Страница 84 из 149
У многих животных, в том числе лосося, черепах и малого буревестника, происходит импринтинг магнитного образа места их рождения, причем он запечатлевается в памяти достаточно прочно, чтобы они могли отыскать его, повзрослев{781}. Черепахам это позволяет откладывать яйца на том же пляже, где когда-то вылупились они сами{782}. Точность тут просто сверхъестественная. Зеленые черепахи, чтобы оставить потомство, проплывают 2000 км из Бразилии к острову Вознесения – крошечному клочку суши посреди Атлантики, где они в свое время появились на свет{783}. Этот инстинкт хоминга, то есть возвращения на место рождения, настолько силен, что черепахи порой плывут многие сотни километров до родного пляжа, хотя прямо под боком имеется вариант ничуть не худший[256]. Возможно, так заведено потому, что подходящие места для кладки найти не просто. К ним должен быть доступ с воды. Песок должен быть достаточно крупным, чтобы обеспечивать доступ кислорода. Температура должна быть идеальной, поскольку пол будущей черепахи зависит от того, насколько тепло или прохладно было зародышу в яйце. «И вот черепаха думает: "Ага, уж одно-то беспроигрышное место я знаю точно – тот пляж, где я сама родилась"», – объясняет Ломанн. Благодаря магнитной карте она отыскивает этот надежнейший инкубатор спустя много лет, проведенных в дальних морях.
Двухгодичный проект Ломанна тянется уже несколько десятилетий[257]. Ему многое удалось узнать о навигационных способностях морских черепах, но немало вопросов остается и без ответа. Насколько быстро черепахи могут запомнить набор магнитных координат? Как наклонение и напряженность отображаются в их мозге? Как они (и другие животные) в принципе ощущают магнитное поле? Я интересуюсь у Ломанна, есть ли у него мысли по этому последнему животрепещущему вопросу. Он хохочет: «Мыслей полно, доказательств мало. Я оптимистично полагаю, что рано или поздно мы всё узнаем, но доживу я до этого или нет – вопрос открытый».
Обнаружить органы чувств обычно не трудно. Их задача – собирать стимулы из той среды, которая окружает животное, и поскольку большинство этих стимулов искажается тканями организма, органы чувств почти всегда либо выведены непосредственно в среду, либо открываются в нее отверстием вроде ноздри или зрачка. Такие отверстия – очень хорошая подсказка. Ученые опознали ямки у гремучих змей, ампулы Лоренцини у акул и боковую линию у рыб как органы чувств задолго до того, как выяснили, что именно они чувствуют. У исследователей магниторецепции таких подсказок нет. Магнитное поле беспрепятственно проходит сквозь живую материю, поэтому клетки, способные его уловить (магниторецепторы), могут располагаться где угодно. Им не нужны ни отверстия типа зрачков и ямок, ни фокусирующие устройства типа хрусталика и ушной раковины. Они могут находиться хоть в носу, хоть в хвосте – и в любом месте от носа до хвоста. Могут быть погружены вглубь тела. Могут даже быть рассредоточены по разным частям организма, не образуя отдельного органа чувств. Могут быть неотличимы от окружающих тканей. Искать их, по словам Сонке Йонсена, это все равно что искать «иголку в стоге иголок»{784}.
На данный момент – сейчас, когда я пишу эти строки, – магниторецепция остается единственным чувством, у которого нет известного науке органа{785}. Магниторецепторы – это «святой Грааль сенсорной биологии, – говорит Эрик Уоррант. – Тому, кто их отыщет, возможно, даже светит Нобелевская премия». Важных зацепок, касающихся вероятного местонахождения и формы магниторецепторов, у ученых накоплено немало, но бывали и ложные следы. Не зная точно, что представляют собой эти рецепторы или хотя бы где их искать, адски трудно догадаться, как они должны работать. И все-таки наука располагает тремя более-менее вероятными гипотезами.
Первая связана с железосодержащим магнитным минералом под названием «магнетит»{786}. В 1970-е гг. ученые обнаружили, что некоторые бактерии превращаются в живые стрелки компаса, выращивая внутри себя цепочки кристаллов магнетита{787}. После встряхивания эти микроорганизмы предпочтительно плывут либо на север, либо на юг. Теоретически животным тоже ничто не мешает отрастить себе магнетитовый компас. Представьте себе магнетитовую стрелку, привязанную к сенсорной клетке. Когда животное поворачивается, стрелка натягивает привязь. Клетка улавливает это натяжение и подает нервный сигнал. Таким образом клетки превращают абстрактный магнитный стимул в нечто более осязаемое – физическое напряжение. «Эта идея, по-моему, очень похожа на правду, – говорит мне Уоррант, – но где эти клетки расположены, остается только гадать». Несколько имевшихся версий оказались пустышками, и пока такие магниторецепторы никто не отыскал[258].
Вторая гипотеза, пытающаяся объяснить принцип работы магниторецепторов, задействует явление под названием «электромагнитная индукция» и в основном касается акул и скатов. Плывущая акула создает в окружающей ее воде слабые электрические токи, и сила этих токов меняется в зависимости от того, под каким углом акула располагается к геомагнитному полю{788}. Улавливая едва заметные вариации этих токов с помощью электрорецепторов, о которых мы говорили в предыдущей главе, акула теоретически может определить, куда она направляется. Как и в случае первой гипотезы, никто точно не знает, происходит ли такое в действительности, но это вполне вероятно. Электрическое чувство акул может по совместительству быть и магнитным.
Индукционное объяснение часто не принимают в расчет, поскольку трудно вообразить, как применить его, например, к птицам, не погруженным, в отличие от акул, в электропроводящую среду. Тем не менее индукция может служить и птицам. Французский зоолог Камиль Вигье предположил это еще в 1882 г., задолго до того, как наука признала существование магниторецепции{789}. Он заметил, что внутреннее ухо птиц содержит три канала, заполненных электропроводящей жидкостью. Когда птица летит, геомагнитное поле теоретически может индуцировать в этой жидкости ощутимую разницу потенциалов. Почти 130 лет спустя правильность его догадки подтвердил Дэвид Кейз{790}. Более того, Кейз обнаружил, что во внутреннем ухе этих птиц содержится тот же белок, который позволяет акулам ощущать электрическое поле. «Индукция кажется мне вполне вероятным способом улавливания магнитного поля для птиц, и сейчас мы эту версию проверяем», – рассказывает Кейз[259].
Третье вероятное объяснение магниторецепции – самое сложное, однако именно оно постепенно завоевало наибольшую популярность. Оно строится на существовании так называемых радикальных пар молекул, на химические свойства которых может влиять магнитное поле{791}. Чтобы понять механизм этого явления во всей полноте, пришлось бы забраться в дебри квантовой физики, но осознать, в чем тут дело, можно, просто представив себе эти две молекулы как танцующую пару. Приглашением к танцу служит свет, побуждающий партнеров встать в позицию, а ритм их танца и соответственно его заключительные шаги диктуют магнитные поля. Финальное положение партнеров несет на себе отпечаток тех магнитных полей, которые определяли предшествующие движения. Своим танцем радикальная пара преобразует трудноразличимый магнитный стимул в химический, который уже легко поддается фиксации[260].
В 1970-е гг. химики изучали реакции радикальных пар главным образом в пробирках. Но в 1978 г. немецкий химик Клаус Шультен предположил, что эти загадочные реакции протекают и в клетках птиц, и, возможно, именно этим объясняется умение пернатых ориентироваться по магнитному полю. Он послал статью со своим предположением в престижный научный журнал Science и получил отказ с незабываемой формулировкой: «Менее самонадеянный ученый мог бы сразу отправить эту гипотезу в мусорную корзину»{792}. Шультен, не обескураженный таким приемом, статью все-таки опубликовал – но, к несчастью, в малоизвестном немецком журнале и в таком изложении, что понять ее могли только те биологи, которые были достаточно подкованы в квантовой физике, – то есть фактически никто{793}. Однако теперь, оглядываясь назад, мы понимаем, что Шультен намного опередил свое время и что его предположение насчет радикальных пар было только первым в целой череде поразительных озарений[261].