою сперму рядом с ее икрой. Тело взрослого лосося больше не приспособлено к пресной воде, как это было в юности, и оно быстро разрушается после нереста. Практически лишенный еды, с ослабленным и совершенно разбитым телом, истощенный лосось, выполнив свое предназначение, погибает на том месте, где был рожден. Гибнет подавляющее большинство лососевых рыб, однако в Северной Атлантике была найдена небольшая часть вида, самки которого ухитряются выжить: они возвращаются в соленый океан, восстанавливают силы и снова пускаются в ход для воспроизведения потомства.

Большинство морских миграций не так драматичны, как у тихоокеанского лосося. Обитающая во всех мировых океанах большая белая акула по не вполне понятным причинам ежегодно мигрирует на тысячи километров. И хотя фильмы вроде знаменитых «Челюстей» (1975) Стивена Спилберга изображают белых акул свирепыми людоедами, их нападения на людей случаются крайне редко. Правда, по отношению к морским животным белые акулы не проявляют подобной деликатности и готовы поглощать кого угодно, начиная от морских птиц и заканчивая морскими черепахами и дельфинами. Но самое их любимое лакомство — богатые жирами неповоротливые тюлени.

До недавнего времени большая белая акула считалась территориальной, то есть оседлой рыбой, которая четко привязана к прибрежным водам и курсирует на сотни километров вдоль побережья в поисках популяции тюленей. Однако в статье, опубликованной в 2009 году в Proceedings of the Royal Society B^{5}, доказывалось, что в действительности белая акула — рыба трансокеанская, заплывающая практически во все моря планеты. Группа ученых Стэнфордского университета обнаружила, что белая акула вовсе не плавает на одном месте, а может, несмотря на скудность добычи, путешествовать по открытому океану, уплывая на пять тысяч километров. Некоторые большие белые акулы даже ныряют на глубину более 100 метров, чтобы поохотиться на плотные скопления рыб и кальмаров, известные как глубинные звукорассеивающие слои^{6}, богатые живностью.

Ученые с трудом находят закономерности в миграции белых акул, но все-таки стали известны некоторые места, отмеченные их повторными посещениями. Например, в Тихом океане белые акулы часто совершают любопытное зимнее путешествие: по неизвестным нам, людям, причинам они покидают богатые кормом места у побережья Калифорнии и отправляются к далекой и бесплодной полосе океана между Гавайями и Нижней Калифорнией. Эти воды так и называются Уайт-Шарк-Кафе (White Shark Cafe — «Кафе белых акул») — место, где у берегов зимой и весной отмечается самое большое на Земле скопление больших белых акул. Приплыв туда, они начинают совершать какие-то загадочные и крайне изнурительные погружения, достигая самых глубин океана. «День и ночь акулы очень быстро уходят на глубину от 50 до 250 метров и так же быстро поднимаются на поверхность. Вверх и вниз, вверх и вниз — иногда по сто раз в день, — двигаясь на пределе своих возможностей», — рассказал исследователь миграции акул Сэл Джоргенсен[5]. По предположению ученых, акулы ищут свои пары или, возможно, особенно лакомую рыбу, но на самом деле ни исследователи, ни кто-либо еще не знают, зачем акулам это надо. Ответ пока не найден.

Путешествия самых мелких

Несмотря на крошечный головной мозг — полмиллиметра в ширину и всего лишь миллион нейронов, — пчелы способны отлетать от своего улья на три километра и возвращаться обратно. Даже когда пчела попадает в плен, например случайно залетает в окно автомобиля или бывает захвачена гнусным ученым, — вырвавшись на волю, она в состоянии переориентироваться и вернуться к своему улью. Как может такое маленькое существо, живущее считаные дни, не имеющее гиппокампа, энторинальной коры и других развитых структур головного мозга, — как может оно находить дорогу домой? Ученые понятия не имеют. У них есть только предположения. Например, что карта пчелиной территории отпечатывается в ее маленьком мозгу и пчела мчится, жужжа, домой по знакомым ориентирам. Или что пчелы следят за положением солнца и ориентируются по своим внутренним часам — пчелиному способу определения широты и долготы.

Похожий способ используют рачки-бокоплавы, миниатюрные ракообразные, которых можно видеть на песчаных отмелях в сумерках после отлива. Их часто называют пляжными блохами, и это досадная ошибка, поскольку рачки-бокоплавы совсем не блохи и даже не кусаются. Издали эти существа напоминают пляшущие коричневые бобы. Они перемещаются по направлению от береговой линии, где ищут себе пищу, прячась во влажном песке. Движения рачков в течение дня главным образом направлены по оси от востока к западу — по тому же маршруту, по которому солнце движется по небу, а ночью их ориентиром служит луна.

Некоторые насекомые ориентируются по звездам. Жук-навозник, или навозник-землерой, предпочитает выполнять свою грязную работу под покровом ночи. Возвращаться домой с добычей ему помогает звездное небо. Вечерами навозник занимается тем, что скатывает шарики из помета животных и закапывает их во влажную почву. Навозный жук не выглядит особенно выносливым и сильным, но, по данным исследований Лондонского университета королевы Марии, вес шариков, которые самец навозника перекатывает за один прием, порой может в 1100 раз превышать его собственный. Представьте себе человека, тянущего за собой шесть наполненных людьми двухэтажных автобусов.

Скатывать комки из испражнений — не самое простое занятие, как может показаться кому-то, кто ни разу не пробовал это делать. Жуку часто приходится стряхивать с них мельчайших насекомых, которые то и дело норовят прокатиться за просто так на навозном шаре. В результате жук теряет направление и всякий раз должен заново выстраивать свой маршрут. Кропотливые исследования показали, что перед возвращением домой навозник обычно забирается на свежескатанный комок и совершает на нем танец по кругу — на самом деле так он ориентируется на местности. «Дорсальные (верхние) глазки жуков-навозников специально устроены таким образом, чтобы анализировать поляризацию света — направление, в котором свет вибрирует», — рассказала в 2013 году исследователь Мари Даке[6]. Навозный жук использует поляризационные характеристики ночного неба, чтобы не двигаться по кругу. Ученые пришли к выводу, что некоторые подвиды навозных жуков гораздо лучше ориентируются в ясные звездные ночи, когда на небе четко виден Млечный Путь.

От скромного навозного жука переходим к насекомому, отточившему свои навигационные способности до совершенства. Бабочку монарха недаром называют одним из самых удивительных природных явлений, ведь в одной ее миграции задействованы четыре поколения бабочек. Начиная с марта и апреля из яйца через четыре дня после кладки вылупляется личинка бабочки в виде гусеницы. Около двух недель малыши-гусеницы ползают вокруг и поедают листья ваточника, пока не становятся готовыми к следующей стадии своего метаморфоза. Зацепившись за стебель растения, гусеница обволакивает себя плотной шелковой оболочкой и превращается в куколку. Снаружи куколка кажется неподвижной, но внутри кокона происходят захватывающие события — старые части тела гусеницы превращаются в крылья. Примерно через десять дней появляется бабочка, расправляет крылья и взмывает вверх. Она прекрасна, но жизнь ее коротка — в распоряжении бабочки монарха всего от двух до шести недель. За это время она должна отложить как можно больше яиц, прежде чем погибнуть.

Метаморфоз бабочек повторяется снова, и появляется сначала второе поколение, рожденное в мае и июне, а потом и третье — рожденное в июле и августе. Каждое последующее поколение продолжает путь предыдущего, следуя все дальше на север и долетая даже до Канады. Но миграция рожденного в сентябре и октябре четвертого поколения бабочек монархов отличается от остальных. Их путешествие проходит намного труднее. Когда наступают холода, бабочки отправляются на юг, в Мексику, и делают это в одиночку. Живут они уже не от двух до шести недель, а от шести до восьми месяцев, мигрируя за зимний период на расстояние до четырех тысяч километров. Особенно знаменит Биосферный заповедник бабочек монархов, который находится в Мексике, в ста километрах от Мехико, и вмещает практически всю прилетающую популяцию. (Монархи, живущие к западу от Скалистых гор, холодные месяцы проводят в Южной Калифорнии.) Зимуют бабочки монархи, расположившись сплоченными группами на ветвях и стволах хвойных деревьев; их спячка длится до тех пор, пока они не будут готовы отправиться назад на север, чтобы снова начать жизненный цикл четырех поколений.

Некоторое время считалось, что путешествие бабочек монархов — самое протяженное среди всех миграций насекомых, но недавние исследования показали, что рекорд все-таки ставит стрекоза. Вернее, определенный вид стрекоз, именуемый бродяжкой рыжей, или бродяжницей рыжей, — что, надо сказать, звучит вполне уместно. Бродяжка рыжая, имеющая фасетчатые глаза, мощные крылья и вытянутое тело, принадлежит не только к самым известным насекомым на планете, но и к самым загадочным. Натуралисты давно знали, что некоторые виды стрекоз бывают перелетными, но из-за размера и скорости полета отследить их на длинных расстояниях казалось маловероятным. Однако эти маленькие, но очень мощные вертолеты могут перемещаться в шести направлениях и лететь со скоростью до 50 километров в час. Большинство стрекоз не знают, что такое настоящая миграция; за свою жизнь, которая укладывается в один-два месяца, они пролетают не более чем несколько километров. Но жизнь бродяжки рыжей представляет собой совсем другую, исключительную историю.

Секрет этого загадочного насекомого был раскрыт лишь в 2009 году, когда биолог Чарльз Андерсон опубликовал в Journal of Tropical Ecology свое исследование. Андерсон изучал бродяжек самым традиционным, старомодным способом: он наблюдал за ними. Сопоставив свои наблюдения, сделанные в Индии, Восточной Африке и других местах с сезонными изменениями погоды, ученый пришел к выводу, что многие невероятно протяженные миграции бродяжек требуют участия нескольких поколений — именно так происходит во время миграции бабочек монархов. Сначала Андерсона заинтересовал вопрос, почему эти невзрачные желтые насекомые вдруг появляются около его дома на Мальдивах — тропических коралловых островах к юго-западу от Шри-Ланки, — а затем загадочным образом исчезают. Наблюдая за ними более 15 лет, он обнаружил, что бродяжки рыжие перелетают Индийский океан, следуя за муссонными дождями. Как выяснилось, стрекозам просто нравится спариваться под проливным дождем, и потому они готовы следовать за муссонами, пролетая расстояние до 16 тысяч километров.

[4] Lee J. New Theory on How Homing Pigeons Find Home // National Geographic. 2013. January 30 (news.nationalgeographic.com/news/2013/13/130130-homing-pigeon-navigation-animal-behavior-science).

[5] Brannen P. Tracking the Secret Lives of Great White Sharks // Wired. 2013. December 19 (www.wired.com/2013/12/secret-lives-great-white-sharks).

[6] Castro J. Wow! Dung Beetles Navigate by the Stars // Live Science. 2013. January 24 (www.livescience.com/26557-dung-beetles-navigate-stars.html).