КУДА? и КАК?

Опять Мнемозина

юди уже давно близко знакомы с пчёлами. Еще троглодиты скрашивали несладкую жизнь свою мёдом диких пчел. Но многие тайны этих удивительных насекомых не были нам ведомы до самых последних дней.

Тем, что мы знаем теперь о вкусах и чувствах пчел, о методах их навигации и средствах общения друг с другом, о хореографическом языке маленьких граждан большой общины, мы обязаны трудолюбию и изобретательности одного австрийского исследователя. Имя его Карл Фриш. Более пятидесяти лет жизни посвятил он изучению медоносной пчелы, и результаты упорного труда превзошли все ожидания. О том, каким пчела видит мир, как она в нем ориентируется, мы теперь знаем больше, чем о чувствах многих других животных, более близких нам по крови. Мы знаем, например, что многокрасочный подсолнечный мир выглядит для пчелы жёлто-сине-зелёно-ультрафиолетовым. Даже красный цвет, которым так богата природа, пчела не различает. Почему же тогда она садится на красные цветы? Розы, например, или маки. Потому, что красные цветы отражают много ультрафиолетовых лучей, к которым пчелы очень чувствительны. Какого цвета эти лучи, мы не можем сказать, так как никогда их не видим. Глаз наш слеп к ним с рождения. Только некоторые приборы доказывают, что ультрафиолетовые лучи действительно существуют.

Мы знаем также, что квадрат пчела едва ли отличает от круга и треугольника: в геометрии она не сильна. Зато крест отлично выделяет среди других фигур, поскольку похож он на цветок, а от цветов ведь зависит вся жизнь улья. Вообще фигуры с изрезанными очертаниями, с более мелким и контрастным рисунком пчела замечает сразу. Массивные и геометрически правильные формы почти не привлекают ее внимание.

Итак, пчела, улетающая из улья на поиски сладкой пищи, достаточно хорошо оснащена всевозможными органами, чтобы поскорее найти эту пищу и не заблудиться на обратном пути. Зрение ее приспособлено наилучшим образом замечать предметы, которые размером, формой своей и раскраской похожи на цветы. Тонкое обоняние помогает пчеле лучше ориентироваться на лугу, а превосходная память снова приведет ее туда, где растения дарят обильное угощение. У пчел память едва ли хуже, чем у ос-наездников.

Покидая улей или цветы, богатые нектаром, пчела и в том и в другом случае совершает ориентировочный полет над местностью, чтобы лучше ее изучить. Форму же и окраску самих цветов пчела запоминает, когда приближается к ним, а не когда улетает. Доказывает это следующий опыт.

Соорудим из куска стекла и четырех камешков небольшой столик. Положим под него один под другим два разноцветных листа бумаги: сверху синий, снизу желтый. Поставим на столик блюдце с сахарным сиропом и будем ждать пчел.

Как только прилетит первая из них и начнет сосать сироп, верхнюю, синюю бумагу выдернем из-под столика — под блюдцем останется только желтая. Пчела насытится и, сделав круг над «столовой», полетит в улей. Пока летает она, положим оба листа бумаги рядом под стеклом и над каждым из них поставим по блюдцу, но без сиропа. Пчела вернется и сядет без колебаний на синюю бумагу и на ней станет искать сироп. Желтую оставит без внимания. А ведь когда пила она сироп и улетала, под ней желтая была бумага! Лишь садилась пчела на синюю. Значит, садясь, и запомнила, как выглядит сахарница.

Покидая улей, пчела запоминает его местоположение. Вертикальными кругами летает некоторое время перед летком, повернувшись головой к нему. Если в ее отсутствие передвинем улей, то, вернувшись, пчела будет искать его там, где он стоял прежде. Если же его просто повернем летком в другую сторону, пчела опустится на стенку улья, обращенную туда, где леток был раньше. Станет бегать по этой стенке. Потом лишь, повернув за угол, найдет дверь своего дома.

Пчелы подобно наездникам запоминают ориентиры и на пути от улья к медоносам. Однажды сделали такой опыт. На заброшенном аэродроме поставили улей, а вокруг соорудили искусственный пейзаж. Когда пчелы к нему привыкли, ту часть «ландшафта», вдоль которой они летали к кормушкам, передвинули в сторону, не нарушая, однако, прежнего соотношения предметов. Пчелы полетели новой, ложной дорогой: вдоль тех же ориентиров, к которым привыкли. Но поскольку теперь они уводили их в сторону, то в конце этой дороги пчелы заблудились.

Затем вот что сделали. Блюдце с сахарным сиропом поставили на некотором расстоянии перед летком. Пчелы к нему привыкли. Тогда блюдце перенесли немного в сторону — вправо от улья. Пчелы, насосавшись сиропа, полетели от кормушки сначала прямо, в том же направлении, как и прежде. Пролетели приблизительно такое же расстояние, которое раньше разделяло улей и блюдце, стали искать там дом, выписывая в воздухе круги и пируэты.

Даже когда блюдце переносили за улей (а прежде оно стояло перед ульем), они летели старым курсом и только удалялись от улья. Видно, в этих случаях срабатывала механическая память: насекомые привыкли летать от кормушек в определенном направлении и на определенную дистанцию. Запомнили и то и другое и механически следовали привычке, не сверяясь с показаниями своего компаса. Но когда уже чувствовали, что заблудились, то, полетав кругами в конце заученной дистанции, вдруг прямиком и без колебаний устремлялись к улью и быстро его находили.

Вот это и поразительно! Кроме хорошей памяти есть, значит, у пчел какое-то чуждое нам чувство, которое в нужную минуту безошибочно наводит их на цель. Одно время думали, что в таких случаях пчелы ориентируются по наиболее заметным приметам близкого к горизонту ландшафта. Но в 1949 году Карл Фриш доказал, что пчелы находят указатели курса не на горизонте, а на небосводе. Если есть на небе хотя бы маленький просвет в тучах и даже если его совсем не будет, пчелы все равно знают, где солнце, а по нему, по солнцу, найдут дорогу домой. Открытие это положило начало серии блестящих исследований, раскрывших многие тайны навигации животных. Но прежде мы должны, хоть в двух словах, поговорить о том, что такое поляризованный свет, ибо благодаря ему пчелы не блуждают в дебрях трав и лесов.

Танцы на сотах

Давно уже физики установили, что свет представляет собой определенный вид электромагнитного излучения. Световые волны колеблются не в одной какой-нибудь плоскости, а в бесчисленном множестве взаимопересекающихся плоскостей. Линией их пересечения служит направление луча. Когда солнечный свет отражается от блестящей поверхности, от воды, скажем, или зеркала, значительная часть световых волн начинает колебаться лишь в одной какой-нибудь плоскости. Свет, как говорят, поляризуется. Процент поляризованного света зависит от величины угла между падающим лучом и отражающей его поверхностью.

Солнечный свет поляризуется и когда пробивается сквозь мельчайшие частички веществ, парящие в атмосфере (некоторые облака тоже действуют как поляризаторы). В различных частях неба, на разном расстоянии от солнца, процент поляризованного света неодинаков. Когда солнце перемещается, эти разнородные поля поляризации следуют за ним, сохраняя свое взаимное расположение по отношению к солнцу.

Небо для глаз, которые видят поляризованный свет, покрыто как бы пятнами разной световой интенсивности. Запомнив их порядок, всегда можно узнать, в какой стороне неба солнце, даже если самого солнца не видно. По маленькому просвету в тучах глаза-поляроиды могут определять страны света: где юг, где север, где восток, а где запад.

Мы, к сожалению (или к счастью?), никаких пятен на небе не видим. Глаза наши на такое не способны, если только не вооружены они специальными очками или приборами-поляроидами. Принцип действия поляроидов очень прост: как узкая щель, пропускают они только те световые волны, которые колеблются в плоскости, параллельной этой щели.

У пчел же другие глаза: они отбирают из световых лучей, рассеянных в поднебесье, только поляризованные в определенных плоскостях. Поэтому даже в пасмурный день пчелы знают, за каким облаком прячется солнце. Для них это очень важно. Ведь пчелы ориентируются по солнцу.

Есть ли на свете образованный человек, который не слышал бы о танцах пчел? Пчелы «танцуют» в ульях, сообщая определенными фигурами своих «па» о богатых находках — о цветах, полных сладкого нектара. Другие насекомые в улье, глядя на эти танцы, получают исчерпывающую информацию о местоположении медоносов и летят к ним.

Танцы бывают двух видов: круговые и виляющие (не считая вихревого, который побуждает рой к вылету из улья).

Когда пчела найдёт поблизости от дома — метрах так не более чем в ста — цветы, богатые нектаром, то, прилетев в улей, «танцует» на сотах: бегает кругами. Круг налево, потом разворот и круг направо. Земляки ее окружают, возбужденно следуют за ней, обнюхивают, касаясь брюшка усиками.

На языке пчел круговой танец означает: «Нашла много пищи поблизости от улья». Где нашла, в какой стороне и на каком расстоянии — это танец умалчивает. Дополнительным разъяснением к нему служит лишь запах цветов, унесенный на брюшке, поэтому пчелы и обнюхивают разведчицу. Затем вылетают из улья и ищут во всех направлениях невдалеке от него цветы с запахом, который принесла она с собой в улей. Найти дорогу помогают и воздушные трассы запахов, о которых уже была речь.

Более полную информацию о результатах разведки представляет виляющий танец. Назван он так потому, что пчелы, исполняя его, виляют из стороны в сторону брюшком. Не все время виляют, а только когда бегут по прямой линии, соединяющей два полукольца восьмерки: фигура этого танца напоминает восьмерку. Чем больше взмахов брюшком, тем ближе медоносы. Если нектар найден в шести километрах от улья, то пчела, сообщая о нем, вильнет брюшком восемь раз в секунду. А если виляний будет двадцать, то лететь за взятком надо около километра. Темп танца тоже имеет значение.

Если пчела, танцуя, за пятнадцать секунд описывает в ту и другую сторону девять-десять полных кругов, пища в ста метрах от улья. Если полных циклов (за то же время) семь, речь идет о расстоянии двести метров. Четыре с половиной круга соответствуют одному километру, а два — шести километрам.

Встречный ветер замедляет темп танца, а попутный, наоборот, ускоряет его. Расстояние до цели пчелы определяют ценой усилий, которые они затрачивают, чтобы добраться до нее. Когда приходится им лететь против сильного ветра, то, вернувшись в улей, танцем своим они рассказывают о расстоянии больше действительного. И наоборот, когда до медоносов можно добраться с резвым попутным ветерком, дистанция, указанная в этом случае, будет меньше действительной.

Недавно доктор Эш из Мюнхена, ученик Карла Фриша, установил, что пчелы, исполняющие виляющий танец, передают также дополнительную информацию о расстоянии до медоносов и жужжанием своих крыльев. Эти сигналы «напоминают трескотню велосипедного мотора». Если «мотор» гудит примерно полсекунды, то до цветов, богатых нектаром, двести метров. И чем громче его трескотня, тем выше качество найденной пищи.

Теперь пора сказать, как пчелы информируют друг друга о направлении, ведущем к цели. Случается, что танцуют они у летка, на горизонтальной поверхности. Тогда прямолинейная часть виляющего танца, линия, соединяющая два полукруга восьмерки, всегда обращена в сторону найденной пищи. Танцующая пчела по прямой всегда бежит туда, куда надо лететь. Пчелы, окружающие танцовщицу, запоминают угол между направлением на цель, показанным у летка, и солнцем на небе и летят за взятком, сохраняя этот угол.

Это когда пчелы танцуют под открытым небом, видя солнце над головой или хотя бы маленькое пятнышко голубого небосвода. Ну а в улье, в полной темноте, как указывают они необходимый для правильной ориентировки солнечный угол?

Очень остроумный нашла природа выход из этого затруднительного положения. В улье, где солнца не видно, его условно заменила сила, действующая и в темноте, — притяжение земли! Гравитационный вектор символизирует как бы стрелку компаса, направленную с юга на север.

Если пчела, танцуя, бежит по соту в прямолинейной части танца головой вниз, значит, за пищей нужно лететь в сторону, противоположную солнцу. Когда бежит, виляя брюшком, головой вверх, цель там, где солнце. Если прямая танца отклоняется от направления силы тяжести под тем или иным углом, полет должен быть направлен под таким же углом по отношению к солнцу.

В одном из опытов пчелам приходилось летать за взятком вокруг высокого горного отрога, преодолеть который прямым перелетом они не могли. Путь был окольный, но в танце пчелы указывали прямое направление — от улья через хребет к цветам с нектаром. Непонятно, как насекомые, смотревшие на танец, могли понять, что лететь в данном случае надо не прямой дорогой, указанной в танце, а вокруг хребта.

Установлено, что высоту цели над землей пчелы своими танцами указать не могут. Кормушки с сиропом привязывали к макушке радиомачты, прямо под ней стоял улей. Пчелы- разведчицы вскоре нашли сахар на мачте, но рассказать о своей находке другим пчелам им не удалось. Они танцевали и так и этак, во всех направлениях бегали виляющей походкой, но несвязная эта «речь» только вводила в заблуждение их соотечественниц.

Теперь известно, что муравьи подобно пчелам тоже видят поляризованный свет, падающий с небосвода, и умеют ориентироваться по нему.

Но у них нет столь сложной системы передачи информации, как пчелиные танцы. По-видимому, для всех животных, именуемых зоологами членистоногими, поляризованный свет служит маяком. И похоже, что ни одно другое нечленистоногое животное (то есть не насекомое, не рак) такими способностями не обладает.

Сложные, или фасеточные, глаза, которыми наделены все взрослые членистоногие (и никто больше), наверное, и есть те оптические «сепараторы», отделяющие свет поляризованный от неполяризованного^[41]. Просеивая солнечные лучи, они рисуют в воображении насекомого картину пятнистого неба, где каждое пятно — ориентир.

Сложный глаз составлен из сотен мелких глазков — омматидиев^[42]. Карл Фриш сконструировал прибор, копирующий в грубой форме природную модель поляроида, которую представляют собой омматидии. Опыты с этим прибором убедили ученого, что сложный глаз насекомого действительно фильтрует поляризованные лучи.

Голубиная почта

Нет, не о Ное идет речь, хотя почти теми же словами и то же сказано в Библии. Не из Библии тот стих, — это рассказ Утнапишти.

Гильгамешу, «все видавшему», поведал он о днях потопа и о спасении своем на ковчеге. А Гильгамеш, силач и герой, был царем «огражденного Урука», древнейшего из древнейших на земле городов. «Все видавший» жил и умер пять тысяч лет назад на берегах Евфрата, чуть пониже того места, где позднее вознес к небу свои богатырские стены чудо света город Вавилон.

Поэму о Гильгамеше еще в младенчестве своем сложили люди, когда едва только научились кое-как ковать медь и лить олово и серебро, когда бронзовые стали делать мотыги и топоры, но не выкинули еще и каменных. Поэма получилась у них качеством выше, чем топоры: тысячелетия не состарили. Позднее жрецы, составлявшие Библию, приписали все подвиги шумера Утнапишти праведному Ною, но это чистейший плагиат!

В стихе, которым начинается эта глава, говорится о первом в мире (документально датированном, конечно) испытании навигационных способностей птиц: «отправившись, голубь назад вернулся». Пять тысяч лет назад люди уже знали, что голуби и ласточки отлично умеют ориентироваться и всегда находят свой дом, как бы далеко ни улетали от него.

Как только люди догадались об этих их способностях, сейчас же стали птиц ловить и обучать несложной науке почтарей. На островах Тихого океана дрессируют для этой цели фрегатов — большекрылых морских птиц.

Римлянин Плиний Старший, бравый кавалерийский полковник (в таком чине, если перевести его на современный язык, закончил он службу), прославил свое имя не на полях сражений, а в трудном деле популяризации зоологии. Он писал о Цецине из Вольтера, большом любителе конских бегов. Когда отправлялся тот на ристалища, то «имел обыкновение брать с собой ласточек, пойманных под крышами домов своих друзей». Если его лошади получали призы, он красил птиц в условленный цвет, означавший победу, «очень хорошо зная, что каждая вскоре вернется в свое гнездо».

А еще совсем недавно один француз рекламировал своих ласточек, предлагая воспользоваться их услугами.

Но голуби, несомненно, более подходящие для почтовых сообщений птицы. Они неприхотливы, хорошо размножаются в неволе, летают быстро и достаточно сильны, чтобы переносить небольшие эпистолы.

Голубиная почта имеет почтенную историю. Египтяне, древние греки и римляне посылали голубей с сообщениями. Но и в наше время, несмотря на новейшие средства связи, миллионы голубей несут почтовую службу.

В одной лишь Англии больше миллиона таких голубей. Пятая их часть, «призванная» в армию, приняла активное участие в минувшей мировой войне: с ними было передано немало разных сообщений.

Агентство Рейтер, которое еще в середине прошлого века пересылало письма с почтовыми голубями, в 1962 году, испробовав искусственные спутники, вновь обратилось за помощью к голубям. Они оказались наиболее быстрым и удобным средством для передачи коротких информаций через районы больших городов, на улицах которых постоянные пробки задерживают движение.

В последние годы многих любителей привлекают спортивные состязания голубей, начало которым было положено еще в 1825 году в Бельгии. В состязаниях главное для птицы — вернуться домой возможно быстрее, и часто лишь последние секунды многочасового полета приносят лучшим голубям победу.

Голубей выпускают обычно всегда в определенном направлении от дома, на одном из этапов какого-нибудь традиционного маршрута. Знатокам этого спорта хорошо известно, что быстрее и увереннее возвращаются по маршруту те птицы, которые уже не раз по нему летали.

В этом главный смысл обучения почтовых голубей. Сначала птиц выпускают недалеко от дома. Потом это расстояние все увеличивают. Обучение должно помочь птице изучить все ориентиры на маршруте и направить ее полет вдоль узкого коридора хорошо знакомой местности.

И вот заключительный курс науки: голубя увозят за сотни миль от конечных звеньев изученного им по частям маршрута. Поднявшись в воздух, он не должен видеть привычных ориентиров, но птица быстро их находит и летит к дому уже по знакомой трассе. В США есть гоночные маршруты протяженностью в тысячи километров и есть тысячи голубей, которые отлично «вызубрили» каждый их километр.

Может быть, тоже память?

Вопрос этот вполне уместно задать, после того как мы познакомились с основными правилами обучения почтовых голубей. Безусловно, память играет свою роль, помогая птице по знакомым ориентирам быстрее находить дом, а в ближайших его окрестностях это, по-видимому, единственный способ отыскивания гнезда. Но в общей системе ориентировочных рефлексов память имеет лишь вспомогательное значение. О том говорят многие наблюдения и опыты, хотя голубеводы и некоторые орнитологи нередко высказывают мнение, с этим несогласное.

Исследователь Мэтьюз путем несложных опытов установил, например, что голуби, обученные возвращаться по определенной трассе, иногда сворачивают с нее и летят домой прямой, более короткой, хотя и незнакомой, дорогой. Когда навязанный экспериментаторами маршрут слишком отклоняется от прямого пути, голуби легко отказываются от услуг памяти и прибегают к помощи какого-то другого неведомого чувства, которое более точно наводит их на цель.

Наконец, давно уже известно, что голуби и другие птицы без труда находят свой дом, если даже завезти их в страны, им совершенно незнакомые. Иногда всю дорогу их крутили на патефонном диске или везли под наркозом, чтобы исключить влияние так называемого кинестического чувства, которое, согласно одной из гипотез, дает птицам возможность механически запоминать все повороты экипажа, которым доставляют их к месту выпуска. (Так что им стоит будто бы лишь раскрутить катушку своих воспоминаний в обратную сторону и привести в соответствие с ними свои крылья, как дорога тотчас будет найдена.) Но птицы после наркоза и патефонной карусели так же хорошо ориентировались в незнакомых странах.

Классическим стал опыт с вертишейкой. Ее поймали на гнезде в районе Берлина. Надели на лапку кольцо и отвезли на самолете в Салоники, за 1600 километров. Через десять дней она опять «вертела шейкой» у своего гнезда в Берлине!

Еще более поразителен трансатлантический перелет английских олуш.

Пару этих морских птиц поймали на берегу Уэльса (они здесь гнездятся, а зимовать улетают в Южную Америку) и отправили на самолете в Бостон, по ту сторону Атлантического океана: за пять с половиной тысяч километров от гнезда!

16 июня 1952 года в час ночи уставшая птица тяжело опустилась около своей норы в окрестностях Скокхольмской орнитологической станции в Уэльсе. Она перелетела океан и нашла на маленькой скале большого острова свое гнездо через двенадцать с половиной суток после старта на американской земле. Лодка с почтой, извещавшей, что птица отпущена (ее компаньон погиб при перевозке), опоздала на десять часов.

Подобных опытов проделано теперь очень много и с самыми различными птицами: крачками, чайками, стрижами, ласточками, скворцами, варакушками, горихвостками, сорокопутами, воронами, утками, лысухами, ястребами, аистами. Испытали более тридцати четырех видов всевозможных птиц.

Все они более или менее успешно находили дорогу домой из местностей, им незнакомых. Ясно, что хорошая память тут уж ничем не могла им помочь. Так что же помогало?

Может быть, ищут по спирали?

В упомянутых опытах один факт сразу же обращает на себя внимание: скорость возвращения птиц всегда не очень велика. Можно подумать, что они не так уж и спешат домой. На весь полет затрачивали столько времени, что (если следовали прямиком от места выпуска) летели, очевидно, всего несколько часов в сутки. «Перемещенные» ласточки и крачки в день пролетали в среднем около двухсот километров, чайки — около ста, а скворцы лишь по сорок километров.

Некоторые исследователи сделали такой вывод: потому птицы так долго не возвращаются, что в полете ищут знакомые ориентиры, облетая местность кругами. Постепенно все расширяют круги, короче говоря, ищут по спиралям. Не летят прямиком в соответствии с указанием внутреннего компаса, а, разлетаясь в разные стороны, кружатся над полями и лесами до тех пор, пока их взору не откроются с высоты знакомые ландшафты. На круговой маршрут требуется, конечно, значительно больше времени, чем на прямолинейный.

Однако теория случайных поисков теряет сейчас последних сторонников. Хотя птицы на возвращение домой затрачивают и немало времени, однако не так уж и много, как требовалось бы для полета по спирали. Кроме того, и некоторые другие наблюдения не подтверждают сделанного выше вывода.

Известно, например, что многие птицы и во время весенне-осенних перелетов находятся в пути не более трёх-четырёх часов в сутки, пролетая за день около ста, в лучшем случае около двухсот километров. Но часто летят еще медленнее. Один певчий дрозд за 54 дня продвинулся лишь на 2160 километров к югу — в среднем по 40 километров в день. Зяблик кочевал от рощи к роще еще медленнее — по 17,4 километра в день, а ястреб-перепелятник — по 12,5 километра.

Орнитологи пришли к заключению, пишет доктор Д. Мэтьюз в очень интересной книге «Bird Navigation» («Навигация птиц»), что птицы во время перелетов «не спеша продвигаются с определенной дневной нормой, и эта норма может быть принята за скорость возвращения домой во время экспериментального перебазирования».

В пути птицы кормятся, отдыхают, чистятся — на все это тоже уходит немало времени. Рюппель говорит, что скворцы, которых он выпустил на волю далеко от дома, не сразу пустились в обратный путь, а долго прыгали по веткам деревьев. Чайки в такой же ситуации чистились и купались и, похоже, совсем не хотели возвращаться домой. И так долго они этим занимались, что наблюдатели устали ждать, когда же они наконец полетят назад. Оставили их на отмели и ушли.

Птицы, парящие, прежде чем лечь на курс, часто долго кружатся на месте в поисках воздушных течений нужного направления. Олуши по другой причине не торопятся домой. Птицы эти хотя и дневные, но в норы свои днем обычно не возвращаются: боятся крупных чаек. Те нападают, бьют олуш и заставляют отрыгнуть всю проглоченную рыбу. Грабители ловко схватывают ее на лету, не дав даже коснуться воды. Поэтому, прилетев к гнездам, олуши не приближаются до полной темноты к берегу. Вот и получается, что олуши, завезенные далеко и выпущенные уже к вечеру, этой же ночью приземляются у своих нор, пролетая сотни миль за несколько часов, — «явное доказательство, — говорит Д. Мэтьюз, — прямолинейного полета через неизвестную местность».

Олуши же, выпущенные днем или утром, прилетают тоже ночью, затрачивая на тот же путь вдвое и втрое больше времени.

Эти и многие другие наблюдения, которые я не стану здесь перечислять, доказывают, что теория спирального поиска неверна. Если некоторые птицы и летают порой кругами над местом выпуска, то причина этого иная. Бывает, они таким способом и в самом деле ищут дом, но случается это обычно недалеко от него, когда круговой поиск может быстро навести на знакомые ориентиры или когда ориентиры уже найдены и нужно только лучше разобраться в них. Самонаведение на дом из местностей удаленных всегда идет по прямолинейному курсу.

Может быть, старики показывают дорогу?

Орнитологи давно уже оставили эту идею, хотя было время, когда в нее верили: дорогу в южные страны и обратно молодым птицам показывают птицы старые. Сейчас мы знаем, что у многих пернатых молодежь, едва научившаяся летать, отправляется на юг самостоятельно, без родителей и вообще без взрослых птиц. Пример тому — скворцы и сорокопуты-жуланы. Кукушки, выращенные певчими птичками, никогда и не видят даже своих родителей и улетают в Африку значительно позже взрослых кукушек, которые уже в августе порхают вокруг Килиманджаро.

Новозеландские бронзовые кукушки зимуют на Соломоновых островах и островах Бисмарка. Молодые кукушки, которым нет еще и года, летят туда много позже старых и летят сначала на северо-запад — в Австралию. Вдоль ее восточных берегов продвигаются на север и поворачивают затем на северо-восток — в открытый океан. Там, среди его синих волн, отыскивают несколько маленьких островков, в давние времена полюбившихся их предкам, и только здесь встречаются со своими беспечными родителями. Как находят они эти затерянные в океане острова — просто непостижимо!

Немало, конечно, есть и таких птиц, которые путешествуют на юг семьями и смешанными стаями; здесь молодые птицы летят бок о бок со старыми. Таковы аисты, гуси, лебеди, журавли. Может быть, у них старики показывают дорогу?

Несколько тысяч молодых белых аистов задержали там, где они выросли, до поры, пока все их сородичи не покинули эту местность. Потом пленников окольцевали и отпустили. Они тут же полетели на юго-восток, то есть туда же, где зимуют и взрослые аисты из Прибалтики.

Но вот молодых аистов из Восточной Германии завезли на Рейн. В это время все местные птицы уже улетели на юг. Восточногерманские эмигранты устремились на зимовки прежним юго-восточным курсом — в Адриатику, а ведь рейнские аисты летят зимовать на юго-запад — во Францию.

Серые вороны, гнездящиеся в нашей Прибалтике, зимуют обычно в Северной Германии. Однажды весной поймали на Куршской косе (под городом Калининградом) 900 молодых ворон. Они уже продвигались потихоньку на свою родину — в Латвию и Эстонию, где минувшим летом вывелись из яиц. Завезли пленников в Данию. Позднее этих ворон нашли в Швеции. Они, значит, и на новом месте продолжали свой полет в северо-восточном направлении и, конечно, попали не в Латвию, а в Скандинавию.

Такие опыты были проделаны со многими птицами, и результат у всех был один: перемещенные молодые птицы, ни разу в жизни не совершавшие осенних перелетов, летят тем не менее в том направлении, в каком улетают их родители. Значит, чувство направления у них врожденное. Птицы по наследству от предков получают стремление лететь осенью по определенному направлению и на определенное расстояние, поэтому в своих путешествиях и обходятся без помощи опытных руководителей.

И все-таки такое руководство имеет место, когда молодежь и старики летят вместе. Это тоже доказали опыты по перемещению птиц. Например, если молодых восточногерманских аистов выпустить в районах Западной Германии, когда местные аисты еще не улетели, то перемещенная молодежь присоединится к стаям своих сородичей и устремится вместе с ними на юго-запад, а не на юго-восток, как поступили бы молодые аисты, предоставленные самим себе.

Так же ведут себя скворцы и многие другие птицы. Значит, «указание», куда лететь зимовать, птенец получает еще в яйце вместе с серией других инстинктов, однако опыт, приобретенный в течение жизни, и сила примера могут внести свои поправки в унаследованные инстинкты.

Тут интересно подчеркнуть, что в наследственности птицы закреплен маршрут полета только в одном направлении — на зимовки осенью. Весной молодые птицы возвращаются обычно по тому пути, по которому летели осенью. Поэтому если яйца или птенцов перенести в другую местность и там их выкормить, то следующей весной эти выкормыши не вернутся в землю предков, где родители произвели их на свет, а полетят туда, где их вырастили люди и откуда совершили они свой первый в жизни перелет на зимние квартиры. А ведь у бабочек не так, у монархов, например. У них молодое поколение, рождающееся на юге, неудержимо стремится на север, в землю предков. И это стремление, и маршрут полета получают они в дар к первому дню своего рождения.

Однако мало одного позыва лететь в «заданном» направлении, надо еще отыскать по каким-либо ориентирам это направление. Короче говоря, необходим компас, указания которого постоянно контролировали бы правильность выбранного курса.

Чтобы понять природу этого компаса, были исследованы и, увы! отброшены многие гипотезы. Среди них магнитная теория еще недавно пользовалась большой популярностью, особенно у журналистов: пришлась по вкусу широкой публике.

Может быть, магнитное поле и силы Кориолиса служат гидами?

Мысль о том, что, возможно, птицы ориентируются по силовым линиям магнитного поля Земли, впервые высказал в 1855 году наш соотечественник Миддендорф. С тех пор эта идея на какое-то время не раз становилась предметом жаркой полемики среди орнитологов. А сравнительно недавно американский физик Йегли, а вслед за ним и американские журналы с большим шумом объявили, что удалось наконец экспериментально доказать наличие у птиц магнитного чувства. Но доказательства эти немногих, как видно, убедили.

Пробовали помещать птиц в сильное магнитное поле, облучать их короткими радиоволнами, бомбардировали лучами радаров, прикрепляли к крыльям намагниченные пластинки, но результаты либо утверждали, что птицы совершенно не чувствительны к электромагнитным и магнитным полям, либо в лучшем случае были неопределенными.

Тогда вспомнили о силах Кориолиса. Они проявляют себя, когда какое-нибудь тело движется по поверхности земли или летит над ней.

Без знаний высшей математики трудно понять, что это за силы. Первопричина их — вращение Земли. В северном полушарии силы Кориолиса стараются отклонить всякое движущееся тело вправо, а в южном — влево.

Так вот предположили: может быть, отклоняют они и жидкость, наполняющую полукружные каналы внутреннего уха птицы, и жидкость, отклоняясь, давит на стенки этих каналов, на особые чувствительные волосики. В зависимости от направления полета давление будет разной силы, а это в свою очередь может служить указателем при поисках правильного курса.

Действительно, полукружные каналы (они есть и в человеческом ухе) представляют идеальный, казалось бы, орган для восприятия сил Кориолиса, если судить по их анатомическому устройству. Однако математические вычисления показали, что влияние сил, вызванных вращением Земли, на такие маломощные «приемники», как тончайшие трубочки в миниатюрном ухе певчей пташки, будет меньше даже Броуновского движения. То есть молекулы жидкости, заключенной в полукружных каналах, будут перемещаться с большей силой и энергией, побуждаемые к тому постоянно действующими законами термодинамики, чем силами Кориолиса. Значит, влияние последних будет полностью подавлено хаосом теплового движения молекул.

Предполагали также, что птица, может быть, способна реагировать на комбинацию ощущений, вызванных воздействием сил Кориолиса и магнитного поля Земли. Тогда в распоряжении ее навигационных чувств будет бикоординатная система: магнитные силовые линии разной интенсивности могут заменить широтную систему координат, а эффект Кориолиса — долготную.

Попробовали нанести на карту сетку из пересечения силовых линий этих двух систем, и оказалось, что местами они почти параллельны друг другу, а местами даже дважды пересекаются. Это значит, что в выбранной нами системе координат будет не одна, а несколько точек с одинаковыми или очень близкими градиентами, то есть «адресами», по которым птица должна отыскивать свой дом.

Это-то и подало мысль некоторым исследователям проверить экспериментально реакцию почтовых голубей на одинаковые «адреса», чтобы окончательно уже покончить в случае отрицательного результата с гипотезой комбинированного магнитно-ротационного чувства.

Птиц из голубятни, помещенной в одной из точек пересечения магнитных силовых линий с изодинами Кориолиса, выпускали вблизи от другого пересечения тех же самых двух линий, то есть около места, дублирующего «адрес» голубятни. Если бы птицы ориентировались так, как предполагали авторы этой гипотезы, они, скорее всего, полетели бы по ближайшему, то есть ложному, адресу или хотя бы колебались, куда же лететь. Но они не колебались — устремились прямо к голубятне. Вели себя так, что ясно было: о втором адресе они понятия не имеют.

Так одна за другой наукой были отвергнуты все гипотезы, которые пытались как-то объяснить величайшую из тайн природы. И еще в 1942 году один из ученых, немало потрудившихся над этой головоломкой, писал: «Таким образом, мы не видим пока пути, который приблизил бы нас к разрешению загадки…

Пока нам остается лишь не очень приятная обязанность отвергнуть фантастические, надуманные гипотезы и убрать их с дороги как строительный мусор».

А еще через несколько лет доктор Крамер начал свои остроумные опыты, которые помогли наконец найти правильную дорогу среди «строительного мусора» отвергнутых теорий.

Опыты Крамера

Первым догадался об этом немецкий биолог Шнейдер. В 1906 году в статье о голубях он писал, что, возможно, птицы ориентируются по солнцу, но никто из его современников над этим серьезно не задумался. И, как это нередко бывает, правильная мысль многим показалась слишком фантастической. Время от времени идея о солнечной навигации обсуждалась в научной литературе, но до Крамера^[43] никто не пытался проверить на опыте, возможно ли такое.

Давно было замечено, что певчие птицы, например скворцы, славки и сорокопуты, даже в клетках, когда при- ходит пора улететь на юг или, наоборот, весной лететь на север, очень беспокоятся. В эту пору они сидят обычно на жердочках, повернувшись головой в направлении перелета, то есть в ту сторону, куда летят сейчас над лесами или полями их сородичи и куда устремились бы и они, если бы были на свободе. Птицы бьют в возбуждении крыльями, словно им невмоготу сидеть на месте, и иногда срываются с жердочек и летят, но прутья клетки задерживают их.

Даже и в клетке птицы не ошибаются в выборе правильного направления. Крамер решил проверить, будет ли разница в поведении птиц в солнечные и ненастные дни: когда видят они солнце и когда они его не видят.

Он сконструировал клетку — круглую, целиком из металлической сетки, диаметром семьдесят сантиметров. Ее поставили в небольшом павильоне, закрытом со всех сторон. Лишь вверху в нем были проделаны шесть окон. Птицы в клетке, подвешенной внутри павильона, могли видеть только небо и ничего больше. Павильон был на колесах и легко поворачивался вокруг своей оси. Лежа в нем, наблюдали за поведением птиц.

И вот увидели: когда небо было затянуто облаками, скворец летал и прыгал по клетке во всех направлениях.

Но как только облака рассеивались и солнце выглядывало из-за туч, сейчас же поведение птицы становилось иным. Все движения скворца были направлены теперь в одну сторону — на северо-запад. Активность его, как выражаются специалисты, была строго ориентированной.

Тогда к каждому окошку павильона прикрепили по зеркалу и повернули их так, что солнечный свет стал падать на клетку под другим углом — не с юго-запада, а с юго-востока; сейчас же на такой же угол отклонилась от прежнего и направленная ориентация скворца. Птица повернулась на юго-запад, хотя только что не могла оторвать взора от северо-запада.

Еще раз и под другим углом повернули зеркала — пересел и скворец на жердочке, повернулся туда, куда и ожидали.

Так просто и бесспорно было доказано, что птицы в выборе нужного направления ориентируются по солнцу. Они должны видеть самое солнце или хотя бы ближайшую к нему часть небосвода в пределах дуги в тридцать — сорок пять градусов. Чистое небо вдали от солнца не может служить ориентиром, потому что в отличие от пчел и других членистоногих птицы не чувствительны к поляризованному свету.

Отчет о своих опытах Крамер опубликовал в 1950 году и сейчас же начал другую серию экспериментов.

Вокруг клетки снаружи прикрепили двенадцать кормушек (совершенно одинаковых и на равном расстоянии одна от другой). Скворцов кормили только в одной из этих кормушек. Они вскоре к этому привыкли и безошибочно ее находили, хотя ничем она не отличалась от одиннадцати других.

Единственным указателем, по которому кормушку можно было отыскать, оставалось солнце, вернее, ее положение по отношению к солнцу. Когда солнце затеняли, скворцы беспомощно метались от одной кормушки к другой. Когда зеркала меняли угол между кормушкой и направлением солнечных лучей, скворцы летели к другой кормушке, отстоящей от первой ровно на такой же угол.

Опыты повторили, заменив естественное солнце искусственным — мощной лампой, снабженной рефлектором, которую перемещали по приделанной к потолку железной рейке. Результаты были те же.

И тут заметили еще одну поразительную черту в умении птицы ориентироваться.

Солнце в течение дня все время ведь перемещается в небе, и, значит, положение кормушки по отношению к нему каждый час бывает разным. А птицы тем не менее всегда безошибочно ее находят, словно бы знают, как от часа к часу меняется положение солнца, и учитывают изменяющийся в связи с этим угол между кормушкой и солнцем.

Даже двенадцатидневные птенцы, выросшие в глубоком скворечнике и никогда в жизни не видевшие солнца, быстро научились ориентироваться по нему, каждый час внося необходимые поправки с учетом движения самого ориентира.

Вывод из этого неожиданного открытия мог быть только один: у птиц есть чувство времени! Очень точный хронометр, эндогенный счетчик времени, как его назвали, или физиологические часы, — называют и так этот феномен.

Тут мы должны немного отвлечься, чтобы поговорить об этих самых часах, без которых солнечная навигация ведь невозможна. Иначе, если мы этого не сделаем, трудно нам будет понимать друг друга, когда речь пойдет о дальнейших опытах и теории солнечной навигации.

Физиологические часы

Пчеловодам давно известно: если подкармливать пчел всегда в одно и то же время, они запомнят часы кормежек и будут прилетать в «столовые» без опозданий. А если случится непогода и дни будут нелетные, пчелы возобновят посещение «столовой» в те же часы, лишь только пригреет солнце. А если быстро на самолете перевезти этих пчел с Украины, скажем, на Алтай, они и тут будут искать корм по местному украинскому времени. Ни для кого также не новость, что многие цветы раскрываются утром, когда вылетают на добычу насекомые, опыляющие их. Раскрываются они незадолго до рассвета, «как будто «зная», — пишет один ученый, — что через несколько часов взойдет солнце». И если даже цветы перенести в помещение, в котором никогда не будет света, они все равно раскроются в положенное время.

И уж, конечно, каждый из нас по своему опыту знает, что и без будильника может проснуться, когда захочет. Нужно только небольшим напряжением воли поставить на определенный час свои «головные часы», как называют исследователи этот неизвестный пока физиологический механизм, пробуждающий наше сознание в нужную минуту. «Головные часы» некоторых людей с такой точностью измеряют время, что эти люди просыпаются за минуту до звонка будильника.

Помещали человека на несколько дней в башню молчания, где не было никаких часов и никаких звуков и впечатлений из внешнего мира, а «головные часы» по-прежнему отсчитывали время. И если ошибались, то не больше чем на пятнадцать минут в сутки.

Еще точнее работают они под гипнозом. Гипнотизер говорит усыпленному пациенту: «Проснетесь через двести сорок минут и выпьете этот стакан воды». И хоть нет в помещении, где проводится опыт, никаких часов, человек просыпается ровно через двести сорок минут и пьет воду.

Все эти наблюдения, в достоверности которых никто теперь не сомневается, говорят о том, что и у растений, и у животных, и у человека тоже есть в организме какие-то «ходики», какие-то циклические физиологические процессы, совпадающие во времени с движением солнца по небу. Короче говоря, есть солнечные часы.

Суточные ритмы были открыты у растений еще в прошлом веке. Какие это ритмы? Интенсивный рост, выбрасывание спор, открывание и закрывание цветов в определенное время суток. Листья поникают ночью, поднимаются, напрягаясь, днем. И другие подобные изо дня в день и в одни и те же часы повторяющиеся процессы. Вся жизнь птиц, рыб, зверей, насекомых, червей — всего живого на земле в разное время суток протекает по-разному: в определенное время они спят, в определенное время ищут пищу, поют, роют норы, идут на водопой, кочуют в долины или горы. В одни часы опускаются на глубины, в другие плывут к поверхности. Даже вылет из куколок у многих насекомых происходит изо дня в день, из года в год в одно и то же время.

Приходят новые сутки, и тот же дневной и ночной образ жизни повторяется сначала.

Распорядок его врожденный. С первого дня появления на свет все животные и растения живут уже по солнечным часам, которые отсчитывает какой-то внутренний механизм, бессознательно приспосабливая к ним не только свой обмен веществ и физиологию, но и привычки свои и режим, так сказать, дня.

Но если зародышей животных (и семена растений тоже) поместить в полную темноту или, наоборот, содержать при непрерывном освещении, то животные, когда родятся (а растения, когда прорастут), не обнаружат никаких периодических ритмов: словно бы нет у них физиологических часов. Но стоит новорожденных, хоть на мгновение, осветить мимолетной вспышкой света (если развивались они в темноте) или погасить свет на секунду (если при непрерывном освещении их содержали), как сейчас же такой ритм у них объявится.

Отчего так происходит — никто не знает. Наука по- настоящему еще только начала изучать механизм физиологических часов, и очень многое тут не ясно. Объясняют это пока так: по-видимому, у каждой клетки организма есть свои физиологические часы, но все они идут сначала вразнобой. Чтобы привести их к одному ритму, синхронизировать, и необходим внешний толчок-регулятор, который все ходики пускает разом. Роль его у высших растений выполняет красный свет, у грибов и одноклеточных водорослей — синий.

У животных поддерживают в одном ритме работу внутренних хронометров какие-то особые вещества, которые железы выделяют в кровь.

С тараканами делали такие опыты. Отрезали им головы, и сразу насекомые теряли чувство времени. Но жизнь не теряли: бегали и без головы еще много дней. Когда безголовому таракану прирастили кусочек ткани, взятой из головы другого таракана, он сразу стал жить по часам, но по часам того таракана, кусочком головы которого его наделили.

Срастили спинками двух тараканов: одного с головой, другого без головы, и новые сиамские близнецы стали обладателями единого чувства времени, одних общих часов — того таракана, у которого была голова.

У позвоночных животных (и у человека) работой клеточных хронометров заведует, приводя их, что называется, к одному знаменателю — единому времени, центральная нервная система, то есть, попросту говоря, мозг. Но мозг такую регуляцию осуществляет через особые железы, выделяющие в кровь гормоны — вещества-регуляторы. Известно уже более сорока физиологических и психических процессов, суточным ритмом которых управляют гормоны. Адреналин и меланофорный гормон гипофиза, маленькой железки под полушариями мозга, играют, по-видимому, главную роль — роль пружины в наших ходиках. Действие этой пружины представляют себе пока так: день и ночь, свет и темнота, чередуясь со строгой последовательностью, заводят пружину физиологических часов. Свет через глаза^[44] побуждает к деятельности симпатическую нервную систему, а она заставляет выделяться в кровь адреналин. Темнота возбуждает парасимпатические нервы и гипофиз, который в больших дозах, чем днем, производит меланофорный гормон.

Ритмические, совпадающие во времени с движением солнца по небу колебания концентрации веществ-регуляторов — то адреналина больше, то меланофорного гормона — задают тон всем другим процессам в организме, подчиняя их одному двадцатичетырёхчасовому циклу. На механических часах каждый отрезок суток обозначен цифрой. В физиологических часах такой цифрой служит определенная доза веществ-регуляторов.

А сама эта доза — мы уже знаем — зависит от чередования света и темноты. Свет — тот внешний источник энергии, который заводит внутренние часы обитателей подсолнечной планеты. Это не лишне повторить, — так важна роль света в процессах, о которых идет речь.

Если нормальное суточное чередование света и темноты изменить, то эндогенные часы животных (и растений тоже) начнут отмечать время по-новому.

Подобные опыты делали сотни раз. Например, крыс, тараканов, мух, голубей или… фасоль освещали, скажем, десять часов подряд, а потом на десять часов помещали в полную темноту — их физиологические часы уже через день-два такой обработки, в крайнем случае через неделю-две, полностью перестраиваются и приспосабливаются к двадцатичасовым суткам^[45].

Часто даже не нужно все десять часов освещать содержащихся во тьме животных, а достаточно каждый раз в одно и то же время включать свет хотя бы на час и даже всего на несколько минут, и физиологические часы подопытных «кроликов» приобретут новый завод.

Делали и так: не нарушая нормального двадцатичетырехчасового ритма, лишь на шесть часов раньше включали освещение, еще когда на дворе была темная ночь или, наоборот, уже наступал рассвет, а животных еще шесть часов держали в темноте. Их физиологические часы уже через несколько дней показывали новое время — спешили или отставали на шесть часов. И сон, и пробуждение, и поиск пищи, и все другие внешние и внутренние проявления жизнедеятельности животного начинались на шесть часов раньше или позже прежнего.

Физиологические часы можно отвести назад и действием низкой температуры.

Возьмите пчел, обученных прилетать в полдень за сахарным сиропом к кормушке, и подержите их несколько часов на холоде при температуре около 0–5 градусов. Когда они обретут свободу, обязательно вспомнят о сиропе. Но вспомнят с запозданием ровно на столько часов, сколько вы их продержали в холоде, и только к вечеру прилетят к кормушкам.

«Опыты показали, — пишет Эрвин Бюнинг в книге, подводящей итог всем таким экспериментам, — что после длительной обработки холодом организм ведет себя так, как будто в течение этой обработки физиологические часы находились в состоянии покоя».

Не шли, значит, «замороженные».

«Замораживание» быстрее достигает цели, чем многодневная перестройка внутренних ритмов ненормальным чередованием света и тьмы, и к нему часто прибегают ученые, когда экспериментируют с растениями или с холоднокровными животными, температура тела которых быстро повышается или понижается, когда вокруг становится теплее или холоднее.

Должен предупредить читателей, что в науке нет еще достаточно ясного представления ни о природе, ни о работе физиологических часов. Поэтому беглый обзор на предыдущих страницах следует рассматривать лишь как весьма схематичное и приблизительное описание действия очень сложной механики природных хронометров.

Но тем не менее к чтению следующих глав мы приступаем теперь более подготовленными.

Солнечная навигация

Итак, вернемся к скворцам.

Когда опыты Крамера стали известны орнитологам, некоторые ученые захотели их повторить. К этому времени и изучение физиологических часов значительно продвинулось вперед. Немец Гофман решил использовать эти достижения в своих опытах со скворцами.

Он начал с того, что проделал эксперимент Крамера: выдрессировал двух скворцов находить по солнцу корм в одной из двенадцати однотипных кормушек. Потом скворцов около двух недель продержали в помещении, в котором были созданы искусственные день и ночь, на шесть часов отстающие от нормальных суток. «Часы» скворцов тоже отстали. Когда их посадили снова в клетку под открытым небом, они, проголодавшись, полетели к кормушке, в которой привыкли находить пищу, но кормушку не нашли, хотя день был ясный. Ошиблись ровно на девяносто градусов: кормушка помещалась на юге, а искали ее на западе^[46]. Было три часа дня, а так как их «часы» отставали на шесть часов, скворцы «решили», что сейчас только девять часов утра, потому и отклонились сильно вправо. Ведь солнце за шесть часов продвигается на девяносто градусов к западу, то есть вправо, если смотреть на его путь по небосводу.

И еще двадцать три дня, пока скворцов содержали и днем и ночью при свете, «часы» их шли неправильно и они ошибались в своих поисках. Посадили затем скворцов под открытым небом, и недели через две «часы» их нагнали потерянные шесть часов, снова пошли в ногу с солнцем.

Птицы, у которых внутренние хронометры отводили на шесть часов вперед, ошибались в поисках нужного направления, отклоняясь на девяносто градусов влево.

Эти опыты — проделаны они были и с голубями, и со славками, и с сорокопутами — ясно показывают, что солнце в птичьем обиходе — главный ориентир. Но ориентир этот не стоит на месте. Найти дорогу по нему нельзя, если не знаешь, в какой части неба в каждый час дня он располагается. Птиц тут выручают хорошая память и «карманные часы», которыми природа наделила все живое на земле.

«Это удивительно, — пишет доктор Мэтьюз, один из ведущих специалистов в науке об ориентации птиц, — что люди, веками определявшие свое местоположение по солн- цу, всего лишь несколько лет назад узнали, что и птицы поступают так же».

Теперь сомнений нет, что пернатые навигаторы пользуются той же координатной системой, что и люди: по солнцу находят дорогу. Но как они это делают — не ясно. Наиболее разработанная гипотеза Мэтьюза представляет дело примерно так.

Если птицу судьба забросила к югу от дома, то солнце в тех широтах перемещается в небе по более высокой дуге и в зените стоит выше над землей, чем дома. Значит, лететь надо на север — туда, где в полдень солнце не так высоко возносится в небеса. «Автопилот» срабатывает, и птица летит на север.

Дорога с севера на юг находится тем же путем, только в обратном плане: зенит здесь ниже и лететь надо туда, где он выше.

Не всегда, конечно, случается, что птица стартует в полдень. Не ждет она также, когда солнце достигнет высшей точки орбиты, чтобы определить свое местоположение. Мэтьюз полагает, что птица экстраполирует перемещение солнца по небольшому отрезку дуги на всю орбиту, яснее говоря, обладает каким-то чувством, которое позволяет ей. понаблюдав минуту за движением солнца, безошибочно судить о высоте его зенита.

Так, предполагается, идет поиск нужной широты. Долгота определяется проще — совсем уж штурманским методом.

Известно, что солнце в один и тот же час стандартного времени (то есть времени по Гринвичу) в разных точках земли стоит на разной высоте. Если нам известно, который сейчас в Гринвиче час, то положение солнца в небе подскажет нам, к западу или к востоку от Гринвича мы находимся. Гринвичем для птицы служит ее дом родной, а стандартным временем — показания ее природного хронометра, настроенного в один ритм с движением солнца над ее домом. Значит, если в местности, откуда ей нужно найти дорогу домой, солнце запаздывает — стоит ниже в первой половине дня, а после полудня выше, чем дома в эти же часы по ее хронометру, то неизвестная местность лежит, следовательно, к западу от дома и лететь надо на восток. Если же солнце опережает ход физиологических часов птицы, значит, на западе они заводились, туда и лететь надо.

Такова теория, пытающаяся осмыслить поразительные факты, добытые экспериментальной биологией. Изложена она мной, конечно, очень примитивно, с учетом только общих принципов. Насколько же верна эта теория, покажут будущие исследования.

Осталось сказать несколько слов о птицах, которые совершают перелеты ночью, а днем отдыхают. Таких птиц немало. Садовая славка, славка-черноголовка и сорокопут- жулан тоже путешествуют по ночам. А я уже упомянул, что в экспериментах с зеркалом и искусственным солнцем они вели себя так же, как скворцы: показали, что умеют ориентироваться по солнцу. Не может быть, пишет Мэтьюз, чтобы такой сложный приспособительный механизм, как навигация по солнцу, был бы развит, а в дело не употреблялся. Природа ничего не делает напрасно. По-видимому, эти птицы, хотя и летают ночью, а ориентируются все- таки по солнцу. Полагают, что они избирают нужное направление на закате, а потом всю ночь помнят его.

Что дело обстоит именно так, убеждают некоторые наблюдения. Однажды Крамер выпустил славку-черноголовку и двух серых славок вблизи большого города. Выпустил он их, после того как солнце давно уже село, в темноте, и птички приняли свет огней большого города за закат и взяли неправильное направление. Когда на том же месте выпустили птиц до заката, они успели правильно сориентироваться и городские огни их не смущали.

Однако черноголовка и садовая славка, и не видя солнца на закате, когда небо ночью звездное, летят без ошибок. Густые облака и слишком яркая луна мешают им. По-видимому, птицы эти помимо солнца могут ориентироваться еще и по звездам. Опыты в планетарии подтвердили эту догадку.

Теория солнечной навигации — большая победа исследовательской мысли, но не все еще рубежи в этой выигранной наукой битве прочно закреплены человеческим знанием. По-прежнему не могут еще ученые объяснить, как птицы, перелетая экватор, продолжают ориентироваться по солнцу. Это наиболее слабое место в теории. В самом деле, летит птица на солнце — на юг летит. Вот пересекла неви- димую линию экватора — и солнце уже у нее за спиной. Чтобы продолжать теперь полет на юг, надо лететь от солнца, а не к нему. Может ли так быстро измениться инстинкт, чтобы птица сразу же приспособилась видеть свой ориентир не на южной, а на северной половине неба. К тому же и привычное для глаз перемещение его слева направо будет теперь иным — справа налево, против часовой стрелки.

Наблюдения над пчелами, обитающими в тропиках, несколько проясняют картину.

Когда пчел из северного полушария перевезли в южное, они с помощью своих физиологических часов продолжали ориентироваться, как и у себя на родине, приспосабливая полет за взятком и возвращение в улей к солнцу, движущемуся по часовой стрелке. А тут солнце пересекало небосклон в обратном направлении.

Это путало все их «расчеты». Даже пчелы, рожденные в южном полушарии, но от матки, привезенной с севера, и пчелы-гибриды (от этой матки и местных трутней) ориентировались неправильно.

Но иначе вели себя пчелы — обитатели тропиков. Их перевозили через экватор, и они быстро приспосабливались к «странному» поведению солнца на новом месте. Молодые пчелы уже через восемь дней «знали», в какую сторону движется солнце, правильно ориентировались сами и информировали других пчел своими танцами.

Значит, животные менее сложные по своей организации, чем птицы, могут перестроить в течение нескольких дней весь комплекс навигационных рефлексов применительно к новым условиям. Возможно, такое же случается и с птицами.

Кто еще ориентируется по солнцу?

Некоторые животные методам солнечной навигации обучаются, по-видимому, постепенно, не сразу берут солнце в помощники, а лишь когда поживут немного да привыкнут к расписанию, по которому термоядерный шарик перекатывается по небу.

Рыжие лесные муравьи, например, весной еще «не знают», что солнце — ориентир подвижный. За лето, к осени, они эту истину уже усваивают твердо. Но если весной на некоторое время накрыть лесного муравья непрозрачным колпаком, он побежит, когда колпак снимете, по неправильному пути. Впечатление такое, что, пребывая в темноте, он не учел, что солнце за это время продвинулось к западу. Когда снова увидел белый свет, побежал под прежним углом к светилу и, конечно, побежал не туда. Летом и осенью этого не происходит: муравьи уже «знают», что солнце на месте не стоит, а природные хронометры помогают им сделать правильную поправку, как бы долго ни длилась их вынужденная остановка.

Итак, муравьи тоже ориентируются по солнцу. Но наверное, не все: некоторые виды, несмотря на усилия экспериментаторов, не обнаружили таких способностей.

Паук-волк, или по-научному Arctosa perita,живёт по берегам рек и озер. Если его бросить в воду, он поплывет к берегу, на котором его поймали, поплывет прямо, как бы далеко ни занесли его.

Папи, итальянский исследователь, брал этого паука, переносил на противоположный берег и там бросал его в воду. Паук плыл изо всех сил к берегу, но, странное дело, не к ближайшему берегу, откуда бросили его, а к тому, где родился он и жил. Рискуя жизнью, плыл поперек потока.

Какой берег родной, а какой неродной, паук узнавал по солнцу. Папи это доказал, искажая положение солнца с помощью зеркала. Потом паука подвергли тем же испытаниям, что и скворцов. После того как продержали его много дней в темноте, физиологические часы паука вышли из строя и он не мог уже, глядя на солнце, решить, какой берег свой, а какой чужой. Ненормальное чередование искусственного дня и ночи, пережитое накануне, тоже сбивало его с толку.

Береговые блохи, или песчаные скакуны, рачки-бокоплавы, прыгающие, как кузнечики, по морским пляжам, похожи на паука арктозу не только своим влечением к большим акваториям: они и дом свой тоже находят по солнцу.

Эти рачки любят путешествовать, их не раз находили на суше далеко от моря. А одного песчаного скакуна поймали однажды на… высокой горе. Он, правда, не добрался до самой вершины, но был схвачен на пути к ней — на высоте больше тысячи метров над уровнем моря.

У береговых блох навигационные способности развиты прекрасно. В лабораториях они не хуже скворцов умели находить по солнцу правильное направление. Их всегда тянуло к морю, и, где бы ни выпустили песчаных скакунов, они кратчайшей дорогой устремлялись к нему. Но это на своей родине, в Италии. А вот когда их привезли в Аргентину, они заблудились: их хронометры работали еще по европейскому времени, без связи с местным солнцем и только путали рачков.

Некоторые исследователи думают, что песчаные скакуны, а также осьминоги, крабы и другие морские животные безошибочно находят дорогу к морю (когда заносят их на сушу), руководствуясь шумами морскими — инфра- и ультразвуками, нам не слышными.

Чтобы заодно проверить и эту гипотезу, несколько сот морских блох продержали в лаборатории в условиях искусственного дня и ночи: по двенадцать часов был каждый период — и свет, и тьма. Но эти самодельные сутки на двенадцать часов отставали от натуральных. На дворе был день, а в лаборатории ночь, и наоборот.

Когда рачков выпустили невдалеке от моря, они побежали не к нему, а прямо от него. Никакие морские шумы не помогли — физиологические часы опаздывали на полцикла: на полцикла, на сто восемьдесят градусов, «отставало» от солнца и чувство направления. Выпущенные вместе с ними контрольные, не обработанные светом и тьмой рачки поскакали правильно — прямо к морю.

Опыты с раками, крабами, пауками, саранчой и другими животными окончательно утвердили победу теории солнечной навигации. Почти каждое животное, подвергнутое испытанию, рано или поздно обнаруживало незаурядное умение ориентироваться по солнцу. Невольно приходит на ум мысль: видимо, это универсальное в природе умение отправляясь в путь, доверять судьбу свою солнцу. Возможно, и киты в океанах, и рыбы, и тюлени, не меньшими легионами, чем птицы, пересекающие весной и осенью морские широты, и северные олени, горные скакуны, лемминги и другие номады степей, лесов и морей бредут и плывут по планете, поглядывая на солнце в небе и прислушиваясь к «стуку» хронометров в своей груди.

Уже недолго осталось ждать: новые исследования скоро покажут, так ли это.

Тоже по солнцу?

Леммингов никто, кажется, не подвергал испытанию с целью проверить их умение ориентироваться. Но другие мелкие грызуны — североамериканские белоногие мыши^[47] — такого рода экзамен выдержали.

Они больших миграций не предпринимают. Обычно дальше пятидесяти метров не убегают от своих нор. Зоологи метили этих мышей и выпускали около нор, а вокруг были расставлены концентрическими кругами серии ловушек — каждый круг на определенном расстоянии.

Так вот в те ловушки, которые стояли дальше пятидесяти метров, меченые мыши ни разу не попались.

Однако эти же маленькие белоногие мыши, такие домоседы в обычное время, когда уносили их далеко от норы и в местность, им неизвестную, возвращались домой с дистанций очень больших (если принять во внимание размеры самих животных). В одном опыте из сорока девяти мышей, выпущенных в миле (1,6 километра) от гнезд, пять вскоре опять были пойманы у нор. Одна мышь нашла дорогу домой даже и за две мили, другая — за два с половиной километра. Но с четырёхмильной дистанции не вернулась ни одна мышь.

В этом эксперименте самое интересное то, что животные, благополучно завершившие свой двух- и полуторамильный кросс по пересеченной местности, были еще совсем молодыми двухмесячными мышатами. Они только-только стали покидать свои норы и, конечно, плохо знали местность даже и в ближайшем окружении гнезда. И однако, вернулись так издалека!

Опыты с полевками, проведенные в Австрии, показали, что дистанцию триста метров перемещенные грызуны проходят за десять — пятнадцать минут — 1200 метров в час! Это значит, что идут они прямой дорогой, не блуждают, не тратят время на поиски знакомых ориентиров, а прямо и быстро, как выпустят их, бегут домой. Но как находят его — мы не знаем. Обратите внимание на прямолинейность пути и сравнительно большие дистанции, которые полевки преодолевают по чужим лесам и полям. Может быть, им тоже помогает солнце?

Но вот другие мыши — летучие, и в этом нет сомнения, не ориентируются по солнцу. Однажды большой знаток рукокрылых доктор Ейзентраут пометил много тысяч летучих мышей. Затем животных завозили в разные страны Европы. Многие из них вскоре опять были пойманы в тех же пещерах и даже на тех же местах под потолком, где и первый раз попали в плен к людям. Одна мышь прилетела даже из Литвы — увезли ее за семьсот пятьдесят километров от небольшой дырки в земле, а она эту дырку все равно нашла!

Норбер Кастере, хорошо известный у нас исследователь пещер^[48], экспериментировал с летучими мышами другого вида — ушанами. Из Пиренейских пещер он увозил их в разные города Франции. Из городов не дальше двухсот километров от пиренейских пещер ушаны быстро возвращались. Дистанция четыреста километров оказалась для них непосильной.

Летучие мыши покидают обычно подземелья, щели и дупла, в которых спят весь день, примерно через полчаса после заката и возвращаются в свои убежища еще до восхода солнца. Это значит, что солнце они никогда не видят. Но зато сколько душе угодно могут наслаждаться видом ночных светил. Мне кажется, что, скорее всего, ориентируются они по созвездиям и планетам, как птицы по солнцу. Высота, на которой стоит над горизонтом Полярная звезда, может служить указанием широты. Поворот вокруг этого «центра» вселенной небесного свода, совершающийся на каждом меридиане по своему расписанию (если сопоставить его с временем по Гринвичу, то бишь по физиологическим часам), даст представление о долготе неизвестного места, откуда летучая мышь должна вернуться домой.

Некоторые птицы при поисках направления пользуются ночными светилами как ориентирами, — в этом едва ли можно теперь сомневаться. Надо полагать, что летучие мыши не хуже их знают топографию ночного неба.

Долго можно было бы рассказывать об исключительном умении кошек, собак, лошадей находить свой дом. Каждому приходилось об этом слышать немало разных историй. Один кот настолько прославился, что попал даже в газеты: о нем писали, будто он вернулся на старое местожительство за двести шестнадцать километров — в Кембридж из Глочестера, потратив на все путешествие двадцать два дня. Я в это не верю. Много раз приходилось мне уносить кошек далеко от дома, и ни одна из них не вернулась с расстояния более восьми километров. Впрочем, нужно иметь в виду, что между животными способности распределены природой так же неравномерно, как и между людьми.

Не вызывают, однако, сомнения другие проверенные наукой факты.

Собаку, по кличке Максл, завезли окольной дорогой за шесть километров от дома в поселок, в котором она никогда не была. Полчаса брошенный людьми пес бегал бесцельно около места, где его оставили. Исследователь, который тайно за ним следил, говорит, что Максл очень волновался во время этой беготни, часто дышал и вид у него был жалкий. Потом вдруг собака повернулась мордой к дому и побежала почти прямиком в свою деревню. Самый прямой путь вел через поля, но она сделала небольшой крюк, предпочтя дорогу. Через час и восемь минут Максл уже тявкал у своих ворот.

Сука Нора обнаружила еще более замечательные способности: она не заблудилась и в большом городе, прошла несколько незнакомых кварталов и через два часа десять минут была уже дома, пробежав восемь с половиной километров по улицам и площадям Мюнхена. И хотя она не раз останавливалась, чтобы поиграть с другими собаками, однако с пути не сбилась.

Сорока днями позднее ее снова туда же отвезли и бросили, но она через тридцать пять минут была уже дома; нашла более короткую дорогу.

Собаки во всех экспериментах возвращались домой прямым, или почти прямым, путем. Время на поиски дороги не тратили и избранным курсом шли без колебаний. Когда встречали других собак, то по заведенному у них ритуалу обнюхивались, помахивая хвостами, играли или грызлись. И в азарте убегали нередко довольно далеко в сторону от пути, которым шли. Ни случайные встречи и знакомства, ни городское движение, ни шум, ни тысячи новых запахов не мешали им прямиком возвращаться домой, когда все это им надоедало.

Может быть, и собакам помогало солнце?