Чудо-компасы

Здесь изучают магнитные компасы рыб

Борок… Когда-то здесь было родовое поместье Николая Александровича Морозова, замечательного человека, талантливого естествоиспытателя, революционера, просидевшего более тридцати лет в царских тюрьмах.

Первый вопрос, который задают здесь приезжему, всегда один и тот же:

— Ну, а в гостях у Морозова вы уже побывали?

Вот мы с вами прежде всего и пойдем в дом, где родился, жил и умер Николай Александрович, — там сейчас мемориальный музей его имени.

К тому же с этим замечательным человеком полезно познакомиться, а особенно нам, будущим испытателям природы. Ведь Морозов был одним из нас, естествоиспытателей.

Посетители неслышно ступают в войлочных туфлях по тихим комнатам старинного бревенчатого барского особнячка, рассматривают картины, фотографии, мебель, арестантский халат, в котором Николай Александрович вернулся из тюрьмы, перелистывают книги, которые тот написал, и незаметно для самих себя подпадают под обаяние этого человека.

Скоро посетителю становится ясно: ведь свою детскую улыбку, открытое доброе лицо и душевную чистоту Морозову удалось сохранить потому, что он всю жизнь руководствовался большим жизненным правилом: человек должен смотреть на себя как на орудие счастья для других.

Морозов прожил, подчиняясь этому правилу, и, вероятно, был гораздо счастливее других, кто не знал нужды, кто не провел тридцати лет в страшных казематах Петропавловской и Шлиссельбургской крепостей. Отсюда идет и его любовь к жизни, и жизнерадостность. «Иногда в Шлиссельбурге я просыпался с такой радостью и легкостью в душе, что начинал петь. Я чувствовал, что могу быть счастливым здесь, в этих стенах, и что ничто не сломит моей души», — писал Морозов.

Морозов любил природу и считал, что близость к ней, естественные науки и революция принесут счастье людям, человечеству. После Октябрьской революции он, видный ученый, создал биологическую станцию в своем поместье и отдал ее народу.

Ну, а сейчас вокруг морозовского домика раскинулись постройки института.

А отойдешь несколько шагов в сторону — и началось сказочное лукоморье: того гляди, возникнет дуб, а на дубе том кот ученый…

Чуть дальше — Рыбинское водохранилище, а там гудят волжские пароходы, качаются в институтском порту суда…

Зайдем к ихтиологам.

Много разных вопросов изучают здесь, — вопросов, связанных с жизнью рыб. Очень интересуются здесь и рыбьей навигацией. И это понятно: проблема навигации рыб имеет не только теоретическое, но и практическое значение.

Многие рыбы после нагула в Каспийском море идут вверх по Волге, чтобы, отметав икру в излюбленных местах, скатиться в море. Проходит некоторое время, и их детишки-мальки плывут в Каспий. Однако река во многих местах перегорожена плотинами. Всюду возникли огромные водохранилища — как тут плыть рыбе?

Люди построили рыбоходы, соединяющие верхний бьеф с нижним, водохранилище с рекой. И как ведут себя рыбы, оказавшись перед плотиной? Находят ли они дорогу в рыбоходы?

Что делают они в верхнем бьефе, когда нарушены привычные условия жизни и исчез компас, указывавший рыбе путь на место нереста — течение реки? А нельзя ли как направить рыб на новые места нереста?

Мы с вами исследователи, а исследователи тем и отличаются от неисследователей, что их интересует все, но больше всего любимый вопрос. Тут уж они хотят знать не только то, что знают другие, но и то, что никто не знает и что надо исследовать самому.

Наш любимый вопрос — это вопрос ориентации. Вот мы и отправимся в лабораторию, где им занимаются.

Здешние ихтиологи гостеприимный народ, и они вовсе не считают, что если тебе немного лет, то ты обязательно истребитель и истязатель всего живого, мастер ломать тонкие приборы и специалист совать свой длинный нос туда, где он меньше всего нужен. Местные ребята готовы помочь взрослым в их исследованиях, и взрослые готовы принять их помощь.

Нас проводят в большую комнату, уставленную аквариумами, аккумуляторами, опутанную проволоками, — рай для Андрейки.

Посреди комнаты два массивных бетонных пьедестала. На них устанавливаются аквариумы, когда проводятся самые тонкие эксперименты и есть опасность, что рыбешки воспримут дрожание пола от шагов за какой-нибудь сигнал.

Рядом с пьедесталом стоит длинный ящик на высоких ножках. Он наполнен водой, и в нем плавает несколько рыбок — это аквариум. На аквариум как бы надеты два кольца, очень похожих на велосипедные колеса, но только без втулок и спиц. На колеса намотана тонкая звонковая проволока. Наш Андрейка не заслужил бы звания великого электротехника нашей эпохи, если бы не уставился глазами на обмотку и проводку.

Аквариум разделен на два отсека тонкой непрозрачной перегородкой. В перегородке лаз для рыбешек. Над каждым отсеком горит по лампочке: над одним яркая — это «светлый» отсек. Над другим более тусклая — это «темный» отсек.

По аквариуму шныряют рыбешки.

Наши склоненные фигуры они даже не замечают. Но обижаться на них за это мы не будем. Мы учтем, что рыбешек специально приучили к склоненным фигурам посетителей и экспериментаторов. Чтобы опыт был чистым, вовсе не обязательно устанавливать аквариум на бетонном основании. Если рыбешки часто будут слышать человеческие шаги, человеческую речь, видеть фигуры посетителей, слышать их разговоры, то у них не образуется никаких дополнительных рефлексов ни на фигуры, ни на шаги, ни на разговоры.

И тут к нам подходит человек с бородой точно такой же, как у Морозова. Ясно — ученый!

— Хотите с нашими подопытными рыбешками познакомиться? — говорит он и гладит бороду. — Очень даже похвально. Особенно если учесть, что они у нас не очень-то простые.

— А чем они замечательные? — спрашивает Лешка.

Лешка такой человек — он с любым заговорит, словно расстался с ним пять минут назад.

— Небось думаете, что только в сказках человек разговаривает с золотыми рыбками? Глубоко ошибаетесь! Наши рыбки, хоть они вовсе и не золотые и не сказочные, прекрасно понимают человеческую речь.

— И вовсе мы так не думаем! Мы знаем, что ученые часто разговаривают со своими подопытными особями, — говорит Павлик. — Один орнитолог всегда начинает свой опыт так: «Ну что ты мне сообщишь сегодня, скворушка?» А кончает так: «Молодец, скворушка! Ты мне сегодня ответил на главный вопрос».

— О-о-о! — говорит ученый с уважением. — Оказывается, я имею дело с эрудированными товарищами. Но одно дело птицы, и совсем другое — рыбы! Для рыб нужно другое заклинание. Без этого заклинания не состоится никакой разговор. Итак, смотрите, что будет ровно через две минуты.

Мы все смотрим на часы. Ровно через две минуты ученый начинает:

— Рыбешки вы, рыбешки! Вы у нас самые умные, вы у нас самые разумные. Вот я прошу вас покорно: проследуйте, пожалуйста, в темный отсек. Тут на экскурсию приехал опытный народ — надо не ударить лицом в грязь.

Едва кончились эти слова, как рыбешки, вильнув хвостиками, шмыгают в лаз и скоро оказываются в темном отсеке.

Чудеса!

— А я знаю! — кричит Лешка. — Это вы выработали рефлекс на человеческий голос. Вовсе не важно, что именно вы сказали. Рыбы услыхали ваш голос и поэтому поплыли. Голос — это сигнал.

— О-о-о! — говорит с еще большим уважением Бородач. — Даже последователь учения Павлова налицо! Что ж, может, он и объяснит, почему рыбешки раньше не направлялись во второй отсек? Ведь они и перед этим слыхали и вашу речь и мою. Выходит, они уловили смысл слов?

— Не знаю! — отвечает растерянно Лешка. — Я еще не думал.

— Ну, а теперь смотрите, что будет ровно через две минуты.

С этими словами Бородач наклоняется над аквариумом и снова произносит заклинание.

— Рыбешки вы, рыбешки! Вы у нас самые умные, вы у нас самые разумные. Вот и прошу я вас оказать нам любезность — переправиться в светлый отсек через две минуты. Дополнительных сигналов не ждите.

Мы стоим не шевелясь, смотрим то на аквариум, то на часы, то на Бородача. Ровно через две минуты в лазе показывается первая рыбешка. За ней вторая, третья, четвертая. Скоро они все перебираются в светлый отсек.

— А я знаю! — восклицает Павлик. — Это биологические часы работают. У них часы типа песочных с двухминутным заводом. Так, да?

— Час от часу не легче! — восклицает Бородач и гладит бороду левой рукой. — Один — знаток учения Павлова. Другой знает, что существуют не только наручные часы, но и биологические. Однако часы тут ни при чем. Назначайте свое время. Через сколько минут вы хотите, чтобы рыбешки направились в темный отсек?

— Через шесть минут и тридцать шесть с половиной секунды! — выпаливает Лешка.

— Прекрасно! Насчет секунд не ручаюсь, а насчет минут — следите!

Рыбешки плавают туда и сюда и не обращают ровно никакого внимания ни на нас, ни на часы. Да и что толку им смотреть на часы, если из-за преломления света в воде им не уловить ни циферблатов, ни стрелок. А если бы они и увидели, то не родилась еще рыбешка, которая могла бы определять время по стенным часам. Да и зачем, спрашивается, рыба стенные часы, если у нее есть свои, биологические?

Мы смотрим во все глаза на ученого, пытаясь уловить сигнал. Он молчит, смотрит на часы, лукаво улыбается. Может, его рыбешки так уж приучены: если экспериментатор лукаво улыбается, то плыви в темный отсек? Если не улыбается, то — в светлый?

— А я знаю! — кричит Андрейка. — Это вы электромагнит незаметно включаете. А переключатель у вас в кармане. Вот и проволочки идут в карман! — С этими словами Андрейка тянет за тонкие проволочки, которые скрываются в кармане Бородача.

— Сдаюсь! — говорит Бородач. Он вынимает руки из карманов и поднимает их вверх. От одной руки тянутся проволочки к обмотке на установке.

— Вы включаете электромагнит над светлым отсеком — и рыбы удирают от него в темный отсек. Так, да? А потом включаете электромагнит над темным отсеком, и рыбы плывут в светлый. Да? Или наоборот?

— И вовсе не так, и вовсе не наоборот! — говорит Бородач и предлагает Андрейке проследить всю схему. И тут выясняется, что в руке у него вовсе не переключатель, а простая кнопка от электрического звонка.

— Такой кнопкой нельзя включать попеременно то один отсек, то другой. Ею можно включать весь агрегат в целом. Нет, не убегают рыбешки от магнитного поля!

Оказывается, рыбешек долго учили — вырабатывали у них рефлекс на магнитное поле по отрицательной методике.

Делалось это так.

Экспериментатор включал спаренные секции электромагнита — обе обмотки вместе — при таком сдвоенном магните силовые линии распределяются равномерно по всему аквариуму — и начинал гнать рыбешек стеклянной палочкой из светлого отсека в темный. И через некоторое время рыбешки поняли: происходит что-то непонятное с водой — удирай в темный отсек, а то погонят.

Когда же они чувствовали, что магнитного поля нет, то не беспокоились и сновали туда и сюда.

А потом уж и палочки не требовалось.

Выходит, чувствуют магнитное поле рыбешки!

Но разве можно считать ихтиологом человека, который ни разу не поднимался на борт экспедиционного судна? К тому же часто бывает и так, что жизнь опровергает то, что говорит лаборатория.

Скоро ихтиологи отправятся в экспедицию. Может, Бородач возьмет и нас? Все-таки мы ведь не абы кто, мы исследователи. И в плавание мы хотим пойти вовсе не для того, чтобы потом хвастать: «Как сейчас помню, когда мы выплыли в Рыбинское море, разыгрался штормяга. И мы чуть было не попали на завтрак Нептуну».

Нет, мы отправляемся в плавание ради науки, ради исследований, будем помогать ученым.

Узнав о нашем непреклонном желании отправиться в плавание, Бородач погладил бороду вначале правой рукой, потом левой.

— Гм… Конечно, я мог бы сказать, что наше суденышко не приспособлено к приему целого научного общества, и к тому же ребячьего, которое в некоторых отношениях заткнет за пояс десяток взрослых обществ. Но я смотрю вперед. Я вижу — вы прославите себя удивительными открытиями, станете знаменитыми учеными. И я вовсе не хочу признаваться тогда с краской стыда на своем морщинистом лице: «Позор на мою седую голову! Да, я не взял с собой в плавание их. Но разве я мог предполагать, что из этих шкетов вырастут такие замечательные испытатели природы?!» Нет уж! Лучше я скажу с гордостью: «Я взял их в свое плавание потому, что уже тогда увидел в них задатки будущих раскрывателей секретов природы». И тогда люди будут подходить ко мне и с уважением дотрагиваться до меня пальчиком, потому что людям не часто предоставляется возможность коснуться пальчиком человека, который первым угадал в этих головорезах будущих ученых… К тому же в плавании нам без вас не обойтись! У нас нет штатного электрика на судне, а предстоит заизолировать изрядный кусок проводки, идущий от антенны, — работенка для вашего главного электрика Андрейки. Затем, у нашего лаборанта выработался нежелательный рефлекс: как только начинает светиться экран осциллографа, так он моментально засыпает и уже не записывает наблюдения. Предстоит разрушить этот рефлекс методом щекотания петушиным пером в его лаборантском носу — эту работу мы поручим вашему последователю Павлова. Ну, а Аленушка будет отучивать команду от бесконечного забивания козла. Методика тут простая — надо прятать костяшки домино в разных укромных уголках судна. Моя фантазия в этом вопросе уже истощилась, и я просто не могу находить таких уголков. Ну, а четвертый расскажет нам об опытах на Куршской косе. Там хоть и работают орнитологи, но и ихтиолог может порой — правда, не часто! — почерпнуть кое-что у орнитолога.

Так мы оказываемся в плавании.

Однако легко сказать — будем следить за рыбешками в естественных условиях! Но как?

Ихтиологи с Борка нашли выход: они метят рыб поплавками.

Выловят ихтиологи рыбину из реки, привяжут к ней на капроновой леске поплавок из пенопласта, а сами садятся в шлюпку, выбираются на водный простор и пускают рыбину в воду.

Плывет рыбина, а за ней — поплавок, а за поплавком — суденышко. Так можно проследить рыбьи маршруты на много километров — кстати, метод этот доступен и вам.

Однако у этого метода есть и серьезный недостаток. Возникнет ветер или проплывет пароход — и пойдут по воде волны. Не увидишь тогда поплавка за ними. И ночью прекращаются наблюдения, прощай, рыба, навсегда!

Но ученые нашли еще один способ мечения рыб — с помощью маленького ультразвукового генератора, выполненного в форме седлышка. Он — ключ ко многим навигационным секретам осетров.

Надевай это седлышко на спину осетру — благо, природа снабдила осетра цепочкой жестких наростов-жучков, идущих вдоль хребта. Просверливай в жучках тонкие отверстия — осетр даже не почувствует боли. И крепи седлышко проволочками. Пустили осетра в воду — и сейчас же на светящемся экране осциллографа метнулась голубая молния и, показав направление, откуда пришел ультразвуковой сигнал, исчезла. А за ней другая.

И тут возникает сомнение: а вдруг осетры слышат сигналы этого передатчика и по-своему, по-осетриному, истолковывают их и меняют направление — плывут не туда, куда собирались?

И как долго продержатся метки?

И не вызовут ли они у рыб заболевания?

Словом, надо провести предварительные наблюдения.

Ученые так и сделали. Они пустили меченых ультразвуковыми передатчиками рыбин в пруд и стали наблюдать. Первое время меченые рыбины метались, пытаясь сорвать метку, а потом успокоились. Их поведение уже ничем не отличалось от поведения контрольных рыб.

Выходит, рыбы не чувствуют работы передатчика, а если и чувствуют, то не придают никакого значения его сигналам. И это понятно. Так уж повелось у животных: им наплевать на незнакомые сигналы, которые ничего не говорят им.

После испытаний запустили рыбин в реку.

Плывет рыбина и несет на спине передатчик, а от передатчика идут сигналы. Они достигают антенны, попадают в преобразователь, потом в усилитель и на экран осциллографа. Даст сигнал передатчик — и сейчас же на экране метнется голубая молния.

У антенны два уха — два улавливателя сигналов. А когда есть два уха, не одно, то нетрудно уловить направление, откуда идет звук: в каком ухе звук громче, с той стороны и находится источник его.

Плывет осетр по Волге, а за ним, в километре или в двух, следует катер — катер не должен идти впритык, чтобы не пугать осетра.

Повернула рыба в сторону — и оператор повернул антенну в сторону, а рулевой переложил руль и отметил поворот на карте.

Показался пароход, разгоняя по всему рыбьему миру страшный шум.

Осетр остановился, затаился, пропуская железную громадину.

Остановился и катер. И сейчас же на карте появилась отметка, а в журнале запись.

Днем и ночью идут катера вслед за осетрами, днем и ночью кипит на них работа — одни наблюдатели следят за рыбой, другие записывают скорость течения, температуру воды, освещенность, содержание в ней кислорода, атмосферное давление.

Тут для любого из вас найдется работа посерьезнее, чем щекотание пером в носу лаборанта, склонного засыпать во время дежурства.

Много разных интересных наблюдений сделали ученые, когда плавали на катерах за осетрами в районе Волгограда, прислушиваясь к их ультразвуковым сигналам.

Многие наблюдения имеют прямое отношение к подводным компасам.

Плывет осетр по Волге — ему бы скорее в родные нерестилища, но вдруг ни с того ни с сего он бросается к противоположному берегу. Потом — обратно. Мечется он от берега к берегу, как будто какая-то невидимая преграда мешает ему следовать дальше.

Что случилось, осетр? Что тебя напугало?

И второй, и третий осетр, и пятый, и седьмой метались в этом месте от берега к берегу, а потом лишь через час, или два, или три проплывали дальше.

Невидимую преграду они преодолевали, передвигаясь у самого берега.

Из шестнадцати осетров десять задержались в этом месте. И лишь шесть проплыли без остановки.

В чем же дело?

Оказывается, перекинута здесь через Волгу линия электропередачи высокого напряжения. Она возбуждает электромагнитное поле в окружающем пространстве и в воде.

Нужно думать, осетры, почувствовав электромагнитное поле, поплыли дальше, лишь когда привыкли к нему.

Проплывали они у самого берега тоже не случайно: у берегов провода провисают не так низко и там электромагнитное поле не такое сильное.

И лабораторные опыты и наблюдения в природе показывают, что рыбы ощущают магнитное поле. Однако способны ли они ориентироваться по магнитному полю Земли? Как проверить? Какие способы придумать? Нельзя же перемагнитить планету Землю и, переметив всех рыб, посмотреть, куда теперь поплывут…

И вдруг неожиданная удача.

Ихтиологи ловили лещей в Шексне и Мологе, которые, как вам известно, впадают в Рыбинское море. Они прикрепляли к рыбам яркие пенопластовые поплавки на длинной леске и пускали их в водохранилище в нескольких десятках километров от родных мест.

Больших задач ученые не ставили, больших надежд на опыты не возлагали, а думали лишь о том, поплывут ли лещи домой или останутся жить в водохранилище, в чужих водах.

Очутившись в незнакомой воде, каждая рыбина описала большой круг — круг ориентации — и легла на прямой курс.

Ученые нанесли на карту этот курс — он совпал с магнитным меридианом этого места.

И лишь доплыв до знакомых мест, лещи направились к своему дому.

Исследователи полагают, что лещи ориентируются по магнитным линиям Земли, когда отсутствуют более надежные и простые ориентиры. Кстати, точно так же поступают и моряки. Они прокладывают курс и по магнитным компасам, и по солнцу, и по звездам, когда находятся в открытом море. Но едва показываются тополя, что растут у родного дома, забывают они про свою навигационную технику и плывут на эти тополя.

Однако нерешенных вопросов осталось очень и очень много.

Тысячи рек и речушек текут по нашей стране. Тысячи высоковольтных и низковольтных передач перекинуты через них. Множество самых разных рыб обитают в этих реках. Все ли рыбы ощущают электромагнитное поле, возникающее вдоль линии передач?

А какие рыбы, попав в чужие воды, направляются по магнитному меридиану? А может, это случайное совпадение?

Какое магнитное поле больше действует на них — сильное или слабое?

Вопросов сотни, ответов единицы.

И в этом вы, ребята, могли бы оказать большую помощь взрослым исследователям.