Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Многие перелетные птицы путешествуют смешанными группами, состоящими из взрослых особей и молодых птиц. Одно из огромных преимуществ этой системы состоит в том, что она позволяет старшим птицам показать молодым правильный маршрут миграции[155]. В принципе, поскольку каждое поколение передает свои знания следующему, представители этих видов могут полностью полагаться в поисках пути на заученную информацию о наземных ориентирах. Однако трудно понять, как могут применять такую методику птицы, перелетающие на дальние расстояния над открытым морем, а птицы, летающие в одиночку, очевидно, и вовсе не могут ее использовать.

Одинокие кукушата

Не все молодые перелетные птицы могут воспользоваться советами взрослых. К тому времени, когда молодая обыкновенная кукушка[156] покидает гнездо своих приемных родителей, ее настоящие родители уже летят на юг, направляясь к своим зимовьям в Южной и Центральной Африке. Поэтому молодой птице приходится искать дорогу самостоятельно. Подобно многим другим перелетным видам, кукушки совершают свои перелеты ночью, отчасти потому, что ночью воздух прохладнее (а перегрев бывает серьезной проблемой для летящих птиц), а отчасти — чтобы не привлекать внимания хищников. Молодая кукушка, которая никогда раньше не совершала такого путешествия, очевидно, не может следовать по заученному маршруту. Какие же методы навигации она может использовать?

В течение долгого времени предполагалось, что молодые кукушки используют унаследованную программу ориентирования, которая, по сути дела, направляет их в нужную сторону и говорит им, как долго следует лететь. Эта гипотеза сводится к тому, что такая система «часов и компаса» должна позволить им попадать, по меньшей мере приблизительно, в нужное место, но она плохо согласуется с результатами недавнего эксперимента по отслеживанию таких кукушек.

Этот эксперимент показал, что кукушата следуют по удивительно узкому «коридору» и останавливаются по пути для отдыха и подкрепления сил приблизительно в одних и тех же местах. Оказалось, что при перелете длиной более 5000 километров среднее расстояние между двумя отдельными птицами составляет всего 164 километра[157]. Эти наблюдения заставляют предположить, что здесь, вероятно, действуют другие механизмы, в том числе, возможно, некая передающаяся по наследству способность распознавать крупные элементы ландшафта, отмечающие правильный маршрут.

Природа необычайных навигационных способностей молодых кукушек остается загадкой, но эти птицы — как и другие мигранты-одиночки, а также те перелетные птицы, которые совершают длинные путешествия над лишенным каких-либо ориентиров открытым океаном, — должны по меньшей мере иметь возможность использовать какой-то компас, который позволяет им устанавливать и прокладывать прямой курс.

Как мы знаем на примере насекомых, такой компас, в частности, может быть основан на использовании небесных ориентиров — другими словами, узоров, наблюдаемых в небе.

Птицы Северного полушария могут использовать Полярную звезду. Она всегда находится на истинном севере (истинном, а не магнитном: магнитный полюс постоянно перемещается и сейчас находится на расстоянии около 500 километров от полюса географического). Значит, если вы движетесь прямо на нее, вы движетесь на север; если она справа от вас, вы движетесь на запад и так далее. Поэтому птица может держать прямой курс в любом направлении, просто стараясь сохранять постоянным угол между своим направлением и направлением на Полярную звезду. Для этого не нужно ни использовать какие бы то ни было часы, ни выполнять какие бы то ни было вычисления. Одно из наиболее широко используемых приспособлений для изучения миграционного поведения птиц — это конусная клетка Эмлена (воронка Эмлена). В этом почти невообразимо простом устройстве, изобретенном Стивеном Эмленом, используется то обстоятельство, что находящиеся в неволе птицы упорно пытаются улететь из клетки именно в предпочтительном направлении миграции. В традиционной конструкции клетки Эмлена птица стоит на чернильной подушечке, расположенной на узком дне воронки. Когда птица подпрыгивает, пытаясь улететь, она оставляет чернильные следы на бумаге, которой выстелены наклонные стенки воронки. Считается, что по получившемуся в результате рисунку можно определить, в какую сторону стремится птица.

В конце 1950-х годов Францу Зауэру пришла в голову блестящая идея проверить, как птицы будут реагировать на модель звездного неба, представленную в планетарии. Он заключил, хотя и на маленькой выборке птиц, что они вполне способны использовать звезды в навигационных целях[158]. Позднейшие работы Эмлена, в которых использовалась его знаменитая воронка, показали, что индиговые овсянковые кардиналы[159], хотя и не обращают внимания ни на одну звезду по отдельности, способны различать рисунок звезд, вращающихся вокруг Полярной звезды[160].