Страница 7 из 9
Я отправился в университет города Лунда на юге Швеции, чтобы встретиться с человеком, группа которого сделала эти необычайные открытия, – Эриком Уоррентом. Этот увлеченный и энергичный австралиец, знающий о зрении насекомых, возможно, больше всех на свете, явно был в восторге, когда обнаружил, что я разделяю его любовь к шестиногим животным.
В ходе наших бесед Уоррент объяснил, что чувствительность отдельной фоторецепторной клетки животного можно измерить, регистрируя ее реакцию на световые точки переменной интенсивности. При чрезвычайно тусклом свете не происходит ничего, но по мере постепенного увеличения яркости света клетка начинает «выстреливать» мельчайшие электрические сигналы. При помощи этой методики было показано, что некоторые животные способны воспринимать даже одиночные фотоны.
Тут имеет смысл задержаться на мгновение и обдумать значение этого утверждения. Фотон – одна из фундаментальных частиц природы, хотя, как ни странно, он также ведет себя как волна. Речь идет об объекте настолько малых размеров, что его называют точечным: другими словами, он не занимает никакого места. Кроме того, у него нет массы. Однако фотон перемещается очень быстро (со скоростью света) и переносит малое количество энергии (величина которой зависит от длины волны фотона).
Тот факт, что глаза любого животного способны регистрировать столь малую порцию энергии, поразителен сам по себе, но потовая пчела Megalopta genalis и тут стоит особняком. Ей удается найти дорогу домой через джунгли, хотя каждый фоторецептор ее глаз получает всего лишь пять фотонов в секунду. Уоррент говорит, что от ее способностей к ночной навигации у него мороз идет по коже:
Это просто безумие, чистое безумие, – что они умеют летать сквозь весь этот запутанный ужас, находить цветы и потом без малейших затруднений находить обратную дорогу и приземляться с такой невероятной точностью.
Одна лишь необычайная чувствительность сложных фасеточных глаз потовых пчел не объясняет, как им удается столь успешно ориентироваться в почти полной темноте. Нужно что-то еще. Это особые клетки их мозга, которые «суммируют» сигналы, приходящие от органов зрения. Именно они позволяют пчелам использовать очень ограниченный поток информации, поступающий от окружающего их мира, с максимальной эффективностью. Низкая скорость полета ночных потовых пчел – низкая по сравнению с пчелами, активными днем, – также дает больше времени для осуществления этого процесса «суммирования». Уоррент считает, что потовые пчелы Megalopta genalis вполне могут использовать очень смутные рисунки, которые создает контраст между контурами растительности и ночным небом, в качестве ориентиров, по которым они находят обратную дорогу к своему гнезду (известно, что этот же механизм работает у некоторых муравьев, живущих в тропических дождевых лесах), но эта гипотеза пока остается недоказанной.
Вылетая из гнезда, потовая пчела Megalopta genalis совершает «ориентировочный полет», во время которого она старательно кружится на одном месте и рассматривает вход в гнездо и его окрестности. Когда Уоррент и его сотрудники передвинули гнездо пчелы после того, как она улетела, они увидели, как пчела вернулась в точности в то же место, где гнездо было раньше, вероятно найдя это место по окрестным визуальным ориентирам.
Чтобы проверить это предположение, перед вылетом пчелы они расположили над входом в гнездо белую карточку, а пока пчела была в отлучке, переместили ее к соседнему, покинутому пчелиному гнезду. По возвращении пчела, введенная в заблуждение карточкой, забралась в чужое гнездо, но быстро покинула его. Дорогу к своему дому она смогла найти только после того, как ученые вернули карточку на прежнее место[39]. Это явно доказывает, что процесс нахождения обратной дороги основывается не на обонянии.
Люди часто относятся к рыбам свысока – и не только потому, что живут на суше. На наш поверхностный взгляд, рыбы кажутся холодными, скользкими и, откровенно говоря, туповатыми. Иначе почему бы они так глупо глотали крючки и заплывали в сети? Однако этим, как и многими другими своими предрассудками, мы лишь выказываем собственное невежество. Рыб гораздо труднее изучать в дикой природе, чем наземных животных, так что наше невежество в их отношении по-прежнему остается глубоким, но одно известно точно: им вовсе не свойственно плавать случайным и бесцельным образом и в их навигационном инструментарии активно используются разного рода ориентиры.
В распоряжении рыб имеются самые разнообразные чувства, некоторые из которых нам совершенно не знакомы. У них есть органы боковой линии – их основу составляют чувствительные к давлению бугорки, которые расположены под кожей в проходящих вдоль тела продольных каналах, соединенных с внешней средой порами, – обладающие поразительной чувствительностью к малейшим движениям окружающей их воды. Именно эти органы обеспечивают косяку рыб поразительную способность к синхронному изменению направления.
Живущая в Мексике слепая пещерная рыба[40] узнает о присутствии и расположении окружающих ее предметов при помощи волн давления, которые порождает ее собственное движение в воде. Когда она плывет в темноте, органы боковой линии регистрируют характерные отражения, которые производят эти предметы, и рыба может научиться перемещаться по маршрутам, отмеченным этими жидкостными «ориентирами»[41].
Другие рыбы, в том числе, например, индийская рыба-ползун[42], используют визуальные ориентиры. Этот вид живет либо в прудах, либо в быстрых ручьях. Исследователи взяли рыб из этих двух очень разных сред обитания и научили их находить вознаграждение, пробираясь через последовательность узких проходов, установленных в их аквариумах. Сначала рыбы, живущие в текучей воде, показывали гораздо лучшие результаты, чем их собратья из стоячей воды, но, когда у каждого проема поставили по маленькому растению, ситуация сменилась на противоположную: теперь в соревновании побеждали обитатели прудов.
По-видимому, рыбы, живущие в быстро движущейся воде, не обращают особого внимания на растения и тому подобные непостоянные объекты, потому что течение перемещает их слишком быстро, чтобы их можно было использовать в качестве ориентиров. Прудовые же рыбы, напротив, могут рассчитывать, что предметы в большинстве своем остаются на одном и том же месте, и поэтому научились обращать на них более пристальное внимание[43].
Несколько разных видов рыб, в том числе угри и акулы, чувствительны к электрическим полям и используют электрические ориентиры. У слабоэлектрических рыб[44], например, есть специальный орган, позволяющий им замечать изменения электрического поля, существующего в окружающей их воде. Одна из таких рыб, живущая на дне африканских озер, ведет ночной образ жизни[45] и, подобно индийской рыбе-ползуну, способна находить отмеченные ориентирами проемы в препятствиях, используя этот метод. Но у нее есть одно радикальное отличие: она делает это в полной темноте[46].
Даже насекомые иногда используют для обнаружения предметов информацию, передаваемую электрическими сигналами.
Когда мы снимаем с упаковки пластиковую пленку, она часто прилипает к рукам и не хочет от них отцепляться. При прикосновении к металлической поверхности, особенно если до этого пройти по ковру из синтетических волокон, можно почувствовать легкий электрический разряд. Эти любопытные явления вызваны накоплением статического электричества, и они, как ни странно, играют важную роль в существенном с точки зрения экологии процессе опыления цветов пчелами.
39
Warrant, E. J. (2008). ‘Seeing in the dark: vision and visual behaviour in nocturnal bees and wasps’, Journal of Experimental Biology, 211 (11). P. 1737–1746.
40
Здесь речь идет о полосатом астианаксе, Astyanax fasciatus.
41
de Perera, T. B. (2004). ‘Spatial parameters encoded in the spatial map of the blind Mexican cave fish, Astyanax fasciatus’, Animal Behaviour, 68 (2). P. 291–295.
42
Или анабас, Anabas testudineus.
43
Sheenaja, K. K., & Thomas, K. J. (2011). ‘Influence of habitat complexity on route learning among different populations of climbing perch (Anabas testudineus Bloch, 1792)’, Marine and Freshwater Behaviour and Physiology, 44 (6). P. 349–358.
44
К этой категории относят рыб, способных генерировать электрические разряды величиной менее 1 В (тем не менее у некоторых слабоэлектрических рыб величина разряда может составлять до 7 В). Они используют электрические поля не для нападения или защиты, а для локации и внутривидовой сигнализации.
45
Речь идет о гнатонеме Петерса, он же нильский слоник, или убанги (Gnathonemus petersii).
46
Cain, P., & Malwal, S. (2002). ‘Landmark use and development of navigation behaviour in the weakly electric fish Gnathonemus petersii (Mormyridae; Teleostei)’, Journal of Experimental Biology, 205 (24). P. 3915–3923.