Помоги проекту - поделись книгой:
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.
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 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.
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.
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?
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.
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 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.
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.
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 свет 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.
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-жулан 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.
Поделиться книгой: