Открытие «шестого» чувства

Танцы на сотах

Люди давно знакомы с пчелами. Еще троглодиты скрашивали несладкую жизнь свою медом 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.

Сначала, когда Карл Фриш опубликовал свои открытия, никто в них не поверил. Журналисты, да и зоологи потешались, высмеивая «балеты на сотах». Но неожиданно опыты, поставленные преимущественно с целью опровержения пчелиной хореографии, вдруг подтвердили, что пчелы действительно странными телодвижениями и круговыми «па» своих танцев оповещают собратьев по улью о месторасположении запасов нектара и примерном расстоянии до него.

Карл Фриш начал свои опыты над пчелами более пятидесяти лег назад. Сначала исследовал органы чувств пчелы: зрение и обоняние.

Людей всегда поражала загадочная жизнь улья. Очень сложное у пчел «хозяйство». Здесь тысячи рабочих: сборщиков, носильщиков, строителей, нянек, сторожей и водоносов— и все отлично знают свое дело. Никто ничего не забывает, не ленится, не мешкает, не мешает другому. И каждая пчела, как равная, пользуется плодами общего труда.

Кто столь разумно руководит большой общиной маленьких насекомых?

Древние полагали, что это делают трутни-аристократы. Так писали Платон и Аристотель. А Плиний даже видел диадему— «блестящее пятнышко» — на голове царя пчел.

Средневековые комментаторы Аристотеля, в соответствии с традициями своей эпохи, полагали, что пчелы-руководители получают необходимую им информацию от самого, конечно, бога. Они лишь высокочувствительные «приемники», воспринимающие волю божию и заставляющие толпу своих тупых собратьев ей подчиниться.

И в наши дни сказки о пчелах-руководителях нередко фигурируют на страницах книг, претендующих называться научными. В Америке известный исследователь пчел Аллен Латгам рассказывает о каких-то «контрольных пчелах», которые будто бы управляют жизнью улья.

«А недавно, — пишет И. Халифман в своей книге „Пчелы“, — английский пчеловод С. Г. Батлер добросовестно изложил еще одну из самоновейших выдумок некоего Ф. Д. Троллопа-Белью, утверждавшего, что жизнью пчел в улье руководят всего три-четыре пчелы». Сами они, конечно, не работают, а только координируют деятельность обыкновенных пчел.

В своей книге И. Халифман рассказывает о многих нелепых домыслах, сочиненных людьми о пчелах.

Ниже вы увидите, что факты, добытые учеными, отрицают господство в улье каких-либо «контрольных» пчел-руководителей и тем более всякое вмешательство сил потусторонних в деятельность пчелиной семьи. Даже столь сложную информацию, как указание направления и расстояния до богатых медоносов, все пчелы в улье передают одинаково успешно и одинаково успешно ориентируются, получив соответствующие указания от пчелы-разведчицы.

Проводя свои эксперименты, Фриш обратил внимание на странный факт. Если смазать медом лист бумаги и положить его где-нибудь на лужайке, то приходится ждать часами, а иногда и днями, прежде чем пчелы его обнаружат. Но стоит лишь одной из пчел найти этот мед, как сейчас же появится множество других. Все они прилетают из того же улья, что и первая пчела. И совершенно очевидно, говорит Карл Фриш, что эта пчела «каким-то образом сообщает в улье о своем открытии».

Исследователи решили подсмотреть, как она это делает.

Но в обычном улье трудно наблюдать за пчелами. Фриш и его сотрудники сконструировали специальный улей, в котором все соты расположены были в одной плоскости, а вместо досок их закрывали с одной стороны стеклянные окна. Сидя рядом на скамейке, можно было видеть все, что происходит на сотах.

Затем пометили пчел. Не всех, конечно, но значительную их часть. Для этого сверху, на спинку пчелы, осторожно наносили кисточкой маленькие цветные пятнышки. Теперь можно было контролировать почти весь путь пчелы от кормушки до улья и следить за поведением ее в улье.

Сначала поставили тарелки с сахарным сиропом неподалеку от улья. Первую же пчелу, которая нашла этот сироп, тут же, на тарелке, пометили. У улья уже следили за ней.

Вот она подлетела к летку, нырнула в него, протиснулась сквозь толпу пчел, густо облепивших соты. На нее обратили внимание, окружили, она отдала другим пчелам принесенный в зобике сироп, а затем… Затем пчелы немного расступились, и пчела-разведчица начала… танцевать.

Кружилась на месте, потом то направо, то налево, снова и снова повторяя эти круги с большей энергией. Радиус круга невелик — чуть больше одной ячейки. Пчела кружилась долго, потом переходила на другое место и танцевала там.

Другие пчелы окружали танцовщицу, возбужденной толпой следуя за ней. Их антенны-усики, на которых расположены обонятельные органы, почти касались ее тела. Внезапно то одна, то другая пчела поворачивала и покидала улей. Некоторые из них вскоре появлялись у сиропа. Вернувшись со сладким грузом в улей, они тоже начинали танцевать.

Этот танец (дальше мы узнаем, что у пчел он не единственный) Карл Фриш назвал круговым.

Чтобы узнать, что он означает, какую весть передает, сделали следующий опыт. На расстоянии десяти метров к востоку от улья поставили кормушку с сиропом. Посадили на нее несколько меченых пчел из опытного улья. Пока они летали в улей и танцевали там, ученые успели поставить еще три таких же кормушки на том же расстоянии, но по другие стороны улья: с севера, юга и запада.

Через несколько минут на все эти кормушки слетелись мобилизованные разведчицами пчелы.

Очевидно, говорит Фриш, круговой танец передает следующую информацию: «Вылетай и ищи по соседству с ульем!»

Но он означает также: «Нашла много корма по соседству!», потому что пчелы танцуют только в том случае, если обнаруженный источник пищи достаточно обилен. Если же сиропа на блюдце осталось мало или его сильно развели водой, то, возвращаясь в улей, пчелы не танцуют.

Помимо танца, разыскивать запасы нектара пчелам помогает еще и запах. Установить это помог следующий опыт.

Если поставить неподалеку от улья два горшка с цветами— цикламеном, например, и флоксами, предварительно смазав цветы сахарным сиропом, и меченых пчел посадить на цикламены, то через несколько минут цикламены станут осаждать информированные круговым танцем пчелы. На флоксы, которые стоят тут же рядом, они не обратят никакого внимания. Если поменять условия опыта — посадить меченых пчел на флоксы, то и результаты его будут соответствующие: пчелы соберутся только на флоксах.

Если же вместо флоксов и цикламена взять какие-нибудь цветы без запаха, например лилии или чернику, то пчелы, оповещенные разведчицами, будут искать добычу в окрестностях улья, не выделяя чернику и лилии больше, чем все другие находящиеся поблизости, цветы и травы.

Очевидно, запах дает дополнительные разъяснения к танцу. Запах пищи и ее ближайшего окружения пчела уносит на спине — ее бархатистая спинка особенно долго сохраняет запахи. Касаясь танцовщицы кончиками усиков, пчелы как бы обнюхивают ее и узнают, по какому запаху им ориентироваться во время поисков. Но, кроме того, пчела хранит запах в зобу вместе с проглоченным нектаром.

Во время танца разведчица время от времени отрыгивает капельки нектара и тем самым дает дополнительную информацию, по которой пчелы-сборщицы получают представление о месте добычи нектара. Это делают пчелы всегда, когда возвращаются в улей издалека, потому что, пролетев метров восемьсот, пчела теряет запах медоносных цветов, сохранявшийся на ее теле. Остается только запах в зобике, на нектаре.

Природные поляроиды

Пчелам часто приходится собирать нектар далеко от улья, километра за два и больше. Чтобы быстро направить своих собратьев по правильной дороге к найденным медоносам, одних лишь указаний кругового танца мало. Поиск значительно облегчился бы, если бы разведчицы могли передать сборщицам хотя бы приблизительные сведения о расстоянии до корма и направлении к нему. И пчелы умеют это делать! Тоже с помощью танцев, но не круговых, а так называемых виляющих.

Расшифровка этих танцев принадлежит к числу величайших открытий зоологической науки.

В августе 1944 года Карл Фриш и его сотрудники начали серию опытов, которые раскрыли тайны пчелиной информации.

На расстоянии 10 и 300 метров от улья были положены пропитанные лавандовым маслом куски картона и поставлены на них блюдечки с сахарным сиропом. Первых прилетевших пчел пометили. Стали следить за их поведением в улье.

Пчелы, вернувшиеся с 10 метров, исполняли обычный круговой танец. Но пчелы, прилетевшие с дальней кормушки, танцевали совсем иначе. Они пробегали немного по прямой линии, быстро виляя из стороны в сторону брюшком, потом поворачивали налево и описывали полукруг радиусом в две-три ячейки, затем снова двигались по той же прямой и поворачивали теперь направо, описывая полукруг в правую сторону, и вновь бежали по прямой, чтобы повернуть налево. Много раз повторяли они эти странные движения, выписывая на сотах восьмерки.

Карл Фриш говорит, что он и раньше видел такие танцы пчел, но думал, что с их помощью они оповещают друг друга о цветах с богатыми запасами пыльцы (пыльцу ведь пчелы тоже собирают), Сейчас же виляющие «па» исполняли сборщицы сиропа.

Кормушку с 10 метров стали постепенно отодвигать от улья, и приблизительно с 50—100 метров круговые танцы пчел, собиравших на ней сироп, сменились виляющими.

И вот что еще заметили: чем дальше нужно было лететь за взятком, тем медленнее танцевали пчелы, но быстрее виляли брюшком. Запомнив расстояния до кормушек и характер танца возвращающихся с них пчел, можно было потом уже по одному танцу судить о том, как далеко они летали за пищей.

Постепенно кормушки относили на 100, 200, 500 1000 метров и так до 6 километров. 3885 наблюдений показали, что, если пчела за 15 секунд описывает в ту и другую сторону 9— 10 полных кругов, то лететь за взятком, о котором она информирует, надо около 100 метров. Если же за это время описано семь кругов — речь идет о расстоянии в 200 метров. Четыре с половиной круга соответствуют одному километру, а два — шести.

Встречный ветер замедляет темп танца, а попутный, наоборот, ускоряет его. Очевидно, замечает Карл Фриш, пчелы, сообщая об удаленности корма, учитывают время или усилия, необходимые для того, чтобы до него добраться.

Ну, а как указывают они направление?

Чтобы не сбиться с пути, пчела должна запомнить положение солнца в небе и направление прямолинейной части танца. Последняя и служит как бы стрелкой пчелиного компаса: куда она направлена, туда и надо лететь. Это если пчела танцует у летка на горизонтальной поверхности. Но в улье-то все соты висят сверху вниз, и танцевать там приходится в вертикальной плоскости. И поэтому прямое указание на цель здесь заменено относительным.

Кроме того, в улье темно, не видно ни солнца, ни других ориентиров, по отношению к которым можно было бы условно направить указательную «стрелку» танца. Поэтому пчелы приспособились ко всюду постоянному на земле, не зависящему от освещения ориентиру — направлению силы тяжести. Оно символизирует собой в пчелином танце воображаемую прямую, соединяющую улей с солнцем.

Если танцующая пчела, виляя брюшком, бежит вверх по сотам, это означает: «Корм в том же направлении, что и солнце». Если по прямой она бежит вниз головой: «Корм в стороне, противоположной от солнца». Если прямая танца отклонена на какой-то угол влево от направления силы тяжести, — лететь надо под таким же углом влево от солнца. Если отклонена вправо, — ищи пищу вправо от солнца и под тем углом, под каким прямолинейное «па» пересекает вектор силы тяжести.

Я упоминал уже, что на горизонтальных поверхностях, у летка, например, или на сотах, если держать их широкой плоскостью параллельно горизонту, пчелы, исполняя виляющий танец, всегда бегут по прямой, направленной в сторону источника пищи. Это на открытом месте, где они видят солнце и потому могут правильно ориентироваться по нему. А как будут вести себя пчелы в темном улье, если заставить их и там танцевать на горизонтальной поверхности, то есть в условиях, где направление силы тяжести уже не может служить им относительным ориентиром?

Исследователи сконструировали улей, в котором все соты, были расположены горизонтально, накрыли его непрозрачным колпаком (оставив лишь отверстие для летка) и, сидя под колпаком, стали наблюдать за пчелами при свете красных ламп, которого эти насекомые не видят. Пчелы-разведчицы танцевали и в темноте, но направление, которое они указывали, было беспорядочным. Они постоянно его меняли, и другие пчелы не могли понять, куда же им лететь.

Значит, без непосредственного созерцания солнца и без направления силы тяжести пчелы не могут правильно ориентироваться.

Но стоило в кожухе, покрывавшем улей, проделать небольшую щель шириной всего в 10 сантиметров, через которую пчелы могли видеть кусочек голубого неба (нет, не солнца, а лишь кусочек неба в любой стороне от солнца), как они, танцуя на горизонтальных сотах, опять правильно указывали направление.

Вставили в дырку в кожухе трубку длиной в 40 и диаметром в 15 сантиметров. Трубку направили в северную часть небосвода. Через нее пчелы не могли видеть солнца. И все-таки они правильно указывали место подкормки, которое было на западе.

Затем у отверстия трубки приделали зеркало так, что пчелы по-прежнему видели голубое пятно, но «теперь это было отражение южной части небосвода». Сейчас же направление танцев изменилось с западного на восточное.

«Результаты этого опыта, — пишет Карл Фриш, — ясно, показали, что пчелы улавливают в небе какое-то явление, зависящее от положения солнца, даже в том случае, если они не имеют возможности видеть солнце непосредственно».

Известно, что солнечный свет состоит из электромагнитных колебаний, совершающихся во всевозможных плоскостях, перпендикулярных к направлению солнечного луча. Но, рассеиваясь в атмосфере, свет частично поляризуется, то есть составляющие его электромагнитные волны начинают колебаться лишь в одном каком-нибудь направлении (более подробные сведения о свойствах света и его поляризации читатели могут найти в каком-нибудь руководстве по оптике).

Физики установили, что плоскость поляризации света, идущего от любой области небосвода, всегда перпендикулярна плоскости, проходящей через три точки: глаз наблюдателя, точка на небе, на которую он смотрит, и солнце. Таким образом, теоретически возможно определить положение солнца путем осмотра любого участка синего неба, если имеется какой-нибудь анализатор для определения направления поляризации света.

В технике такие анализаторы, называемые поляроидами, давно сконструированы. Предполагается, что очень сложные глаза пчелы тоже способны чувствовать степень и направление поляризации света и, следовательно, без труда могут, лишь взглянув на любой кусочек неба, информировать животное о том, в какой стороне находится солнце.

Для пчел это очень важно: с помощью своих природных поляроидов она находит дорогу домой и к цветам, богатым нектаром, даже и в сильно облачную погоду, когда солнце закрыто тучами. «По всей вероятности, — говорит Карл Фриш, — они обладают способностью непосредственно ощущать положение солнца, несмотря на пелену облаков. Однако мы еще не знаем, каким образом они это делают».

Так что, как видно, даже в такой хорошо исследованной области, как пчеловодство, предстоит еще сделать немало интересных открытий.

Ной-плагиатор

Нет, не о библейском Ное здесь идет речь, хотя почти теми же словами и то же сказано. Не из библии этот стих. Это рассказ Утнапиштима.

Гильгамешу, «все видевшему», 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 видевший» 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 стали делать бронзовые мотыги и топоры, но не выкинули еще и каменных. Поэма получилась у них лучше, чем топоры, тысячелетия ее не состарили. Позднее жрецы, составлявшие библию, приписали все подвиги шумера Утнапиштима праведному Ною, но это чистейший плагиат!

Вот судите сами. Старый халдейский миф рассказывает, что однажды разгневанные боги решили потопить грешные племена шумеров. Но Эа, добрый бог, предупредил праведного Утнапиштима. Он сказал ему:

То же самое, почти слово в слово, поведал будто бы и библейский бог праведному Ною: «Сделай себе ковчег из дерева гофер. Введи также в ковчег из всех животных и от всякой плоти по паре, чтоб они остались с тобой в живых».

Когда корабль был готов и полностью загружен, Утнапиштим вошел на него со своей семьей, и тут началось! Налетела страшная буря, и ветер, и ливень. Моря и реки вышли из берегов. Даже боги перепугались того, что натворили:

А в библии это описано так: «Через семь дней воды потопа пришли на землю… в сей день разверзлись все источники великой бездны, и окна небесные отворились… И лился на землю дождь сорок дней и сорок ночей».

Менее поэтично, но в общем-то то же самое, что поведал Утнапиштим. Все дальнейшие события той и другой истории почти стереотипно повторяют друг друга.

Когда вода начала спадать, Ноев ковчег застрял будто бы на вершине горы Арарат. А в сказании о Гильгамеше:

Вот тогда-то Утнапиштим вынес голубя и ласточку и отпустил. Но и голубь, и ласточка вернулись ни с чем. Вынес он ворона и отпустил. «Ворон же, отправившись, спад воды увидел».

А Ной? Ной тоже отпускал с застрявшего ковчега и ворона, и голубя, и тот тоже «не нашел покоя для ног своих и возвратился».

Высадившись благополучно на берег, Ной устроил «жертвенник господу; и взял из всякого скота чистого и из всех птиц чистых, и принес во всесожжение на жертвеннике».

Даже и тут Ной не оригинален — ведь то же самое проделал и Утнапиштим:

Как видите, аналогия между обеими легендами полная. Ясно, что одна из них списана с другой. И каждый разумный человек согласится с тем, что списана, конечно, та, которая появилась позднее: ведь нелепо обвинять автора более раннего произведения в плагиате! А и никто из ученых не сомневается в том, что сказание о Гильгамеше написано значительно раньше библии. Евреи тогда еще ни читать, ни писать не умели, когда жители «огражденного Урука» нацарапали на глиняных табличках первые стихи самой древней на земле поэмы.

Кроме установления этой истины, нас интересует в сказании о герое Гильгамеше еще и такой факт.

В стихе, которым начинается эта глава, говорится об 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 от него ни улетели.

Но вот как они его находят, даже биологи до самого последнего времени ничего не знали.

Люди давно задумывались над этой тайной, но объяснений не находили. И тогда церковь выдвинула свою «теорию».

В конце XIII века один из теоретиков католической церкви Фома Аквинский писал в своих богословских сочинениях, что в животных заложена частица «божественного разума». Это внушение свыше и есть будто бы инстинкт, который мудро руководит поведением животных.

Птицам, следовательно, не нужно запоминать никаких примет, чтобы безошибочно найти свой дом. «Божественный разум» всегда выведет их на правильный путь без всяких с их стороны усилий. Осенью он внушает им идею лететь на юг, ведет правильной дорогой и никогда не ошибается.

Мы увидим ниже, что птицы часто ошибаются в своих штурманских «расчетах» и летят не туда, куда следует. Мы увидим также, как несовершенен бывает порой «мудрый» инстинкт или «божественный разум», когда птицы попадают в новые для них условия, которым не соответствуют их врожденные привычки.

В ту же эпоху, когда благочестивый Фома Аквинский писал свои «естественнонаучные» труды, люди уже ломали голову над другой загадкой, которую задала им природа. Куда исчезают осенью многие европейские птицы и откуда вновь появляются они весной? Церковь и тут не упустила случая воспользоваться человеческим невежеством. Коллега Фомы Аквинского, епископ Герефорд, которого издатели рекомендовали как «благочестивого и ученого джентльмена», написал в 1703 году книгу, в которой всерьез утверждал, что птицы осенью улетают на… луну. Очевидно, для консультации с богом.

Другие объяснения были не менее смехотворны. Ходили самые невероятные предположения. Например, будто бы ласточки и мелкие птахи зимуют, закопавшись в ил на дне прудов. Либо прячутся всю зиму под корой деревьев и в дуплах или, еще лучше, превращаются осенью в других птиц: грачи— в ворон, кукушка — в ястреба, на которого она и в самом деле очень похожа, и т. д. «Теория» превращений вообще была в большом ходу в те времена и очень нравилась средневековому обывателю, воспитанному на церковных сказках о всякого рода чудесах и перевоплощениях.

Да и в наши дни поборники «божественного разума» не унимаются. Игнорируя достижения науки, они продолжают с упорством внушать людям, мало сведущим в биологии, свои идеи. Так, в 1955 году в Англии вышла книга некоего капитана Бернарда Экворта «Тайны птиц и бабочек». Прекрасно изданное, отлично иллюстрированное, в изобилии напичканное научными терминами и «философскими» заключениями, сочинение это преподносит читателям, однако, все ту же старую суеверную болтовню.

Обругав всех биологов и вообще «профессоров», как Экворт презрительно называет ученых, профанами и невеждами, автор этой книги пишет буквально следующее:

«Птицы и насекомые — не больше, как машины, а их горючее — жизнь. Они паразиты (?) воздуха в самом узком смысле этого слова.

Бог сконструировал эти машины, бог завел их и постоянно контролирует их работу. Поэтому ни птицам, ни насекомым не нужно никаких особых органов, никакого умения ориентироваться — над ними над всеми тяготеет провидение всемогущего, который ни на секунду не оставляет без внимания ни одно самое ничтожное создание, которое бегает, плавает или летает».

Экворт глубокомысленно заключает: «Птицы с их тайнами, подобно небесам, провозглашают славу божию».

Вот и все объяснение. Легче, конечно, все приписать делу рук бога, чем разгадать истинные законы мироздания. За эту трудную работу взялись ученые. Познакомимся теперь с их теориями, построенными не на выдумках, а на научных фактах.

Голубиная почта

Как только люди догадались о способностях птиц находить свой дом, сейчас же стали ловить их и обучать несложной науке почтарей.

На островах Тихого океана дрессируют для этой цели фрегатов, большекрылых морских птиц, великолепных летунов.

Римлянин Плиний Старший писал о Цецине из Вольтерра, большом любителе конских бегов. Когда тот отправлялся 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».

Голуби, несомненно, более подходящие для почтовых связей птицы. Они неприхотливы, хорошо размножаются в неволе, летают быстро и достаточно сильны, чтобы переносить небольшие письма.

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

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

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 победу лучшим- голубям.

Голубей выпускают обычна всегда в определенном направлении от дома, на одном из этапов- какого-нибудь традиционного маршрута. Знатокам этого спорта хорошо известно, что быстрее и уверенее 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.

В конце обучения голубя увозят за сотни километров 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 намять?

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 отыскания гнезда. Но в общей системе приспособительных рефлексов, помогающих птицам ориентироваться, память имеет лишь вспомогательное значение. Подтверждением этого служат многие наблюдения и опыты, хотя голубеводы и некоторые орнитологи нередко высказывают мнение, с этим несогласное.

Исследователь Мэтьюз путем несложных экспериментов установил, например, что голуби, обученные возвращаться по определенному маршруту, иногда сворачивают, с него 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 и голуби, и другие птицы без труда находят дорогу, если отвезти их в. страны, даже совершенно им незнакомые. При этом 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 транспорта, которым их доставляют. (Предполагали, что будто бы птицам стоит лишь раскрутить катушку своих воспоминаний в обратную сторону и привести в соответствие с ними свои крылья, как дорога домой тотчас будет найдена). Но птицы и после наркоза и патефонной карусели так же хорошо ориентировались в незнаемых странах.

Классическим стал опыт с вертишейкой. Ее поймали на гнезде в ботаническом саду Берлина. Одели 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 поразительным был трансатлантический перелет английских олуш.

Двух этих морских птиц поймали на берегу Уэлса (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, одна из птиц (вторая погибла при перевозке) тяжело опустилась около своего гнезда в окрестностях Скокхольмской орнитологической станции в Уэлсе. Она перелетела океан и нашла на маленькой скале огромного острова свое гнездо через двенадцать с половиной суток после старта на американской земле. Корабль с почтой, извещавшей, что птица отпущена, опоздал 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.

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

Может быть, магнитное поле и силы Кориолиса служили гидами?

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

Пробовали помещать птиц в сильное магнитное поле, облучали их короткими радиоволнами, бомбардировали лучами радаров, прикрепляли к крыльям намагниченные пластинки. 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. Первопричина их — вращение Земли. В северном полушарии силы Кориолиса стараются отклонить всякое движущееся тело вправо, в южном — влево.

Так вот предположили, что, быть может, эти силы отклоняют и жидкость, заполняющую полукружные каналы внутреннего уха птицы, а жидкость давит на стенки этих каналов, на особые чувствительные волосики. В зависимости от направления полета давление это будет иметь разную силу, что в свою очередь может служить указателем при поисках правильного курса.

Действительно, полукружные каналы (они есть и в ушах человека) представляют идеальный, казалось бы, орган для восприятия сил Кориолиса. Это если судить по анатомическому устройству ушей. Однако математические вычисления показали, что влияние сил, вызванных вращением Земли, на такие маломощные «приемники», как тончайшие трубочки в миниатюрном ухе певчей пташки, будет меньшим даже Броуновского движения, то есть молекулы жидкости, заключенные в полукружных каналах, будут перемещаться с большей силой и энергией, подчиняясь постоянно действующим законам термодинамики, чем силам Кориолиса. Значит, влияние последних будет полностью подавлено хаосом теплового движения молекул.

Так одна за другой наукой были отвергнуты все гипотезы, которые пытались как-то объяснить интереснейшую из тайн природы. И еще в 1942 году один из ученых, немало потрудившийся 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 опыты, которые помогли, наконец, найти правильную дорогу среди строительного мусора отвергнутых теорий.

Опыты Крамера

Давно было замечено, что певчие птицы, скворцы, например, славки и сорокопуты, даже в клетках, когда приходит пора улетать 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 и полями их сородичи и куда устремились бы и они, если б были на свободе. Птицы бьют в возбуждении крыльями, словно им невмоготу сидеть на месте, а иногда срываются с жердочек и пытаются лететь.

Даже в клетке птицы не ошибаются в выборе правильного направления. Крамер решил проверить, будет ли разница в их поведении в солнечные и ненастные дни.

Он сконструировал клетку диаметром в 70 сантиметров целиком из металлической сетки и поместил ее в небольшом, закрытом со всех сторон павильоне. Лишь вверху были проделаны шесть окон. Птицы в клетке, подвешенной внутри этого павильона, могли видеть только небо и ничего больше. Павильон был на колесах и легко поворачивался вокруг своей оси. Лежа в павильоне под клеткой, можно было наблюдать за поведением птиц через решетчатое дно клетки.

И вот оказалось, что когда небо было затянуто облаками, скворцы летали и прыгали по клетке во всех направлениях.

Но как только облака рассеивались и солнце выглядывало из-за туч, сейчас же поведение птиц становилось иным. Все движения скворцов теперь были направлены в одну сторону— на северо-запад. Активность их, 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 юга-запада, а с юго-востока.

Птицы сразу же повернулись на юго-запад, хотя только что не могли оторвать взоры от северо-запада.

Еще раз и под другим углом повернули зеркала — пересели и скворцы на жердочке.

Так просто и бесспорно было доказано, что птицы в выборе нужного им направления ориентируются по солнцу. Птица должна видеть солнце или хотя бы ближайшую к нему часть небосвода в пределах дуги в 30–45 градусов. Чистое небо вдали от солнца не может служить для нее 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 она ничем не отличалась от одиннадцати других.

Единственным указателем, по которому ее можно было бы отыскать, оставалось солнце, вернее, положение этой кормушки по отношению к солнцу. Когда окна затемняли, скворцы беспомощно метались от одной кормушки к другой. Если же с помощью зеркал меняли угол между кормушкой и направлением солнечных лучей, скворцы летели к другой кормушке, отстоящей от первой ровно на такой же угол.

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

И туг 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. Л 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.

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

Тут мы должны немного отвлечься, чтобы поговорить об этих самых часах. Если этого не сделать сейчас, нам трудно будет понять 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. Но вдруг случится непогода и даже пусть неделю простоят нелетные дни — пчелы прилетят опять туда, где их кормили, и в те же часы, лишь только пригреет солнце. Если же 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 знают, — пишет один ученый, — что через несколько часов взойдет солнце». Перенесите эти цветы в помещение, в котором нет 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. «Головные часы» некоторых людей с такой точностью измеряют время, что они, просыпаются за минуту до звонка будильника.

Пробовали помещать человека на несколько дней в башню молчания, где не было никаких часов, 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 240 минут и выпьете этот стакан воды». И хоть нет в помещении, где проводится опыт, никаких часов, человек просыпается ровно через 240 минут и пьет воду.

Все эти наблюдения, в достоверности которых никто теперь уже не сомневается, говорят о том, что и у растений, и у животных, и даже у человека 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. Люди заметили, что в определенное время суток растения выбрасывают споры, интенсивно растут, открывают и закрывают цветы. Листья поднимаются, напрягаясь днем, и опускаются ночью. И другие изо дня в день и в одни и те же часы повторяющиеся процессы: вся жизнь у птиц, рыб, зверей, насекомых, червей в разное время суток протекает по-разному — в определенное время они спят, ищут пищу, поют, роют норы, идут на водопой. Даже вылет из куколок у многих насекомых происходит из года в год в одни и те же дни и часы.

Распорядок этот врожденный. С первого дня появления на свeт все животные и растения живут 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.

Но если зародыши животных и семена растений поместить в полную темноту или, наоборот, содержать при непрерывном освещении, то такие 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 ненадолго погасить свет (если их содержали при непрерывном освещении), как сейчас же появится у них такой ритм.

С тараканами проделали такие опыты: отрезали им головы. Насекомые сразу же 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 одних общих часов — часов того таракана, у которого была голова.

У позвоночных животных (и у человека) работой клеточных хронометров заведует, приводя их, что называется, к одному знаменателю — к единому времени, центральная нервная система, то есть мозг. Но мозг такую регуляцию осуществляет через особые железы, выделяющие в кровь гормоны — вещества-регуляторы. Известно уже более 40 физиологических и психических процессов, суточным ритмом которых управляют гормоны. Адреналин и меланофорный гормон гипофиза 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 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 концентраций веществ-регуляторов — то адреналина больше, то меланофорного гормона — задают тон всем другим процессам в организме, подчиняя их одному 24-часовому циклу. На механических часах каждый отрезок суток обозначен цифрой — в часах физиологических 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.

Если нормальное суточное чередование света и темноты изменить, то физиологические 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, в крайнем случае через неделю-две, полностью перестраивались и приспосабливались к 20-часовым суткам[1].

Часто даже не нужно все десять часов освещать содержащихся во тьме животных. 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 24-часового 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 воздействием низкой температуры.

Возьмите пчел, обученных прилетать в полдень за сахарным сиропом к кормушке, и продержите несколько часов на холоде, где-нибудь в погребе, чтоб температура там была около 0–5 градусов. Как только пчел выпустите, они вспомнят о сиропе. Но вспомнят с запозданием ровно на столько часов, сколько вы их продержали в погребе.

Опыты показали, что после длительной обработки холодом организм ведет себя так, как будто в течение этой обработки физиологические часы находились в состоянии покоя.

«Замораживание» быстрее достигает своей цели, чем многодневная перестройка внутренних ритмов искусственным 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.

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 изложение принципов 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 Гофманн решил использовать эти достижения в своих опытах со скворцами.

Он начал с того, что проделал Крамер: приучил 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 всегда находить пищу. Но кормушку не нашли, хотя день был ясный. Скворцы ошиблись ровно на 90 градусов: кормушка помещалась на юге, а они искали ее на западе[2]. 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 продвинулось на 90 градусов к западу, то есть вправо, если смотреть на его путь по небосводу.

В течение 23 дней, пока скворцов содержали и днем и ночью при свете, часы их шли неправильно, и они ошибались в своих поисках. Затем скворцов поместили под открытым небом, и недели через две часы их нагнали потерянные шесть часов.

Птицы, у которых внутренние хронометры отводили на шесть часов вперед, ошибались в поисках нужного направления, отклоняясь на 90 градусов влево.

Эти опыты, проделанные и с голубями, и со славками, и с сорокопутами, ясно показывают, что солнце у птиц — 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 находится. Тут птиц выручают хорошая память и «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 солнцу, всего лишь несколько лет назад узнали, что и птицы поступают так же».

Теперь сомнений нет, что пернатые, как и люди, находят дорогу по солнцу.

Осталось сказать несколько слов о тех птицах, которые совершают перелеты по ночам, а днем отдыхают. Таких птиц немало. Садовая славка, славка-черноголовка и сорокопут-жупан путешествуют по ночам. В экспериментах с зеркалом и искусственным солнцем они. вели себя так же, как и скворцы. 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, подтверждают 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 отблеск на небе огней большого города за закат и взяли неправильное направление полета. Когда же на том самом месте выпускали птиц до. заката, они успевали правильно ориентироваться, и городские огни их не сбивали.

Однако другие наблюдения показывают, что Черноголовка и садовая славка избирают правильное направление и не видя солнца на закате. Когда ночное небо звездное, они летят без ошибок. Густые облака и слишком яркая луна мешают им. По-видимому, птички эти, помимо солнца, могут ориентироваться еще и по звездам. Опыты в планетарии подтвердили и это предположение.

Кто еще ориентируется по солнцу?

Некоторые животные методам солнечной навигации обучаются 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», по-видимому, что солнце — ориентир подвижный. За лето они эту истину усваивают твердо и, ориентируясь по солнцу, постоянно помнят о ней. Но если весной, на некоторое время, накрыть лесного муравья непрозрачным колпаком, а потом его снять, он побежит по неправильному пути. Впечатление такое, что, находясь в темноте, муравей не учел, что солнце это время не стояло на месте, поэтому когда он снова увидел свет, побежал под прежним углом к подвижному 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 внести поправку, как бы долго ни длилась их вынужденная остановка.

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

Паук-волк живет у берегов рек и озер. Если паука бросить в воду, он поплывет к берегу, на котором его поймали. Поплывет прямо, как бы далеко ни занесли его.

Исследователи брали этого паука, переносили на противоположный берег и там бросали в воду. Паук плыл изо всех сил к берегу, но странное дело, не к ближайшему, около которого бросили его, а к тому, где родился и жил. Рискуя жизнью, плыл поперек течения.

Какой берег родной, а какой не родной, паук узнавал по солнцу. Исследователи это доказали, 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, определить, какой берег свой, а какой чужой. Ненормальное чередование искусственного дня и ночи, пережитое накануне, сбивало его с толку.

Береговые блохи, рачки-бокоплавы, прыгающие, как кузнечики, по морским пляжам тоже находят свой дом по солнцу.

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

У морских 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 вы ни выпустили песчаных скакунов, они кратчайшей дорогой устремлялись к нему. Это на своей родине, в Италии. А вот когда песчаных скакунов привезли в Аргентину, они не смогли найти моря: их хронометры работали еще по европейскому времени, без связи с местным солнцем и только путали рачков.

Некоторые исследователи думают, что песчаные скакунчики, а также осьминоги, крабы и другие морские животные безошибочно находят дорогу к морю (когда заносят их на сушу), руководствуясь морскими шумами: инфра- и ультразвуками, которые не слышит человек.

Чтобы проверить и эту гипотезу, несколько сот морских блох продержали в лаборатории в условиях искусственного дня и ночи. На дворе был день, а в лаборатории ночь, и наоборот.

Когда рачков выпустили невдалеке от моря, они поползли не к нему, а прямо от него. Никакие морские шумы не помогли потому, что физиологические часы их опаздывали на 12 часов. Выпущенные же вместе с ними контрольные, не обработанные светом и тьмой, рачки поскакали правильно — прямо к морю.

Опыты с раками, крабами, пауками, саранчой и другими членистоногими животными окончательно подтвердили, теорию солнечной навигации. Почти каждое животное, подвергнутое испытанию, рано или поздно обнаруживало незаурядное умение ориентироваться по солнцу. Невольно приходит на ум мысль: видимо, это обычное в природе дело — отправляясь в путь, доверять судьбу свою солнцу. Возможно, и киты, и дельфины, и тюлени, так же как и птицы, пересекающие весной и осенью морские широты, 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.