КУДА? и КАК?

Стадное чувство и его помощники

огда смотрим мы на птиц, устремившихся в дальний путь, невольно задаем себе вопрос: кто ведет их? Все ли они ориентируются самостоятельно, но результаты штурманских «расчетов» совпадают, потому и курс стаи так постоянен, или птиц ведут наиболее способные в навигации «вожди», а «толпа» старается лишь не отстать от них?

Впрочем, едва ли это так: лишь у немногих животных есть вожаки. По большей части (если не всегда) каждый в стае ведет себя сам, но преобладающая в эту пору тенденция держаться вместе не дает стае «рассыпаться». Если какой-нибудь индивидуалист слишком отклонится от общего курса (навигационные органы сработали неточно), стадное чувство сейчас же вернет его обратно, и ошибка не отразится на общем курсе, который только тогда будет бить мимо цели, когда большая часть «компасов» в стае выйдет из строя.

Проследим, например, за походной колонной слепых муравьев эцитонов. Они ничего не видят, но слепота не послужила причиной, склонившей этих вечных номадов к оседлости. Мы знаем уже, что они строят временные убежища из сплетенных в пористый ком тел только тогда, когда матке требуется разрешиться от бремени, а личинкам — окуклиться. Как только это случится, муравьи опять бредут по мхам и буреломам великой Амазонии, пожирая все живое на своем пути.

Какие чувства указывают им дорогу?

Полагают, что только обоняние. Как и многие муравьи, эцитоны метят трассы. Но запах этих меток значительно более стойкий, чем у зрячих их собратьев. Он сохраняется неделями на тропе, по которой прошла армия эцитонов.

Каждый муравей в этой армии бежит или по старому следу, давно проложенному здесь другой семьей слепых номадов, или по меткам опередивших его собратьев.

Представим теперь, что эцитоны дошли до места, где старый след кончился: или его смыли дожди, или завалила опавшая листва, или была другая причина его исчезновения, — дело не в этом, а в том, что муравьями потеряна теперь путеводная нить запахов. Как поступят они?

Передовые муравьи побегут дальше, но недалеко. Лишь только почувствуют, что привычный запах уже не сопутствует им, сейчас же вернутся обратно, встретятся с фронтом армии и присоединятся к ней, чтобы сделать вместе с товарищами еще один шаг вперед по размеченному их же запахом пути — по следам забежавших вперед и вернувшихся пионеров. Затем новая волна разведчиков устремляется в неизведанное пространство и поспешно откатывается назад (не забывая, однако, прихватить по пути кое- какую добычу) — и вся армия делает еще один шаг вперед.

Так и путешествуют эцитоны подобно волнам прибоя, набегающим на пляж, с той разницей, правда, что морские волны облизывают вечно одни и те же камни, а эцитоны все-таки продвигаются вперед. Механику их движения сравнить можно еще и с гусеницами танка, которые машина сама под себя стелет. Так и муравьиные толпы, выбрасывая перед собой волны разведчиков и отзывая их тут же назад, наводят по бездорожью трассы, по которым «катится» вся орда.

Не одно только обоняние, конечно, помогает стадному чувству осуществлять свой контроль над индивидуалистами и цементировать стаю. Зрение также принимает в этом участие. Даже бабочки, которые нередко путешествуют очень рассеянными стаями, стараются в полете не терять по возможности друг друга из виду.

А там, где зрение не может уже помочь, например в тумане, лесной чаще или ночью в непогоду, животные мобилизуют свои уши и эхолокаторы (у кого они есть). Обезьяны, путешествуя в густой листве тропических деревьев, кричат друг другу «хэлло!» (на своем, конечно, обезьяньем языке). Перелётные птицы тоже все время перекликаются, если ночь темная и легко заблудиться.

Мычат и моржи в тумане, в хорошую погоду отменные молчуны. А северные олени не утруждают голосовые связки: их сигнальная система — сухожильный пеленг, как мы знаем, работает автоматически.

Итак, проблемы поддержания порядка в стае — выбор общего курса — решаются при групповом походе без особого труда. Сложнее установить, какими средствами каждый из мигрантов сам для себя избирает правильный курс. И если способы навигации пчел и птиц уже не представляют сейчас сплошной тайны, то загадочное чувство направления, которое руководит другими крылатыми путешественниками — саранчой и бабочками, по-прежнему для нас ещё tabula rasa.

Чувство упреждения

Крылатые насекомые, отправляясь в дальнюю дорогу, попадают в зависимость от одной очень капризной стихии — ветра. От него часто и птицы страдают, на пути же маленького насекомого он нередко ставит непреодолимые преграды.

Пчелы зависят от ветра меньше, так как далеко от улья не улетают, а потому и снос ветром у них невелик. Но саранче и бабочкам, преодолевающим нередко тысячи километров над морем и сушей на большой высоте, где воздушные течения особенно сильны, понадобились особые инстинкты, производящие помимо определения направления еще и поправку на ветер.

Значит, чувство ориентировки у бабочки более сложно, чем у птицы. Птице, грубо говоря, требуется установить одно лишь направление: куда указывает ее природный компас, туда и лететь. Ветер сравнительно мало отклоняет ее от курса. Только очень сильный ветер сносит и птиц, но тогда они обычно не летают.

Насекомых же далеко уносит в сторону и слабый ветерок. И при хорошей погоде они должны прилагать значительные усилия, чтобы ему противостоять. Саранче и бабочкам мало одного чувства направления (солнечного, магнитного или всякого другого), необходимо еще и чувство сноса, или, так сказать, упреждения, которое изменяло бы курс в соответствии с ветром. Иначе, если насекомое будет упорно лететь, скажем на север, а ветер все сносит и сносит его на восток, цель никогда не будет достигнута. Чтобы попасть на место назначения, нужно повернуть в данном случае на северо-запад под определенным углом к прежнему курсу. Величина угла зависит от силы ветра.

Правоту этих теоретических соображений подтверждают некоторые наблюдения.

Бабочки монархи — мы уже знаем — из года в год прилетают зимовать в очень небольшие по площади районы юга и даже на одни и те же деревья. Значит, летят они на юг не куда придется — лишь бы попасть в теплое место, — а преследуют более конкретную цель. Без поправки на деривацию монархи не зимовали бы на своих традиционных квартирах.

Наконец, некоторые исследователи собственными глазами видели, как насекомые при внезапном порыве ветра маневрировали в полете, меняя курс с учетом этой самой поправки.

Доктор Вильямс в книге о миграциях насекомых пишет, что наблюдал однажды в Восточной Африке за саранчой, летевшей на северо-восток. Вдруг неожиданно подул ветер с юго-востока. Немедленно вся стая, как по команде, повернула немного в сторону ветра и полетела на восток-северо-восток. Туда, во всяком случае, указывали вытянутые тельца маленьких авиаторов, хотя до порыва ветра продольные оси их тел были направлены на северо-восток. Однако направление полета всей эскадрильи над землей после этого маневра не изменилось: стая по-прежнему продвигалась к северо-востоку. Поправка на снос ветром была взята удивительно точно!

Когда ветер стихал, насекомые снова меняли курс и летели, как прежде, прямо на северо-восток. С новым порывом ветра тельца их опять разворачивались на нужный угол по отношению к ветру, упреждая снос.

Так же маневрируют и бабочки. И маневры их доказывают, что чувство упреждения у насекомых хорошо развито. Отлично функционирует у них и неизвестный пока нам механизм, который немедленно приводит в соответствие с указаниями этого чувства и весь летательный аппарат животного. Тут возникает еще один требующий разрешения вопрос: как насекомое узнает, откуда ветер дует?

На первый взгляд — пустяковый вопрос. На самом деле он значительно сложнее, чем кажется.

Человеку, который двумя ногами прочно опирается о землю, легко судить, с какой стороны подул ветерок. Но не легко и ему определить, как быстро крутится земля у него под ногами. Ведь мы со скоростью около восемнадцати километров в минуту мчимся вместе с нею. Животное в полете тоже движется вместе с воздухом. Если ветер дует, не меняя направления, с равномерной силой или эта сила постепенно нарастает либо убывает, то насекомому, попавшему в поток ветра, трудно установить, откуда и с какой силой он дует. А без этих данных нельзя «рассчитать» правильную поправку на снос ветром.

Предполагается, что поправка вносится в тот момент, когда первые дуновения ветра долетают до насекомого. Только тогда он и уловим, этот ветер. Существует гипотеза, согласно которой глаза животного первыми сигналят о сносе, когда тот случается.

Как только на сетчатке глаза зрительные образы убегающих назад ландшафтов под влиянием бокового сноса изменят свое направление, животное поворачивается и летит так, чтобы смена зрительных впечатлений в его сложных глазах шла своим прежним чередом.

Теория эта довольно наивна. Но странно: она находит, кажется, подтверждение в некоторых экспериментах и наблюдениях.

Установлено, что саранча не терпит обратного хода «киноленты», то есть она ведет себя нормально, когда мелькающие на сетчатке ее глаза (как на полотне кинопроектора!) картины убегающей назад земли разворачиваются спереди назад. Когда они побегут в обратную сторону, саранча немедленно разворачивается на сто восемьдесят градусов и летит вспять. Если саранче, сидящей в затемненной камере, показать на двух параллельных стенах, кинофильм, заснятый из окошка поезда или самолета, она развернется головой по курсу поезда или самолета, на котором сидел оператор. Пустим ленту в обратную сторону — станем по- казывать ее с конца, саранча немедленно совершит свой знаменитый полувольт.

Большой биологический смысл заключен в этих поворотах.

Представьте себе саранчу в полете. Вот летит она против ветра, а ветер все усиливается. Насекомые отчаянно работают крыльями, но все напрасно, потому что ветер усилился и сносит их назад без всякого сожаления. Вот тут, как только земля внизу побежит вперед, и совершается спасительный поворот. Развернувшись, саранча летит теперь по ветру. Такие маневры, совершаемые дружно всей стаей, наблюдали не раз. Думают, что именно глаза подают сигнал разворота. Доказательством служит не только описанный выше эксперимент с кинолентой, но и следующее наблюдение.

Однажды над большим африканским озером пролетала стая саранчи. Когда насекомые далеко уже удалились от берега, внезапно подул сильный встречный ветер. И случилось небывалое: стая не развернулась по своей привычке и не полетела по ветру, а смешалась и, бессмысленно напрягая усилия, боролась с ветром, не меняя курса. Слабым насекомым, конечно, не под силу такое соревнование. Порывы ветра разметали саранчу по всему озеру и отбросили ее снова к тому рубежу, с которого она начала полет над водой. И тогда только насекомые, казалось, сообразили, что напрасно тратят силы в борьбе со стихией. Они совершили наконец стовосьмидесятиградусный поворот и быстро помчались на своих крыльях и крыльях Борея.

Встречный ветер застиг саранчу над озером вдали от берегов. И когда он понес ее назад, насекомые не видели ничего вокруг, кроме однообразной воды. Над водой трудно решить, в какую сторону крутится «кинолента». Поэтому насекомые и не замечали, что их сносит, и впустую работали крыльями. Когда снова под ними оказалась земля, система поворота автоматически сработала.

Саранча и дождь сопутствуют друг другу

Еще в Библии сказано, что саранча и ливни приходят в одно время. Новейшие наблюдения подтверждают такую взаимосвязь.

Происходит это оттого, что саранча предпочитает не утруждать себя и летит обычно, куда дует ветер. А ветер дует в сторону малого барометрического давления и приносит туда дождевые тучи, вместе с ними и тучи саранчи. Так что ни дождь не вызывает саранчу, ни саранча дождь (хотя в поверьях и так случается!), а оба они зависят от ветра. Например, осенью 1949 года первые в Аравии стаи саранчи объявились в районе Макулла вместе со страшным ливнем. За тридцать шесть часов низверглось с неба около восемнадцати сантиметров осадков, тогда как за весь год не выпадает здесь обычно больше двадцати двух с половиной.

Ночь саранча проводит в оцепенении, а утром, когда солнце восходит, отогревается. Насекомые выползают на солнечные местечки, лезут по стеблям повыше. Некоторые уже отогрелись и полетели. Взлетают другие. Уже словно клубится земля: вьется стая и вправо, и влево. Вот все полчище отогрелось и потянулось в небо, будто дым степного пожара.

Обычно стартует саранча против ветра: тогда аэродинамика облегчает подъем. Но как только стая наберет высоту (иногда до двух километров!), сильные воздушные течения подхватывают ее и несут с собой.

И тут уж не важно, какого курса стая придерживалась и куда стремилась. Ближайшая область низкого давления (или какой-нибудь пункт на пути к ней) будет местом ее приземления.

Это — если саранча, так сказать, слишком зарвалась в небо. Если же совершает она полет на небольшой высоте и при ветре не очень сильном (который не заставит ее совершить разворот), то случается, что летит она и под углом к ветру. Это не раз видели. Но вероятно, такие полеты имеют лишь местное значение.

Саранча может ориентироваться и по солнцу. Во всяком случае, в некоторых экспериментах, когда затеняли солнце, а вместо него на летящих насекомых направляли солнечный зайчик, они поворачивали назад. Так же реагировали и саранчуки, путешествующие по земле.

Солнечные компасы бабочек еще никто не подвергал испытанию, и мы не знаем, есть ли они у них. Знаем только, что чувство направления у бабочек очень точное. От ветра оно не зависит: куда бы он ни дул, бабочки держатся своего пути. Поэтому в сильный ветер прижимаются к земле, где его порывы менее сильны, или вообще не летят.

Вильямс видел, как над небольшой лужайкой, в Танганьике, пролетали в разных направлениях несколько видов перелетных бабочек, а ветер дул совсем в иную сторону. Пролет длился много дней. Однажды через ту же лужайку устремилась в дальний путь и многомиллионная эскадрилья саранчи. Все насекомые летели — и бабочки, и саранча — примерно на высоте трех метров, «но это не мешало каждому виду держаться своего пути».

Есть у мигрирующих бабочек еще одна загадочная особенность: они всегда стараются перелететь через препятствие, а не обогнуть его. Встретится дерево. Бабочка летит вдоль ствола к вершине, перепорхнет через нее и спускается вниз по другой стороне ствола. Так и дома они перелетают — через крыши, словно боятся потерять одним им видимую линию, проведенную штурманским «карандашом» по всем неровностям на планете.

Еще забавнее преодолевают бабочки овраги и ущелья. Вместо того чтобы полететь прямо от одного края до другого, они спускаются вниз до самого дна вдоль по склону, затем поднимаются вверх по противоположному откосу.

Если встретится им густой тропический лес, то взлетают они выше деревьев и летят над их вершинами на такой высоте, как порхают обычно над землей. Большие поляны, встречающиеся на пути, пересекают так же, как овраги: спускаются вниз, потом вновь взмывают вверх у противоположной стены леса.

Путь бабочек всегда удивительно прямолинеен, и сохраняют они раз взятое направление очень долго. И ветер, и большие преграды на пути бессильны заставить их изменить маршрут. Бывает, что отклоняются они от курса, чтобы преодолеть горную цепь каким-нибудь сложным перевалом, или подкрепиться соком цветов на лугу, либо переночевать в соседней роще. Порой уносят их в стороны и яростные порывы ветра. Тем не менее как только упомянутые причины себя исчерпают, бабочки вновь ложатся на прежний курс и следуют по нему с завидным упорством.

Но однажды видели, как монархи без всякого, казалось бы, смысла изменили направление. И сделали это дважды на протяжении нескольких сот метров. Растянувшись цепочкой, они летели на юг вдоль одного из заливов озера Онтарио. Вдруг резко повернули на восток, пролетели так с полкилометра и опять легли курсом на юг.

В течение всего дня монархи, летевшие с севера, повторяли этот двойной поворот со стереотипной точностью.

Зачем он был нужен? И как угадывали они, где следует свернуть?

Мы не знаем этого, не знаем и того, какими указателями: солнечными, магнитными или иными еще неведомыми нам — руководствуются бабочки, когда путешествуют по планете.

Течение не ветер, но тоже сносит

Некоторые рыбы на картины зримого мира, мелькающие за роговицей их глаз, реагируют подобно саранче, с той только разницей, что, когда течение их сносит и все предметы ближайших окрестностей быстро убегают назад, стараются плыть не по течению, а против него.

Это хорошо демонстрирует следующий опыт с колюшкой, маленькой рыбкой, обитающей почти всюду в наших реках. В лабораториях ее подвергали множеству всевозможных экспериментов.

Колюшка в стеклянной банке на вертящемся столике, если крутить его не очень быстро, всегда плывет в противоположную вращению сторону — плывет как бы вдогонку за убегающими назад предметами. Если же накроем банку непрозрачным колпаком, а потом раскрутим его вместе с банкой, колюшка никак на это не прореагирует: никуда не будет стремиться. Плавает бесцельно во всех направлениях, потому что и не чувствует, наверное, что банка крутится.

Теперь банку окружим широкой бумажной лентой с вертикальными полосами на внутренней ее стороне. Лента такой же высоты, как и банка, и колюшка ничего, кроме полос на бумаге, не видит вокруг. Станем поворачивать ленту вокруг банки, а колюшка поплывет за полосами: куда вертится лента, туда будет стремиться и она. Лента крутится против часовой стрелки — и рыба в банке тоже. По часовой стрелке станем поворачивать расписной экран — и колюшка, как заведенная, начнет кругами плавать за ним.

Что все это значит? А очевидно, то, что колюшка не ощущает движения воды непосредственно (как и человек не замечает вращения земли, вертясь вместе с ней). Но, стараясь по возможности всегда держаться против течения, чтобы речные воды не уносили ее далеко вниз, к устью своему, узнает о самом сносе, о том, куда вода течет, по «движению» неподвижных предметов в реке, как и саранча в такой же ситуации. Когда все вокруг, что не плавает в воде: и водоросли, и камни на дне, и берега — убегает назад, значит, вода течет вперед, то есть в обратную сторону. Чтобы от дома далеко не умчаться, надо плыть туда, куда предметы бегут.

Не ясно, развит ли подобный же инстинкт и у морских рыб или только у речных, которые постоянно должны противодействовать течению, чтобы не забить устья рек своими телами. Во всяком случае, некоторая зависимость от течений замечена и в поведении морских рыб. Тут, в море, во многих случаях действует, по-видимому, одно общее правило: размножаться рыбы идут против течения, а обратно, на зимние квартиры или места нагула, — по течению, которое сносит туда же их икру и мальков.

Европейские косяки тунцов в конце лета уходят нереститься из Северного моря на юг — в Восточную Атлантику и Средиземное море (плывут против Гольфстрима). Отметав здесь в апреле — мае икру, вновь за струями теплого течения продвигаются на север: там пищи больше.

Так же поступают и многие другие рыбы, а опыты с камбалой, проведенные в Шотландии, это правило проиллюстрировали особенно наглядно.

Камбала, обитающая у Восточной Шотландии, метать икру плывет на север против течения, которое движется здесь на юг. Другие косяки этой рыбы, промышляющие у Шетландских островов, когда придет пора размножаться, тоже путешествуют на север и тоже против течения, циркулирующего по часовой стрелке вокруг островов. Когда восточношотландскую камбалу, поймав ее по дороге к нерестилищам, завезли на Шетландские острова и выпустили здесь (пометив, конечно), она не поплыла назад к родным берегам, куда южное течение ее относило, а устремилась вместе с местной камбалой против него — на север.

На некоторых морских путях большие течения, из века в век бегущие одной дорогой, могут служить гидами для тех, кто не сидит на месте в океане. Предполагают, хотя это еще и не доказано, что даже речных угрей в их отважном трансатлантическом рейде ведут к невидимым берегам Саргассова моря тоже течения.

Личинок угрей обратно к берегам Европы несет Гольфстрим. Сами они, по-видимому, и не прилагают больших усилий, чтобы переплыть океан. Но как взрослые угри за тысячи верст от Европы находят Саргассово море? Возможно, думают некоторые исследователи, их тоже переносит через океан течение. Угрям нужно лишь, повинуясь инстинкту, выйти осенью из рек в океан да спуститься поглубже — метров так на восемьсот, а там сама вода их понесет. Ведь под Гольфстримом — океанологам это теперь хорошо известно, — но в обратном направлении течет мощная река: компенсирующее Гольфстрим противотечение. Всех отдавшихся ему оно принесет прямехонько в Саргассово море.

Гипотеза эта очень привлекательна своей простотой, однако едва ли она все объясняет. Конечно, глубинное противотечение облегчает задачу, поставленную природой перед угрями. Но наблюдения показали, что они и без него «знают», куда плыть. Ведь прежде чем добраться до этого противотечения, угрям, обитающим, например, в реках нашей Прибалтики, нужно пройти очень сложным маршрутом два моря и много проливов. Серебристых, то есть отправившихся уже в путешествие, угрей поймали как-то у берегов Швеции и выпустили на сыром лугу. Они, извиваясь, поползли все в одну сторону. Их повернули обратно, но рыбы упорно держались своего первого направления: снова и снова разворачивались, как только люди их отпускали. Самое замечательное, что курс, избранный ими, совсем не совпадал с тем, каким они плыли в море: сейчас угри ползли на юг — к морю! Добравшись до него, поплыли бы на запад. Значит, нет у них врожденного чувства направления. Или действует оно только в воде? На суше другие срабатывают инстинкты — скорее назад, кратчайшей дорогой в море!

Наука еще бессильна удовлетворительно объяснить, какие указатели физического мира направляют речных угрей к цели их фантастического рейда. Загадка остается пока загадкой.