Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность

В 2005 г. Люси Бейтс приехала в кенийский Национальный парк Амбосели изучать слонов. В первую же вылазку опытные полевые помощники предупредили ее, что здешние слоны, за которыми ученые наблюдают с 1970-х гг., почти наверняка заметят: в исследовательской группе появилась новенькая. Бейтс не поверила. Как они узнают? И какая им разница? Но как только группа добралась до стада и заглушила мотор, слоны тут же развернулись в их сторону. «Один из них подошел, сунул хобот в окно машины с моей стороны и шумно втянул воздух, – рассказывает мне Бейтс. – Они знали, что внутри есть кто-то незнакомый».

За следующие несколько лет Бейтс отлично усвоила то, что знает любой имеющий дело со слонами: главную роль в их жизни играет обоняние. Для этого не обязательно знать про рекордный список из 2000 генов обонятельных рецепторов и помнить размеры слоновьей обонятельной луковицы{65}. Достаточно взглянуть на хобот. Ни у какого другого животного нет настолько заметного и подвижного носа, благодаря которому нам так легко наблюдать, как нюхает слон. Что бы слон ни делал – и когда он идет, и когда ест, и когда тревожится, и когда спокоен, – хобот находится в постоянном движении: раскачивается, сворачивается кольцом, изгибается, сканирует пространство, обнюхивает и прощупывает. Иногда он как перископ вытягивается вверх на всю свою почти двухметровую длину. Иногда его движения едва различимы. «Подойдешь к пасущемуся слону, который слышит твое приближение, и он, не поворачивая головы, просто шевельнет в твою сторону кончиком хобота», – рассказывает Бейтс.

Африканские слоны отыскивают с помощью хобота свои любимые растения, даже когда те спрятаны в закрытом ящике или перемешаны с ворохом прочей зелени{66}. Они усваивают новые для них запахи: три африканских слона, которых наскоро обучили распознавать тротил, считающийся неразличимым для человеческого носа, находили взрывчатку успешнее, чем натасканные на ее поиск служебные собаки{67}. Двоим из этих слонов, Чишуру и Муссине, удавалось, обнюхав человека, опознать его запах в ряду из девяти образцов, взятых у девяти разных людей{68}. Но и индийские слоны не отстают{69}. В одном из исследований они определяли – исключительно по запаху, – в каком из двух закрытых ведер больше корма. Человек на такое неспособен в принципе, и даже собакам (как показал один из экспериментов Александры Горовиц) такой фокус дается с трудом[28]. «Мы можем оценить разницу в количестве на глаз, это да, а вот по запаху – ни за что, как ни старайся, – говорит Бейтс. – Уровень информации, которую они так считывают, для нас просто запределен».

Опасность слоны тоже чуют носом. Спустя какое-то время после приезда Бейтс в Амбосели один из сотрудников подвез в джипе, который служил научной группе не первое десятилетие, пару масаев. На следующий день, когда группа выехала в поле, слоны встретили знакомую машину как-то настороженно. Молодые масаи иногда устраивают на слонов охоту с копьем, поэтому Бейтс предположила, что слонов встревожил оставшийся в машине запах – смесь аромата коров, которых разводят масаи, молочных продуктов, которыми они питаются, и охры, которой они себя раскрашивают. Чтобы проверить свое предположение, Бейтс разложила по разным точкам заповедника свертки с одеждой. К выстиранным вещам или одежде, которую носили представители народности камба, не представляющие для слонов опасности, серые гиганты приближались с любопытством, но без тревоги{70}. Однако стоило им почуять одежду масаев – и они выдавали совершенно четкую и недвусмысленную реакцию. «Один хобот взметнется вверх, и все стадо тут же несется со всех ног прочь, и почти всегда – в заросли высокой травы, – рассказывает Бейтс. – Нагляднее некуда. Каждый раз, каждое стадо, без исключений».

Если отвлечься от врагов и пищи, для слона не найдется запаха более важного, чем запах других слонов. Они регулярно касаются друг друга хоботом, обследуя железы, гениталии и пасть. Встречаясь после долгой разлуки, африканские слоны выполняют энергичный приветственный ритуал{71}. Мы видим, как они хлопают ушами, и слышим глухой утробный рокот, но для самих слонов это еще и бурный обмен обонятельными любезностями. Они активно испражняются и мочатся, а вдобавок выделяют пахучую жидкость из желез, расположенных позади глаз, окутывая себя и остальных облаками ароматов.

Мало кто из ученых сделал для исследования обоняния у слонов столько, сколько биохимик Бетс Расмуссен[29], которую в свое время провозгласили «королевой слоновьих выделений, испражнений и испарений»{72}. Если это выделяет слон – даже не сомневайтесь, Расмуссен это совершенно точно нюхала, а то и пробовала на вкус. Слоновьи выделения, как оказалось, полны феромонов, а значит, и смысла. В 1996 г., проработав со слонами 15 лет, Расмуссен изолировала химическое вещество Z-7-додецен-1-ил-ацетат, который слонихи выделяют вместе с мочой, оповещая слонов о готовности к спариванию{73}. Поразительно, как половой жизнью такого огромного и сложного существа может управлять одно-единственное химическое соединение. Еще поразительнее, что с помощью этого же соединения приманивают самцов самки мотыльков. К счастью, мотыльков мужского пола слонихи не прельщают, поскольку это соединение – лишь одно из нескольких в списке их требований. Еще большая удача, что слоны не вожделеют самок мотыльков, поскольку те выделяют феромон в микроскопических дозах. Зато друг для друга слоны сияют словно обонятельные маяки. Как в итоге выяснила Расмуссен, слоны распознают по запаху разные стадии эстрального цикла у слоних или период гона (он называется «муст») у самцов, когда те становятся гиперагрессивными{74}. Узнают они и отдельных особей. Шагая по давно протоптанным тропам, соединяющим участки их обитания, они оставляют метки из мочи и фекалий – и это не просто отходы жизнедеятельности, но личные сообщения, которые читают хоботами сородичи{75}.

В 2007 г. Люси Бейтс придумала остроумный способ проверить эту идею{76}. Следуя за каким-нибудь слоновьим семейством, она дожидалась, пока один из слонов помочится. Как только стадо отправлялось дальше, она подъезжала, снимала совком слой пропитанной мочой земли и клала ее в контейнер из-под мороженого. Затем она снова колесила по саванне, пока не находила другое стадо или то же самое. Она вытряхивала землю из контейнера на предполагаемом пути слонов, пулей мчалась на подходящий наблюдательный пункт и ждала. «Попотеть пришлось изрядно, – рассказывала она мне. – Сколько раз я думала, что они двинутся в одну сторону, выкладывала образец, а они сворачивали в другую. Это очень выматывало». Но когда ей все же удавалось подгадать, слоны обязательно обследовали выложенный образец. Если он был пропитан мочой представителя другой семейной группы, они тут же теряли к нему интерес. Моча, принадлежавшая родственнику, которого сейчас с ними не было, интересовала их заметно больше. Но особенный ажиотаж вызывала моча кого-нибудь из тех, кто в данный момент брел позади. То есть они безошибочно определяли, кому принадлежит моча, и, обнаруживая на дороге метку того, кто мог ее оставить, разве что телепортировавшись из арьергарда, приходили в замешательство и исследовали ее особенно тщательно. Слоны перемещаются большими семейными группами и, судя по всему, хорошо представляют себе не только состав своей группы, но и местонахождение всех в нее входящих. Это представление строится на запахах. «Сколько информации они непрерывно извлекают на ходу из всего того огромного множества запахов, которые улавливают, – это же захлебнуться можно в таком потоке!» – говорит Бейтс.

Точную природу этой информации трудно определить. Запечатлевать запахи не так-то просто, поэтому, в отличие от других ученых, которые могут фотографировать действия, жесты и демонстрации или же записывать звуки, исследователям запахов приходится собирать пропитанную мочой почву. И воспроизводить запахи тоже нелегко: запах невозможно включить на проигрывателе или вывести на экран, поэтому исследователям приходится выкладывать собранные куски меченой земли перед слоновьим стадом. Это если они в принципе обращаются к запахам и обонянию, потому что во многих случаях ученые, занимающиеся слонами, исследуют работу их мозга в экспериментах, подразумевающих ведущую роль зрительного восприятия, и инвентарь подбирают соответствующий – зеркала и прочее в том же духе. Сколько особенностей сознания слонов мы упускаем, отказываясь учитывать основной канал их восприятия?

Что помимо «удостоверений личности» они считывают с пахучих приветов, оставленных сородичами на истоптанных тропах? Узнают ли они об эмоциональном состоянии тех, кто прошел перед ними? Чувствуют ли их стресс? Диагностируют ли болезни? А что эти метки говорят им о среде обитания, о более широком мире вокруг? Создается впечатление, что слоны, вернувшиеся в послевоенную Анголу, очень ловко обходят миллионы мин, которые до сих пор скрывает в себе земля, – эта ловкость, впрочем, неудивительна, если вспомнить, как быстро слоны обучаются распознавать тротил{77}. Еще они славятся своей способностью рыть колодцы во время засухи, и Джордж Уиттмайер, тоже работавший в Амбосели, уверен, что подземные источники они находят по запаху{78}. Он считает, что и о приближении дождя слоны догадываются по ароматам, которые источает уже напоенная далеким ливнем земля. «Этот упоительный запах, – говорит Уиттмайер, – будоражит и заряжает энергией даже меня, и слоны от него тоже оживляются, сразу видно».

Расмуссен предположила как-то, что в своих долгих переходах слоны руководствуются «химической памятью о местности, рельефе, водопоях, тропах, источниках минералов и солей, а также запахами дождя и разливающихся рек, ароматами деревьев, свидетельствующими о смене времен года»{79}. Эти предположения пока никто не проверил, но они вполне логичны: умеют же брать след по запаху и собака, и человек, и муравей. Лосося приводит на нерест в ту же реку, в которой он сам появился на свет, характерный запах «родной» воды[30]{80}. Жгутоногие пауки находят обратный путь к своему логову в дебрях тропического леса с помощью органов обоняния, расположенных на кончиках длиннющих ног, действительно напоминающих жгуты{81}. Белым медведям, возможно, помогают ориентироваться среди тысяч километров однообразного льда пахучие метки, которые оставляют при каждом шаге специальные железы на их лапах{82}. Все эти примеры настолько типичны, что некоторые ученые уже считают основной задачей обоняния не улавливание химических веществ, а использование их для ориентирования на местности{83}. При наличии правильного носа ландшафт предстает в виде обонятельной карты, а ароматические метки служат дорожными указателями, ведущими к еде и крову. Парадокс в том, что эти навыки убедительнее всего демонстрируют те животные, которые до недавнего времени считались абсолютно лишенными обоняния.

Неутомимый натуралист и художник Джон Джеймс Одюбон известен в первую очередь своими зарисовками птиц Северной Америки, из которых впоследствии был составлен основополагающий для орнитологии труд{84}. Но он же выступил и автором бытовавшего столетиями ошибочного представления о птицах, причем это стало итогом откровенно безобразных экспериментов над грифами.

Со времен Аристотеля ученые были убеждены, что грифы обладают острым чутьем. Одюбон считал иначе. Когда он оставил под открытым небом гниющую свиную тушу, никакие грифы на нее не слетелись, зато к набитой соломой шкуре оленя спланировал гриф-индейка, который принялся ее клевать. После этого, в 1826 г., Одюбон и заявил, что эти птицы явно ищут добычу глазами, а не по запаху{85}. Его сторонники подкрепляли это утверждение такими же сомнительными свидетельствами. Один заметил, что грифы набрасываются на изображение освежеванной овцы, а ослепленные в неволе грифы отказываются от пищи. Другой продемонстрировал, что индейка (обычная индейка, а не гриф-индейка!) спокойно ест корм, пропитанный серной кислотой и цианистым калием – гарантирующей мучительную смерть смесью с очень резким запахом. Выводы из этих нелепых исследований были подхвачены и растиражированы. Кому какая разница, что грифы предпочитают свежее мясо, и поэтому их, конечно, не прельщала предлагаемая Одюбоном тухлятина. И неважно, что Одюбон путал в своих экспериментах американских черных грифов (которые меньше полагаются на обоняние) и грифов-индеек или что масляные краски в то время выделяли определенные химические вещества, которые обнаруживаются и в разлагающемся мясе. И разве могут быть еще какие-то причины, кроме слепоты, по которым изувеченная птица станет отказываться от пищи? Представление об отсутствии обоняния у грифов-индеек – а вслед за ними по какой-то странной логике и у всех остальных птиц – закрепилось как азбучная истина. Десятки лет все свидетельства обратного просто игнорировались, и изучение обоняния у птиц заглохло[31].

Возродила его Бетси Бэнг, орнитолог-любитель, профессионально занимавшаяся медико-анатомической иллюстрацией{86}. Она вскрывала дыхательные пути птиц и зарисовывала увиденное. И увиденное – большие полости с извилистыми или закрученными спиралью лабиринтами из тонкой костной ткани, похожими на те, что спрятаны в собачьем носе, – убедило ее, что обоняние у птиц имеется. Иначе зачем им все эти навороты? Не желая мириться с заблуждением, которое распространяли учебники, Бэнг посвятила все 1960-е гг. тщательному исследованию мозга более сотни видов птиц и измерению их обонятельных луковиц{87}. В результате особенно крупные обонятельные центры обнаружились у грифов-индеек, новозеландских киви и у трубконосых – отряда морских птиц, включающего альбатросов, буревестников, качурок и глупышей. Свое название представители этого отряда получили за очень заметные ноздри на клюве, которые первоначально считались каналами для вывода соли. Но благодаря исследованиям Бэнг для них наметилось другое назначение – забирать в нос воздух, чтобы птица могла улавливать запах пищи, паря над морем. Для этих птиц «обоняние играет первостепенную роль», писала Бэнг[32]{88}. («Она не боялась ввязываться в борьбу, пусть даже с самим Одюбоном», – вспоминал впоследствии ее сын Аксель.)

В той же Калифорнии к аналогичному выводу насчет обоняния птиц пришла и физиолог Бернис Венцель – одна из немногих женщин, занимавших в США 1950-х гг. профессорскую должность{89}. Как ей удалось выяснить, у почтового голубя, уловившего дуновение ароматизированного воздуха, учащается сердцебиение и возбуждаются нейроны обонятельной луковицы. Она проделывала тот же эксперимент с другими птицами – грифами-индейками, перепелками, пингвинами, воронами, утками – и все реагировали аналогично{90}. Венцель подтвердила то, что Бэнг только предполагала: у птиц есть обоняние. И Венцель, и Бэнг, ныне уже покойных, называли «бунтарками своего поколения» – они восстали против ошибочной догмы и открыли другим исследователям путь к сенсорному миру, считавшемуся прежде несуществующим{91}. И поскольку они не только учили, но и вдохновляли личным примером, в числе их последователей тоже оказалось много женщин.

Одна из них, Габриэль Невитт, сидела в зале, когда Венцель перед самым уходом на пенсию рассказывала о своих исследованиях морских птиц. Вдохновившись, Невитт задалась целью выяснить, как именно пользуются обонянием трубконосые, и занималась этим на протяжении всей своей научной карьеры. Начиная с 1991 г. она отправлялась во все доступные антарктические экспедиции, пытаясь, по ее рассказам, «разобраться, как тестировать птиц с палубы ледокола и остаться при этом в живых». Она запускала на воздушных змеях тампоны, пропитанные рыбьим жиром, и лила это вонючее вещество за борт, где оно на какое-то время образовывало пленку на поверхности воды. Трубконосые никогда не заставляли себя ждать. Невитт предположила, что в едко пахнущем жире их привлекает определенное химическое вещество, но она не знала, какое именно и как они отыскивают его посреди однообразной глади моря. Ответ на этот вопрос она получила в одной из последующих антарктических экспедиций – при самых неожиданных обстоятельствах.

В этой экспедиции судно Невитт попало в сильный шторм, и, когда во время качки ее швырнуло через всю каюту прямо на ящик с инструментами, она получила разрыв почки. Когда корабль пришел в порт и экипаж сменился, Невитт все еще оставалась прикованной к койке из-за травмы. Восстанавливаясь, она разговорилась с новым руководителем исследовательских работ, специалистом по химии атмосферы Тимом Бейтсом, приехавшим изучать газ под названием «диметилсульфид», сокращенно ДМС. В океане ДМС выделяется из планктона в процессе поедания его крилем – креветкоподобными рачками, которые в свою очередь служат пищей китам, рыбе и морским птицам. ДМС плохо растворяется в воде и постепенно просачивается в атмосферу. Если ему удается подняться достаточно высоко, он вызывает образование облаков. Моряки, вдыхая этот газ, описывают его запах как «водорослевый такой» или «на устриц похоже». Это, собственно, и есть запах моря.

Точнее, запах изобильного моря, в котором огромные массы планктона питают такие же огромные стада криля. И вот тогда, во время разговора с Бейтсом, Невитт вдруг осенило – вот же оно, то самое химическое вещество, которое ее интересует: пресловутый обонятельный сигнал, созывающий морских птиц на обед, когда море кишит добычей. Бейтс подтвердил ее догадку, показав карту содержания ДМС в разных районах Атлантики. Невитт смотрела на перепады концентрации этого вещества и видела обонятельный ландшафт – пахучие горы и лишенные запаха долины{92}. Она осознала, что океан вовсе не так однообразен и безлик, как ей представлялось прежде: у него имеется своя скрытая топография, невидимая глазу, но отлично различимая для носа. И Невитт начала учиться воспринимать море так, как воспринимают его морские птицы.

Встав наконец на ноги, Невитт провела серию исследований, подтвердивших гипотезу о ДМС{93}. Они продемонстрировали, что на полосы этого химиката, разлитого по поверхности, трубконосые слетаются стаями. Невитт заключила, что они замечают слабые низкие шлейфы ДМС, которые в буквальном смысле стелются по ветру{94}. Еще она выяснила, что некоторые трубконосые начинают реагировать на ДМС еще до того, как научатся летать[33]{95}. Многие их виды гнездятся в глубоких норах, и птенцы, похожие на пуховые шарики размером с грейпфрут, вылупляются в кромешной темноте. Их первый умвельт лишен света, зато полон запахов, накатывающих волнами через вход в нору или приносимых на клювах и перьях родителей. Птенцы понятия не имеют об океане, но чувствуют, что им нужно стремиться туда, где есть ДМС. И когда они наконец выбираются на свет, поменяв свою тесную детскую на бескрайний небесный простор, их путеводной звездой остается запах. Они пролетают тысячи километров, выискивая размытые шлейфы запаха, выдающего присутствие криля под поверхностью воды[34].

Но запахи – это не только сигнал к обеду. В океане это еще и дорожные указатели. Особенности рельефа, такие как подводные горы или наклон морского дна, влияют на уровень содержания питательных веществ в воде, а он, в свою очередь, влияет на концентрацию планктона, криля и ДМС. Обонятельный ландшафт, воспринимаемый морскими птицами, тесно связан с реальным ландшафтом и потому на удивление предсказуем{96}. Со временем, предполагает Невитт, морские птицы выстраивают для себя полную его карту, отыскивая с помощью обоняния самые изобильные кормовые участки и собственные гнездовья.

Проверить эту гипотезу непросто, но Анне Гальярдо удалось найти убедительные свидетельства в ее пользу. Она увезла несколько трубконосых – буревестников Кори – за 800 км от гнездовья и с помощью промывания носа временно лишила их обоняния{97}. После этого их выпустили – однако домой они возвращались с большим трудом, потратив недели, а то и месяцы на путь, который буревестник в обычном состоянии преодолевает за несколько дней. Утрата обоняния дезориентировала их, стерев с поверхности океана все приметы. Как писал Адам Николсон в книге «Крик морской птицы» (The Seabird's Cry), «та масса воды, которая нам кажется безликой и однообразной, для них полна отличительных особенностей; это гористый изъеденный рельеф, где-то плотный, где-то нет, бескрайний обонятельный простор вожделенного и желаемого, пестрый, текучий, усыпанный жизнью, пронизанный опасностями и удовольствиями, крапчатый, слоистый, всегда подвижный, часто скрывающий свои сокровища, но изобилующий кладезями энергии и возможностей»{98}.

Органы обоняния у буревестников, собак, слонов и муравьев устроены по-разному, но у всех они парные – две ноздри или две антенны – и потому дают стереоэффект. Сравнивая одоранты, поступающие с каждой из сторон, можно определить, где находится источник запаха{99}. Эта способность имеется даже у людей: тот же эксперимент со взятием шоколадного следа, который провела со мной Александра Горовиц, дается гораздо тяжелее, если заткнуть одну ноздрю. С парным детектором определять направление получается намного лучше, и именно этим объясняется специфическая форма одного из самых неожиданных и при этом самых эффективных органов обоняния из существующих в природе – раздвоенного змеиного языка.

Змеиные языки бывают самых разных цветов – и алые, как губная помада, и ярко-синие, и чернильно-черные. Полностью высунутый и максимально расплющенный язык может оказаться длиннее и шире змеиной головы. Курта Швенка змеи не перестают восхищать вот уже которое десятилетие, но его восторги, как он периодически убеждается, понятны не всем. На втором году подготовки диссертации он сообщил другому аспиранту, над чем работает, думая поделиться радостями научного поиска с единомышленником. Аспирант (ныне знаменитый эколог) расхохотался. «Это и само по себе обидно, но когда над тобой хохочет человек, изучающий микроскопических клещей, которые обитают в ноздрях у колибри… – видно, что Швенк по-прежнему немного возмущен. – Человеку, изучающему букашек в носу у колибри, смешно слышать, что я занимаюсь языками змей. Всем почему-то кажется, что язык – это забавно».

Может быть, людям чудится что-то пикантное в изучении органов, которые ассоциируются с плотскими наслаждениями, такими как еда и секс. Может, им трудно представить, что кто-то всерьез исследует части тела, которые мы высовываем, дразнясь или оскорбляя. А может, дело в том, что раздвоенный язык привыкли воспринимать как символ зла и двуличия. Как бы то ни было, серьезные ученые выдвигали довольно странные гипотезы насчет того, зачем змеям язык и почему он раздвоен{100}. Кто-то считал язык ядовитым жалом, кто-то – щипцами для ловли мух, кто-то – органом осязания наподобие рук, а кто-то даже инструментом для прочистки ноздрей. Аристотель предполагал, что раздвоенность удваивает удовольствие, которое змея получает от еды, – однако у змеиного языка нет вкусовых сосочков и сам по себе он никакой сенсорной информации не передает. Он, как выяснили наконец ученые в 1920-е гг., служит для сбора химических веществ. Выстреливая изо рта змеи, он цепляет витающие в воздухе или опустившиеся к земле молекулы одорантов. Когда язык втягивается, весь этот улов смывается слюной в две камеры вомероназального органа, соединенные с обонятельным центром в мозге[35]. То есть с помощью языка змея нюхает. Каждое выстреливание языка – это как втягивание воздуха в нос. Собственно, первое, что делает только что вылупившийся из яйца змееныш, – высовывает и втягивает язык. «Сразу понимаешь всю значимость обоняния», – комментирует Швенк.

Именно язык ведет садового ужа за извивающейся самкой, поскольку позволяет ему ползти по оставленному ею феромонному следу{101}. Сравнивая метки с разных сторон объектов, к которым прижималась самка, самец вычисляет направление ее движения, а отыскав, в пару взмахов языка оценивает ее размеры и здоровье{102} – если понадобится, то и в полной темноте. Самца можно заставить активно совокупляться даже с пропитанным запахом самки бумажным полотенцем. Однако для всех этих обонятельных чудес достаточно было бы и обычного лопатообразного языка, как у человека. Зачем же змеям раздвоенный? Швенк предположил, что раздвоенность создает стереоэффект, позволяя сравнивать химические следы в двух точках пространства{103}. Если оба кончика улавливают феромоны, значит, след взят и удерживается верно. Если правый кончик улавливает, а левый нет, значит, нужно сместиться вправо. Если оба кончика не улавливают ничего, змея начинает вертеть головой в разные стороны, пока не нападет на след снова. Раздвоенность языка дает возможность четко определять боковые границы следа.

Язык полосатого гремучника, скользящего по лесной подстилке, одновременно картирует окружающий мир и составляет себе меню, выявляя запутанные цепочки следов, оставленных снующими в подлеске грызунами, и распознавая по запаху отдельные их виды. В этом хаосе гремучник выбирает следы, ведущие к самой лакомой добыче[36], и отыскивает участки, где эти следы самые свежие и многочисленные. Там он и сворачивается в засаде. Когда мимо пробегает грызун, змея выстреливает, словно отпущенная пружина, – в четыре раза быстрее, чем мы моргаем, – вонзает в грызуна ядовитые зубы и впрыскивает яд. Однако яд действует не мгновенно, и, поскольку у грызунов тоже имеются острые зубы, змея, чтобы не пострадать, отпускает жертву на все четыре стороны. Затем, выждав несколько минут, охотник начинает высовывать трепещущий язык, определяя, где находится теперь уже мертвая добыча. В этом змее тоже помогает яд. Помимо смертоносных токсинов яд гремучника содержит соединения под названием «дизинтегрины», которые сами по себе не ядовиты, но, вступая в реакцию с тканями грызуна, выделяют пахучие вещества{104}. С их помощью змея отличает отравленного грызуна от здорового, а также грызуна, отравленного представителями ее вида, от укушенных другими гремучими змеями{105}. Она может выследить и конкретную укушенную ею особь, поскольку мгновенно запоминает запах жертвы в момент укуса. «Вокруг витает множество мышиных запахов, но змея выбирает совершенно определенный след», – комментирует Швенк.

Улавливать запах змеи могут и в потоках воздуха. Это подтвердил один из бывших студентов Швенка, Чак Смит, отслеживая траекторию движения медноголовых щитомордников с помощью закрепленного у них на теле радиопередатчика{106}. Он дважды выпускал самку щитомордника в поле и наблюдал, что она не трогалась с места и поэтому явно не оставляла никакого пахучего следа. Это, однако, не мешало ей привлекать самцов, которые ползали себе бесцельно за сотни метров от нее, а потом вдруг устремлялись к ней по прямой.

Швенк догадывался, что секрет тут кроется в особенностях высовывания языка. Ящерицы – та самая группа пресмыкающихся, от которой произошли змеи, – тоже нюхают языком, и он у них тоже бывает раздвоенным. Но ящерицы обычно ограничиваются разовым высовыванием: вытягивают кончик, проводят им по земле, втягивают обратно. Змеи же, все без исключения, высовывают язык часто и быстро, не всегда касаясь кончиком земли. Язык перегибается посередине, и раздвоенный кончик описывает широкую вертикальную дугу по 10–20 раз в секунду. Билл Райерсон, еще один бывший студент Швенка, проанализировал эти движения, заставив змей высовывать трепещущий язык в облако кукурузного крахмала{107}. Подсветив крахмальное облако лазерным лучом, Райерсон снимал вихри мелкодисперсных частиц на скоростную камеру. Когда Швенк посмотрел отснятый материал, у него, по его собственному признанию, «просто взорвался мозг».

Как выяснилось, в конечных точках этой вертикальной дуги змея разводит кончики языка, а в центре дуги сводит. За счет этого в воздухе возникают два стабильных тороидальных вихря, всасывающих пахучие вещества справа и слева от змеиной головы. То есть змея словно ненадолго запускает два больших вентилятора, которые затягивают запахи с обеих сторон и собирают рассеянные молекулы одорантов на кончиках языка. А поскольку запах поступает и слева, и справа, раздвоенность позволяет определять направление, даже когда язык трепещет в воздухе, не касаясь земли.

Эту манеру нюхать отличают две необычные особенности. Во-первых, в ней участвует язык, традиционно выступающий органом вкуса, однако этим чувством змеи почти не пользуются (по причинам, которые я опишу потом). Во-вторых, в ней задействован орган, который у большинства других животных либо отсутствует, либо не особенно важен. У многих позвоночных имеются две различные системы улавливания и распознавания запахов. Главная включает все те структуры, рецепторы и нейроны, которые я описывал в начале этой главы на примере собачьей системы обоняния. Побочная же система – это вомероназальный орган. У него своя собственная разновидность клеток для улавливания запахов, собственные сенсорные нейроны и собственные связи с мозгом. Обычно он располагается в носовой полости прямо над нёбом. Только не пытайтесь нащупать его у себя. Свой вомероназальный орган человек в процессе эволюции почему-то утратил, как и человекообразные обезьяны, а также киты, птицы, крокодилы и некоторые летучие мыши{108}.

У большинства других млекопитающих, пресмыкающихся и земноводных вомероназальный орган сохранился. Когда один слон, коснувшись хоботом другого, погружает затем кончик хобота со всеми собранными на него феромонами себе в пасть, молекулы одорантов устремляются к вомероназальному органу. Когда лошадь или кошка задирает верхнюю губу, обнажая зубы, она перекрывает себе ноздри и посылает поступающие с потоком воздуха пахучие вещества к вомероназальному органу. И когда змея втягивает язык и протаскивает раздвоенный кончик между дном ротовой полости и нёбом, собранные молекулы струей впрыскиваются в вомероназальный орган. Именно ему, у других животных остающемуся на вторых ролях, у змей отводится главное место. Без него садовые ужи перестают брать след и прекращают питаться, а гремучие змеи промахиваются в половине атак и не могут потом отловить укушенную жертву{109}. Они по-прежнему вдыхают пахучие вещества через нос, но их «основная» система обоняния, судя по всему, не особенно умеет обрабатывать эти данные. Ей досталась пассивная функция – уведомлять мозг, не появилось ли поблизости что-нибудь интересное, требующее взмахнуть языком.

Необычность змей не только в том, что вомероназальный орган для них настолько важен, но и в том, что в их случае понятно, зачем он нужен. У других животных этот орган – загадка, даром что на его счет было сделано немало безапелляционных заявлений[37]{110}. В данный момент никто точно не знает, зачем некоторым видам две отдельные системы обоняния. Точно так же не вполне ясно, зачем большинству животных еще одно отдельное химическое чувство. Я, разумеется, имею в виду вкус.

Каждый апрель во Флориде проводится ежегодная конференция Ассоциации исследователей хеморецепции, во время которой специалисты по обонянию традиционно меряются силами со специалистами по вкусу в жаркой софтбольной схватке. «Обычно побеждают нюхачи, – рассказывает исследователь обоняния Лесли Воссхолл. – Потому что в нашей области народу больше. Раза в четыре-пять». Вкус (или, выражаясь мудреными научными терминами, густация) – это, как и запах, средство улавливания и распознавания химических веществ в окружающей среде. Но на этом сходство между двумя чувствами заканчивается. Поднесите к носу ванильное масло – почувствуете приятный аромат; капните этого же масла себе на язык – насилу отплюетесь.

Разница между вкусом и обонянием на удивление сложна. Что же тут сложного, возможно, спросите вы: запахи животные ощущают носом, а вкус чувствуют языком. Но мы уже видели змей, которым для обоняния совершенно точно служит язык, и скоро познакомимся со множеством других животных, улавливающих запахи самыми неожиданными частями тела. Возможно, вы будете доказывать (вслед за многими учеными), что обоняем мы те молекулы, которые витают в воздухе, а вкус нам передают представленные в жидкой или твердой форме. Запах ощущается на расстоянии, а вкус – только при непосредственном контакте. Это уже более четкое различие, но и оно оставляет вопросы. Во-первых, рецепторы, отвечающие за распознавание запахов, всегда покрыты тонким слоем влаги, то есть молекулы одоранта нужно растворить, чтобы распознать. А значит, у запаха, как и у вкуса, имеется жидкая стадия, и она тоже подразумевает контакт, даже если изначально молекулы прибыли издалека. Во-вторых, как нам уже известно, муравьи и другие насекомые считывают запахи, соприкасаясь друг с другом и подхватывая усиками-антеннами тяжелые молекулы нелетучих феромонов. В-третьих, запахи различают и рыбы, хотя все, что они обоняют, по определению растворено в воде. У тех, кто постоянно обитает в жидкой среде, разница между вкусом и обонянием настолько размыта, что ученые, как признался мне один из них, стараются «просто об этом не думать».

Однако Джон Каприо – физиолог, изучающий сомов, – считает, что разница между обонянием и вкусом проста как дважды два. Вкус – чувство рефлекторное и врожденное, а запах нет[38]. Мы с рождения кривимся от горького, и, хотя со временем мы учимся подавлять инстинктивное отвращение и начинаем ценить пиво, кофе и темный шоколад, факт остается фактом – нам есть что подавлять. Запах же, в отличие от вкуса, «не несет никакого смысла, если не увязать его с накопленным опытом», говорит Каприо. Детям до определенного возраста не противен ни запах пота, ни запах испражнений. Взрослые же настолько различаются в своих обонятельных предпочтениях, что министерству обороны США, пытавшемуся создать зловонную бомбу для разгона толп, так и не удалось найти запах, одинаково отвращающий представителей всех культур{111}. Даже феромоны животных, которые вроде бы должны вызывать «жестко запрограммированную» реакцию, на удивление гибки в своем воздействии, поддающемся модификации в ходе накопления индивидуального опыта.

Таким образом, вкус – чувство попроще. Как мы уже убедились, обоняние охватывает практически бесконечное разнообразие молекул с неописуемо широким набором характеристик, которое нервная система представляет с помощью комбинаторного кода – настолько заковыристого, что ученые только подступаются к его расшифровке. Вкус же сводится у человека к пяти базовым качествам – соленый, сладкий, горький, кислый и умами («мясной»); у животных, возможно, к ним добавляются еще несколько, но все они распознаются очень небольшим набором рецепторов. И если обонянию находится разнообразное и сложное применение – ориентация в открытом океане, поиск добычи, координация поведения стада или колонии, – то вкус почти всегда используется только для принятия бинарных решений о пище{112}. Да или нет? Плохая или хорошая? Проглотить или выплюнуть?

Забавно, что мы ассоциируем вкус с утонченностью, разборчивостью и гурманством, тогда как на самом деле он принадлежит к числу самых грубых чувств. Даже способность ощущать горькое, предостерегающая нас насчет сотен самых разных ядовитых соединений, не предусматривает умения их различать. Мы ощущаем просто горечь как таковую, поскольку нам не важно, что же такое горькое мы пробуем, а важно немедленно эту дегустацию прекратить. Вкус – это в основном последняя проверка перед употреблением внутрь: нужно ли мне это есть? Именно поэтому змеи почти не используют вкус. Высовывая язык, они по запаху определяют пищевую ценность объекта задолго до того, как этот объект окажется у них в пасти[39]. Вряд ли кто-нибудь когда-нибудь видел змею, которая куснула бы добычу, а потом выплюнула. (Мы ошибочно отождествляем вкус c ароматом еды, тогда как за последний отвечает главным образом обоняние. Именно поэтому во время простуды, когда заложен нос, вся еда кажется такой скучной: вкус у нее остается, а вот аромат пропадает, поскольку мы не можем его разнюхать.)

Пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие ощущают вкус языком. Другие животные не настолько ограничены. Если вы существо крошечное, еда – это не только то, что можно положить в рот, но и то, по чему можно побегать. Поэтому большинство насекомых ощущают вкус ногами. Пчела, посидев на цветке, определяет, насколько сладок нектар{113}. Муха пробует яблоко, которое вы собираетесь съесть, поползав по его боку{114}. Насекомые под названием «наездники» выбирают подходящее место для откладывания своих яиц в тело другого насекомого с помощью вкусовых сенсоров на конце жала{115}. Один из видов наездников даже умеет на вкус отличать потенциальных жертв, уже захваченных другими наездниками, от тех, которые пока свободны[40].

Комар, севший на человеческую руку, испытывает «райское наслаждение, – уверяет Лесли Воссхолл. – Человеческая кожа имеет особый вкус, подтверждающий комару, что он не промахнулся и сел куда надо». Однако, если рука покрыта горьким репеллентом диэтилтолуамидом (ДЭТА), рецепторы на лапках комара велят ему немедленно лететь прочь, не оставляя возможности вонзить хоботок{116}. У Воссхолл есть видео, на которых комар садится на затянутую в перчатку руку и доходит до небольшого участка открытой, но намазанной репеллентом кожи. И тут же отскакивает, едва коснувшись ее ногой. Описывает круг, пробует снова – и снова отступает. «Сердце сжимается, когда смотришь, – с неожиданным состраданием к комару рассказывает Воссхолл, – и в то же время это чистая психоделика. Мы даже представить не можем, каково это – чувствовать вкус кончиками пальцев». Насекомые ощущают вкус и другими частями тела, расширяя тем самым диапазон применений, которые можно найти для этого обычно узкоспециализированного чувства. Кто-то выбирает подходящее место для кладки с помощью вкусовых рецепторов на яйцекладе. У кого-то вкусовые рецепторы имеются на крыльях, позволяя на лету чувствовать следы пищи{117}. Мухи начинают чистить крылья, почувствовав на вкус наличие там бактерий{118}, причем так поступают даже обезглавленные мухи.

Самым без преувеличения разносторонним чувством вкуса в дикой природе обладают сомы{119}. Эта рыба, по сути, сплошной плавучий язык. Вкусовые сосочки распределены по всей поверхности ее лишенного чешуи тела, от кончиков длинных извивающихся усов до хвоста{120}. Где ни тронь сома, везде под рукой окажутся тысячи вкусовых сосочков. Если лизнуть сома, вы с ним одновременно ощутите вкус друг друга[41]. «Будь я сомом, я бы хотел нырнуть в чан с шоколадом, – говорит мне Джон Каприо. – Что называется, почувствовать его жопой». Но и это всеохватное чувство сомы по-прежнему используют исключительно для оценки пищи. Сомы питаются мясом, и если положить его кусок в любое место на теле сома (или впрыснуть в воду, в которой плавает сом, мясной сок), сом развернется и цапнет именно там, где надо. Они обладают острейшим чутьем на аминокислоты – строительный материал белков и, соответственно, мяса[42]{121}. А вот сахара они, наоборот, распознают плохо, так что сладкие грезы Каприо все равно несбыточны.

Эта неспособность чувствовать сахар и другие классические вкусы встречается на удивление часто и варьируется в зависимости от рациона животного. Тяга к сладкому отсутствует и у кошачьих, и у пятнистых гиен, и у многих других млекопитающих, питающихся одним мясом{122}. Точно так же утратили вкус к сладкому – и к умами – вампировые летучие мыши, пьющие одну только кровь{123}. Не нуждаются в умами и панды, которые едят лишь бамбук, однако взамен им достался расширенный набор генов, кодирующих распознавание горечи, чтобы уберечь хозяев от отравления мириадами токсинов, грозящих попасть к ним в рот[43]. Увеличилось число детекторов горечи и у других травоядных из числа экологических специалистов – в частности, у коал, – тогда как млекопитающие, которые заглатывают добычу целиком (морские львы и дельфины), большую часть таких детекторов утратили{124}. Раз за разом вкусовые умвельты животных закономерно расширялись или сокращались, подстраиваясь под распознавание вкусов, с которыми чаще всего приходилось сталкиваться животному… И такие изменения иногда меняли дальнейшую судьбу животного.

Точно так же, как наши кошки и прочие современные плотоядные, способность чувствовать в пище сахар утратили в свое время, судя по всему, и мелкие хищные динозавры. Эту вкусовую ограниченность они передали своим потомкам – птицам, многие из которых и сейчас не чувствуют сладкого. Исключение составляют певчие воробьиные – звонкая и крайне репродуктивно успешная группа, в которую входят, в частности, дрозды, галки, кардиналы, синицы, воробьи, зяблики и скворцы. В 2014 г. специалист по эволюционной биологии Мод Болдуин пришла к выводу, что некоторые из самых ранних певчих воробьиных заново обрели способность чувствовать сладкое, перестроив рецептор, который обычно распознает вкус умами, так, чтобы он распознавал заодно и сахар{125}. Произошла эта перемена в Австралии, где растения производят столько сахара, что нектар льется из цветков рекой, а у эвкалиптов сквозь кору сочится что-то вроде сиропа. Возможно, это изобилие и дало новоявленным певчим сладкоежкам возможность расплодиться в Австралии, выдерживать марафонские перелеты на другие континенты, повсюду находить богатые нектаром цветы и разрастись в огромную династию, включающую сейчас половину всех существующих видов птиц. Гипотеза не подтвержденная, однако заманчивая. Как знать, может, и вправду, если бы десятки миллионов лет назад какая-то случайная австралийская пичуга не расширила свой умвельт, мы бы сегодня не просыпались под трели певчих птиц[44].

Чувства можно разбить на группы в зависимости от стимулов, которые они распознают. Обоняние вместе с его вомероназальной вариацией и вкус – это химические чувства, улавливающие присутствие молекул. Они древние, универсальные и, судя по всему, стоят особняком по отношению к другим, поэтому я и начал наше путешествие именно с них. Однако считать их абсолютно отдельными от остальных тоже неправильно. Если присмотреться, у них совершенно неожиданно найдется кое-что общее, по крайней мере с одним чувством из другой категории.

Как уже упоминалось в начале главы, собаки и другие животные распознают запахи с помощью белков под названием «обонятельные рецепторы». Это часть более обширной группы белков – рецепторов, сопряженных с G-белком, или GPCR (G-protein-coupled receptors). Это длинное название вы можете сразу забыть, оно для нас неважно. Важно, что это химические датчики. Они располагаются на поверхности клетки и выхватывают из потока определенные молекулы. Благодаря им клетка обнаруживает окружающие ее вещества и реагирует на них. Этот процесс обратим: сделав свое дело, рецепторы GPCR либо выпускают захваченную молекулу, либо разрушают ее. Однако есть среди них одна группа, которая работает иначе. Это опсины. Они отличаются как тем, что постоянно удерживают свои молекулы-мишени, так и тем, что эти молекулы поглощают свет. На этом, собственно, и построено зрение. Именно так видят животные: за счет светочувствительных белков, представляющих собой модифицированные химические датчики{126}.

То есть в каком-то смысле мы видим, обоняя свет.

2

Покуда хватает глаз

Свет

Я разглядываю паука-скакуна, а он, хотя и развернут в противоположную сторону, глядит на меня. Его похожая на башню танка голова окольцована четырьмя парами глаз – две из них смотрят вперед, а две по сторонам и назад, обеспечивая ему практически полный круговой обзор, если не считать единственного слепого пятна строго позади. Я шевелю пальцем около его правой задней ноги – он замечает движение и поворачивается. Я вожу пальцем туда-сюда, и паук ни на секунду не теряет его из виду. «Скакуны – единственные среди пауков, для кого в порядке вещей поворачиваться и смотреть, – говорит Элизабет Джейкоб, принимающая меня в своей лаборатории в Амхерсте, штат Массачусетс. – Многие пауки просто замирают на паутине и сидят так часами, выжидая. А скакуны деятельные».

Человек – существо настолько визуальное, что зрячие представители нашего вида инстинктивно приравнивают активное зрение к активному интеллекту. В быстрых и резких движениях глаз мы видим такой же, как у нас, живой, любознательный ум, исследующий мир. Но в случае пауков-скакунов это не проявление неоправданного антропоморфизма. Хотя мозг у них размером с маковое зернышко, они действительно на удивление умны[45]. Вид Portia славится стратегическим планированием маршрутов при выслеживании добычи и гибким переключением между хитрыми охотничьими тактиками{127}. Тот вид скакунов, который изучает Джейкоб (Phidippus Audax, в обиходе «храбрые»), не так изобретателен, но она все равно подкладывает им в террариумы разные стимулирующие предметы, обогащая искусственную среду обитания примерно так же, как обогащают ее для млекопитающих в зоопарках. Во многих террариумах видны ярко раскрашенные палочки. У одного паука я замечаю красный кубик из «Лего». Мы шутим, что за ним нужен глаз да глаз, а то сейчас понастроит тут всякого.

Размером храбрый паук-скакун не больше ногтя моего мизинца и почти целиком черный, если не считать белого пуха на суставах и двух ярко-бирюзовых пятен на ротовых придатках, где размещаются клыки-хелицеры. Вид у него неожиданно трогательный. Плотное тельце, короткие ноги, большая голова, круглые глаза – все это очень детское, игрушечное и вызывает у нас тот же глубинный психологический отклик, который заставляет умиляться младенцам и щенкам. Но у паука-скакуна такое строение тела сформировалось совсем не для того, чтобы с ним сюсюкали. На этих коротких лапках можно, оказывается, ускакать очень далеко: в отличие от других пауков, которые сидят в засаде, скакуны выслеживают жертву и запрыгивают на нее. И в отличие от других пауков, которые в основном воспринимают мир за счет вибрации и осязания, скакуны полагаются на зрение{128}. Именно поэтому половину объема крупной головы скакуна занимают глаза. Из всех пауков их умвельт ближе всего к нашему. В этом сходстве я вижу родство. Я смотрю на паука, он смотрит на меня – мы два совершенно разных вида, связанных одним преобладающим чувством.

Первопроходцем в исследовании зрения пауков-скакунов был ныне покойный британский нейробиолог Майк Лэнд, которого один из его коллег назвал «глазным богом»{129}. В 1968 г. он разработал офтальмоскоп для пауков, с помощью которого можно было рассматривать их сетчатку, пока они, в свою очередь, разглядывали картинки{130}. Джейкоб с коллегами усовершенствовала разработку Лэнда: во время моего визита в лабораторию они как раз поместили одного из пауков в свое устройство, на тот момент настроенное на центральную пару глаз – самую крупную из четырех, смотрящую строго вперед и обладающую самым острым зрением. Эти глаза диаметром всего несколько миллиметров видят не хуже, чем глаза голубя, слона или мелкой собаки. Каждый глаз представляет собой длинную трубку, на переднем конце которой находится хрусталик, а на заднем – сетчатка[46]. Хрусталик зафиксирован неподвижно, однако паук может смотреть по сторонам, поворачивая саму трубку внутри головы. (Представьте, что вы держите электрический фонарик за переднюю часть и направляете луч, поворачивая его корпус[47].) Именно так и поступает паучиха, которая сидит сейчас в устройстве для отслеживания взгляда. Она не шевелится. Глаза ее тоже вроде бы не двигаются. Но мы видим на мониторе, что сетчатка перемещается. «Вот ведь, прямо озирается», – говорит Джейкоб.

Сетчатки центральной пары глаз у паучихи имеют форму бумеранга (почему именно такую, пока никто не знает). Поначалу на экране у Джейкоб они как будто разведены (> <). Но вот Джейкоб показывает паучихе черный квадрат, и бумеранги сходятся, образуя перекрестье (><). Квадрат движется, сетчатки следуют за ним. Однако через какое-то время паучиха теряет интерес, и сетчатки расходятся. Тогда Джейкоб меняет черный квадрат на силуэт сверчка – сетчатки сходятся вновь. На этот раз они пляшут по всему изображению, перепархивая от усиков сверчка к туловищу и ногам так же, как это делает наш взгляд, когда мы что-то рассматриваем. Сомкнутые сетчатки еще и вращаются – то по часовой стрелке, то против: судя по всему, паучиха ищет угол зрения, который позволит ей определить, что перед ней. Майк Лэнд рассказывал когда-то, как «приятно и вместе с тем странно смотреть в движущиеся глаза другого чувствующего существа, особенно настолько далеко отстоящего от нас в эволюционном отношении»{131}. Я готов подписаться под каждым словом. Человека отделяют от паука-скакуна по крайней мере 730 млн лет эволюции, и нам очень трудно интерпретировать поведение существа, настолько непохожего на нас. Но на мониторе у Джейкоб я вижу, как паучиха сосредоточивает внимание и как она теряет интерес. Я наблюдаю за тем, как она наблюдает. Следя за ее взглядом, я максимально приближаюсь к тому, чтобы заглянуть в ее сознание. И, признавая немалое сходство, осознаю, насколько ее зрение отличается от моего.

Во-первых, у нее больше глаз. У центральной пары, при всей ее зоркости и подвижности, поле зрения очень узкое. Если бы паучиха обходилась только этой парой, ее зрение напоминало бы лучи двух фонариков, обшаривающих темную комнату. Этот недостаток компенсирует дополнительная пара глаз по бокам от центральной, поле зрения у которой гораздо шире. Сами эти глаза неподвижны, но они чутко реагируют на движение. Если перед паучихой пролетит муха, дополнительная пара глаз засечет ее и подскажет центральной паре, куда смотреть. А вот теперь настоящая странность: если прикрыть дополнительную пару, следить за движущимися объектами паучиха не сможет{132}.

Для меня даже представить себе такое почти невозможно. Вот я печатаю эту строчку – и фокусирую область самого острого зрения в своем глазу на буквах, появляющихся на экране. Периферическим зрением я в это же самое время вижу черный силуэт Тайпо, моего щенка корги, который явно ищет, где бы нашкодить. Эти задачи – острота зрения и улавливание движения – кажутся нам неразделимыми. Однако у пауков-скакунов они разделены, причем радикально, поскольку возложены на разные пары глаз. Центральная пара распознает образы и формы, а также различает цвета. Дополнительная же отслеживает движение и перенаправляет внимание. Нейронные связи с мозгом паука у каждой из этих разнозадачных пар тоже свои[48]. Пауки-скакуны напоминают нам, что, живя бок о бок с другими зрячими существами, мы воспринимаем зримую реальность совершенно не так, как они. «Нам незачем искать внеземной разум, – говорит мне Джейкоб. – У нас и на Земле есть животные, абсолютно иначе интерпретирующие мир вокруг».

У человека два глаза. Они находятся на голове. Они одинакового размера. Они смотрят вперед. Ни одно из этих свойств нельзя считать эталоном, и даже беглого взгляда на остальное животное царство достаточно, чтобы убедиться: глаза не менее разнообразны, чем их владельцы. На одну особь может приходиться и восемь глаз, и сто. У гигантского кальмара глаза размером с футбольный мяч, а у насекомых из семейства Mymaridae – с ядро амебы{133}. И у кальмара, и у паука-скакуна, и у человека эволюция независимо создала глаз, работающий по принципу камеры: одна линза (хрусталик) фокусирует свет на одной сетчатке{134}. У насекомых и ракообразных глаз фасеточный, состоящий из множества отдельных собирающих свет элементов – омматидиев. Встречаются у животных и бифокальные глаза, и асимметричные{135}; хрусталик в них бывает и белковым, и минеральным{136}, а располагаться они могут и около рта, и на конечностях, и на панцире. У кого-то они выполняют все те же задачи, которые выполняет человеческий глаз, а у кого-то лишь малую их часть.

Это многообразие зрительных органов является причиной головокружительной чехарды зрительных умвельтов. Животные могут четко различать мельчайшие подробности с очень далекого расстояния, а могут довольствоваться размытыми пятнами света и тени. Могут превосходно видеть в том, что мы считаем темнотой, а могут мгновенно слепнуть при ярком, с нашей точки зрения, свете. Могут видеть в режиме замедленной съемки или покадровой экспозиции с долгими паузами. Могут смотреть в двух направлениях разом или единовременно получать круговой обзор. Зрение может слабеть и усиливаться на протяжении дня. Умвельт может меняться с возрастом. Как показал коллега Джейкоб Нейт Морхаус, паук-скакун при рождении получает пожизненный набор светочувствительных клеток, которые со временем становятся крупнее и эффективнее{137}. «Их мир делается ярче и ярче», – объясняет Морхаус. Для паука-скакуна взросление и старение «напоминают рассвет».

Сонке Йонсен начинает свою книгу «Оптика жизни» (The Optics of Life) с того, что зрение – «это прежде всего свет, поэтому первым делом, наверное, нужно рассказать, что он из себя представляет»{138}. И тут же с похвальной искренностью признается: «Но я этого не понимаю». Хотя свет окружает нас почти всегда, его подлинная природа не поддается интуитивному постижению. Физики говорят, что он одновременно существует как электромагнитная волна и поток частиц энергии, называемых фотонами. Но детали этой его двойственной природы нас сейчас занимать не должны. Нам важно, что ни ту ни другую его ипостась живые существа, по идее, улавливать не способны. С точки зрения биологии самое, наверное, поразительное в свете – то, что мы в принципе можем его ощущать.

Загляните в глаз пауку-скакуну, человеку или любому другому животному, и вы обнаружите светочувствительные клетки, называемые фоторецепторами. Эти клетки могут довольно сильно отличаться у разных видов, однако у них есть одно универсальное свойство: они содержат белки под названием «опсины». Любое зрячее животное видит благодаря опсинам, функция которых заключается в том, что они плотно обхватывают вспомогательную молекулу – так называемый хромофор, обычно производное витамина А{139}. Хромофор вбирает энергию одного фотона света и моментально меняет форму, вынуждая этим своим превращением измениться и опсин. Изменения в опсине запускают химическую цепную реакцию, которая заканчивается подачей электрического сигнала по нейрону. Вот так выглядит процесс восприятия света. Представьте себе хромофор как ключ замка зажигания, а опсин – как сам замок. Ключ вставлен в замок, свет поворачивает ключ, и двигатель зрения оживает.

Разновидностей опсинов у животных тысячи, но все они родственны друг другу[49]. В этом единстве кроется парадокс: если все зрение опирается на одни и те же белки и все эти белки улавливают свет, почему у животных настолько разные глаза? Ответ нужно искать в различных свойствах света. Поскольку на Земле он в большинстве своем исходит от солнца, наличие света может указывать на температуру, время суток, глубину погружения в воду. Он отражается от разных поверхностей, позволяя обнаружить врага, полового партнера или убежище. Он распространяется по прямой и блокируется непрозрачными препятствиями, порождая характерные тени и силуэты. Он почти мгновенно покрывает расстояния планетарного масштаба и потому распространяет информацию оперативно и повсеместно. Зрение разнообразно, потому что разнообразны извлекаемые из света сведения, а также причины, побуждающие животных их извлекать{140}.

Биолог Дан-Эрик Нильссон утверждает, что в своем эволюционном развитии глаза проходят четыре стадии усложнения{141}. Для первой достаточно фоторецепторов – клеток, которые всего лишь фиксируют наличие света. Так, гидре – родственнице медузы – фоторецепторы помогают различить низкую освещенность, при которой ее стрекательные клетки срабатывают активнее{142}. Возможно, это способ поберечь ресурсы до темного времени суток, когда добыча попадается чаще, а может быть, дело в том, что сигналом к срабатыванию служит тень проплывающей добычи. У гладких морских змей фоторецепторы находятся на кончике хвоста: змеи стараются прятать его от света{143}. У осьминогов, каракатиц и других головоногих крапинки фоторецепторов рассеяны по всему телу – не исключено, что именно с их помощью эти животные управляют своими потрясающими способностями к изменению цвета{144}.

На второй стадии усложнения фоторецепторы получают бленду – темный пигмент или какое-то другое препятствие, которое блокирует свет, падающий под определенным углом. Фоторецепторы с блендой не только фиксируют наличие света, но и улавливают направление на его источник. Это все еще довольно простое устройство – настолько простое, что многие ученые не расценивают его как настоящий глаз, – однако своим владельцам оно служит исправно. Кроме того, оно может располагаться где угодно. У бабочки под названием «парусник ксут» фоторецепторы находятся на гениталиях{145}. Самцу они нужны, чтобы не промахнуться, направляя половой орган к влагалищу самки, а самке – чтобы верно разместить свой яйцеклад относительно поверхности растения.

На третьей из описанных Нильссоном стадий имеющие бленду фоторецепторы объединяются в группы. Теперь их владельцы могут суммировать информацию о свете, льющемся с разных сторон, формируя единую картину окружающей действительности. Для многих ученых именно здесь проходит черта, отделяющая фиксацию освещенности от подлинного зрения, – рубеж, за которым простые фоторецепторы превращаются в настоящие глаза, а их обладателей уже можно признать видящими[50]. На этой стадии картина получается размытой и зернистой, поэтому годится такое зрение только для грубых задач, таких как поиск укрытия или возможность заметить нависшую над тобой тень. Но с добавлением фокусирующих элементов вроде линз зрение становится острее, и умвельты наполняются бесчисленными визуальными подробностями. Зрение высокого разрешения – это четвертая из описанных Нильссоном стадий. Переход к ней должен был немедленно интенсифицировать взаимодействие между животными. Вступать в конфликты и заниматься ухаживаниями теперь получалось на большем расстоянии, чем позволяли осязание или вкус, и быстрее, чем позволяло обоняние. Хищник начал замечать жертву издалека (как и жертва – хищника). В обиход вошли погони. Животные становились крупнее, стремительнее и подвижнее. Возникли защитные панцири, шипы и раковины. Возможно, именно появлению зрения высокого разрешения мы обязаны тем, что около 541 млн лет назад в животном царстве резко возросло разнообразие, в результате чего и сложились основные существующие сегодня таксономические группы. Этот фейерверк эволюционных инноваций называется кембрийским взрывом, и не исключено, что одной из вызвавших его искр послужило зрение четвертой стадии{146}.

Четырехстадийная модель Нильссона позволяет ответить на вопрос, беспокоивший еще Чарльза Дарвина: как в ходе эволюции мог сформироваться современный сложно устроенный глаз? «В высшей степени абсурдным, откровенно говоря, может показаться предположение, что путем естественного отбора мог образоваться глаз со всеми его неподражаемыми изобретениями… – писал он в "Происхождении видов" (The Origin of Species). – Разум мне говорит: если можно показать существование многочисленных градаций от простого и несовершенного глаза к глазу сложному и совершенному, причем каждая ступень полезна для ее обладателя… в таком случае затруднение, возникающее при мысли об образовании сложного и совершенного глаза путем естественного отбора, хотя и непреодолимое для нашего воображения, не может быть признано опровергающим всю теорию»[51]{147}. Градации, о которых Дарвин рассуждал умозрительно, и в самом деле существуют: у животных обнаруживаются все возможные промежуточные варианты развития: от простого фоторецептора до зоркого глаза. У разных групп животных в ходе эволюции многократно и независимо друг от друга возникали самые разные варианты глаз с использованием все тех же опсинов. У одних только медуз глаза второй стадии появлялись по крайней мере девять раз, а третьей – как минимум дважды{148}. Глаз не только не опровергает эволюционную теорию, но, наоборот, служит одним из лучших ее примеров[52].

Однако Дарвин ошибался, называя сложный глаз совершенным, а более простые – несовершенными. Глаз четвертой стадии – это не платоновский идеал, к которому стремилась эволюция. Предшествующие ему более простые варианты по-прежнему в ходу и прекрасно отвечают нуждам своих обладателей. «Развитие глаза шло не от плохого к совершенному, – подчеркивает Нильссон, – а от безупречного выполнения нескольких простых задач к отличному выполнению множества сложных». Как мы помним из введения, у морской звезды глаза располагаются на кончиках лучей{149}. Эти органы не различают цвета, мелкие подробности и быстрые движения, но от них этого и не требуется. Им достаточно распознавать крупные объекты, чтобы звезда могла медленно отползти под прикрытие кораллового рифа. Ей не нужна орлиная зоркость – и даже глаз паука-скакуна ей ни к чему. Она видит ровно то, что ей необходимо[53]. Первый шаг к пониманию умвельта другого животного – понять, как и для чего оно использует имеющиеся у него чувства.

У приматов, например, большие зоркие глаза развились, скорее всего, чтобы ловить сидящих на ветках древесных насекомых. Зрячим представителям современного человечества унаследованная от предков зоркость позволяет координировать движения своих ловких пальцев, читать наделенные смыслом символы и оценивать сигналы, скрытые в тонкой мимике. Наши глаза отвечают нашим потребностям. А еще они дарят нам уникальный умвельт, который большинство других животных с нами разделить не может.

Когда в 2012 г. специалистка по зрению животных Аманда Мелин встретилась с Тимом Каро, изучающим животные окрасы, их разговор как-то сам собой свернул на зебр.

Каро – последний на сегодняшний день в длинном ряду биологов, задававшихся вопросом: зачем зебрам эти хорошо заметные черно-белые полосы, – изложил Мелин одну из самых старых и самых известных гипотез: полосы, как ни парадоксально, служат зебрам для маскировки{150}. Они обманывают зрение львов и гиен, то ли разбивая силуэт зебры, то ли помогая ей затеряться среди вертикальных древесных стволов, то ли превращая бегущую зебру в размытое пятно. Мелин эта версия показалась сомнительной. «Я скорчила недоуменную гримасу, – вспоминает она. – "Вообще-то, большинство плотоядных охотятся ночью, а их зрение сильно слабее человеческого, – говорю я ему. – Вряд ли они вообще различают эти полосы". И Тим мне в ответ: "Да ладно! Правда?"».

В различении деталей человеку почти нет равных среди животных. Мелин осознала, что благодаря исключительной остроте своего зрения мы одни из немногих, кто видит зебру полосатой. Как подсчитали Мелин с Каро, в ясный день человек с отличным зрением различает черно-белые полосы с расстояния в 200 м. Льву это удастся только с 90 м, а гиене – с 50{151}. На рассвете и в сумерках эти расстояния сокращаются примерно вдвое, а ведь именно тогда обычно и охотятся эти хищники. Мелин была права: полосы не могут быть покровительственной окраской, поскольку хищники распознают их лишь на близком расстоянии, на котором они зебру и без того и услышат, и учуют. Издалека же полосы просто сливаются в однородную серость, поэтому в глазах охотящегося льва зебра мало чем отличается от осла[54].

Острота зрения животного измеряется в циклах на градус – эту концепцию, по забавному совпадению, проще всего объяснить на примере полосатой окраски{152}. Вытяните перед собой руку с выставленным вверх большим пальцем. Его ноготь – это примерно 1 градус из тех 360, которые составляют ваш полный обзор. Если нарисовать на ногте 60–70 пар тонких черных и белых полос, вы по идее должны все еще различать их на расстоянии вытянутой руки. Таким образом, у человека острота зрения составляет 60–70 циклов на градус. Текущий рекорд – 138 циклов на градус – принадлежит клинохвостому орлу, обитающему в Австралии[55]{153}. У него едва ли не самые узкие фоторецепторы во всем животном царстве, поэтому их можно расположить на сетчатке максимально плотно. В результате на экране, демонстрирующем орлу окружающий мир, пикселей в два раза больше, чем у нас. Благодаря такой компактности фоторецепторов орел замечает крысу на расстоянии порядка полутора километров.

И все-таки орлы и другие хищные птицы – единственные животные, которым мы сильно уступаем в зоркости. Специалист по сенсорной биологии Элинор Кейвз сопоставила показатели остроты зрения для сотен видов, и почти всем им далеко до человека{154}. Помимо хищных птиц с нами более или менее могут тягаться лишь приматы. Неплохие результаты показывают осьминоги (46 циклов на градус), жирафы (27), лошади (25) и гепарды (23){155}. У львов острота зрения составляет лишь 13 циклов на градус – это чуть выше порога в десять циклов на градус, за которым человек официально признается слепым. Большинство животных недотягивают и до него, в том числе половина всех птиц (включая, как ни удивительно, колибри и сипух), большинство рыб и все насекомые. Острота зрения пчелы равна одному циклу на градус. Ноготь большого пальца вашей вытянутой руки – это примерно один пиксель видимого мира пчелы, и все детали этого ногтя сливаются для нее в невнятное пятно. У 98﹪ насекомых зрение еще грубее. «Странное существо – человек, – говорит мне Кейвз. – Нас нельзя назвать чемпионами ни в какой сенсорной модальности, но в остроте зрения мы хороши». К сожалению, как ни парадоксально, именно острое зрение не позволяет нам прочувствовать другие умвельты. «Нам кажется, раз мы это видим, значит, видят и остальные, и если нам что-то бросается в глаза, значит, оно точно так же привлекает внимание всех остальных, – объясняет Кейвз. – Но это не так».

Кейвз и сама угодила в ловушку этого перцептивного предубеждения. Она изучает креветок-чистильщиков, которые любезно очищают чешую рыб от паразитов и отмерших частиц. «Они чистят цветных рифовых рыбок, и сами они тоже цветные, поэтому я думала, что зрение у них вполне приличное», – говорит мне Кейвз. Оказалось, что нет. Это их клиенты видят ярко-голубые пятна на теле креветки и ярко-белые усы, которыми они шевелят, но сами чистильщики ничего такого не различают. Их ярчайший окрас не попадает в их умвельт даже прямо рядом с ними. «Скорее всего, они и собственных усов не видят», – предполагает Кейвз.

Множество бабочек щеголяет замысловатыми цветными узорами на крыльях, возможно предупреждающими врагов о том, что насекомое для них ядовито. Кое-кто из ученых предполагал, что по этим узорам бабочки узнают друг друга, но это вряд ли, поскольку для этого у них недостаточно острое зрение. Если дрозд различает черные пятна, усеивающие оранжевые крылья бабочки пестрокрыльницы изменчивой, то другая пестрокрыльница, скорее всего, видит просто оранжевую муть. Мы всегда смотрели на бабочек, креветок-чистильщиков и зебр не теми глазами – своими, а не их.

Почему же тогда, хотя у животных на теле так часто встречаются изысканные узоры, зоркостью могут похвастаться лишь немногие из них? В некоторых случаях это объясняется тем, что глаз находится в плену собственного прошлого. Фасеточный глаз обречен на низкое разрешение из-за самого своего устройства, и поэтому насекомые и ракообразные, пошедшие этим путем, сейчас находятся в тупике. Ктыри достигли рекордных для насекомых 3,7 цикла на градус, но это, пожалуй, предел{156}. Чтобы сравниться зоркостью с человеческим, глазу мухи пришлось бы разрастись до метра в диаметре{157}.

Пестрокрыльница глазами разных видов с разного расстояния

Кроме того, у зорких глаз имеется весомый недостаток. Как показывает пример клинохвостого орла, остроты зрения можно добиться за счет уменьшения и более плотного размещения фоторецепторов. Однако в таком случае площадь улавливания света у каждого рецептора сократится, а значит, снизится и чувствительность. Эти качества – чувствительность и разрешение – находятся по отношению друг к другу в обратной зависимости: преуспеть одновременно и в том и в другом не получится. Ясным днем орел замечает кролика на огромном расстоянии, однако после заката орлиный взор резко слабеет. (Ночных орлов не бывает.) И наоборот: львы и гиены, может, и не различают издалека полоски на шкурах зебр, зато благодаря высокой чувствительности зрения успешно охотятся на этих зебр по ночам. Они, как и многие другие животные, отдали предпочтение чувствительности в ущерб остроте. Глаза, как и положено, эволюционируют в соответствии с потребностями своих обладателей. Некоторым животным четкого изображения просто не нужно. А кому-то не нужно вообще никакого изображения.

Дэниел Спайзер никогда бы не подумал, что посвятит свою научную карьеру попыткам сопереживать чувствам морского гребешка. В 2004 г., когда он поступал в магистратуру, гребешков он знал с той же стороны, что и большинство, – как «кусок мяса на тарелке», рассказывает он мне. Однако каждый такой аппетитно поджаренный кусочек – всего лишь мускул, которым гребешок удерживает сомкнутыми створки своей раковины. Посмотрите на живого, не разделанного гребешка, и вы увидите совсем другое существо. И оно вас тоже увидит. Под кромкой каждой из веероподобных половинок раковины располагаются глаза – у одних видов их десятки, у других бывает и до двухсот{158}. У бухтового гребешка глаза напоминают неоновые ягоды черники. Спайзеру они кажутся одновременно «забавными, жуткими и чарующими».

То, что у гребешка, в отличие от большинства других двустворчатых моллюсков, таких как устрицы и мидии, имеются глаза, само по себе необычно. Еще необычнее, что эти глаза, как выяснил Майк Лэнд в 1960-е гг., – сложные{159}. Каждый располагается на конце подвижного щупальца, у каждого есть крошечный зрачок. «Мурашки по коже, когда видишь, как они все одновременно сокращаются и расширяются», – говорит Спайзер. Свет проходит сквозь зрачок и падает на глазное дно, где его отражает вогнутое зеркало. Это зеркало представляет собой поверхность, идеально замощенную квадратными кристаллами, совокупность которых фокусирует свет на сетчатках. Именно так, на сетчатках, во множественном числе. Их по две на каждый глаз, и они отличаются друг от друга настолько, насколько вообще могут отличаться две непохожие сетчатки разных представителей животного мира[56]. В общей сложности каждая пара сетчаток содержит тысячи фоторецепторов, что обеспечивает гребешкам достаточное пространственное разрешение, чтобы различать мелкие объекты. «У них вполне приличная оптика», – сообщает Спайзер[57].

Но зачем она им? Если гребешку что-то угрожает, он может уплыть, щелкая створками раковины, словно тревожными кастаньетами. Но если не считать этих редких проявлений бурной деятельности, он в основном неподвижно сидит на дне, пропуская через себя воду и отфильтровывая из нее съедобные частицы. Сонке Йонсен называет гребешки «распиаренными мидиями». Зачем же им такой сложный глаз, да еще и не один, а десятки и даже сотни? Зачем гребешку зрение? Чтобы разобраться, Спайзер провел эксперимент, который он назвал «Гребешок-ТВ». Он пристегивал раковины гребешка к небольшим сиденьям, помещал их перед экраном и демонстрировал моллюскам сгенерированное компьютером видео дрейфующих мелких частиц{160}. Исходно никто не верил, что этот эксперимент сработает, настолько комично он выглядел. Но все получилось. Если частицы были достаточно крупными и двигались достаточно медленно, гребешки открывали створки, будто собираясь поесть. «Полный сюр, ничего безумнее в жизни не видел», – говорит мне Йонсен.

После этого Спайзер полагал, что глаза гребешкам нужны, чтобы замечать потенциальную пищу. Теперь же он подозревает, что все несколько сложнее. Между глазами распределены щупальца, с помощью которых гребешки обоняют растворенные в воде молекулы. Спайзер полагает, что запах служит им для распознавания хищников (например, морских звезд), а зрение – чтобы подмечать объекты, достойные уточняющего обнюхивания. Открывая створки во время передачи «Гребешок-ТВ», они собирались не поесть, а исследовать свое окружение. «Я думаю, в данном случае мы наблюдали проявление любопытства у гребешков», – говорит Спайзер.

Спайзер подозревает, что зрение у гребешков работает совсем не так, как у нас. Наш мозг объединяет частично дублируемую информацию от обоих глаз в единую картину. Теоретически гребешок мог бы проделывать то же самое для сотни глаз, но, учитывая, насколько примитивен его мозг, это маловероятно. Скорее всего, каждый глаз просто сообщает мозгу, уловил ли он какое-то движение. Представьте себе мозг гребешка как охранника, сидящего перед сотней мониторов, каждый из которых подключен к камере с датчиком движения. Если камеры что-то улавливают, охранник отправляет собак-ищеек с острым нюхом выяснить, что происходит. Но тут есть нюанс: камеры могут быть самыми навороченными, однако изображение, которое они фиксируют, охраннику не пересылается. Мониторы у охранника – это просто сигнальные лампочки, которые вспыхивают, когда камера что-то засекла. Если Спайзер прав насчет этого диковинного устройства, то даже при хорошем пространственном разрешении каждого отдельного глаза хозяин этих глаз может и не обладать пространственным зрением. Он чувствует, что его глаза в определенной области тела что-то уловили, однако визуального образа объекта он не получает. У него в голове не прокручивается постоянное кино, как у нас. Он видит без картинки.

Это зрение, наверное, ближе к нашему осязанию, чем к тому, что мы воспринимаем глазами. Мы чувствуем каждой клеткой своей кожи, но при этом не создаем тактильного изображения окружающей действительности. Мало того, мы в основном игнорируем эти ощущения, пока что-нибудь нас не кольнет или не ткнет (или пока мы сами во что-нибудь не ткнемся). А первая наша реакция на неожиданное тактильное ощущение – обернуться и посмотреть. Возможно, у гребешка тонким исследовательским чувством служит обоняние (а не зрение), а грубым общетелесным улавливающим чувством – зрение (а не осязание)[58].

Но если это действительно так, зачем каждому отдельному глазу гребешка такая четкость изображения? Зачем существуют все эти мудреные приспособления – зеркала, двойная сетчатка? Зачем глаз так много, если для полного обзора того, что творится вокруг раковины гребешка, хватило бы и нескольких? Зачем развивать настолько зоркие глаза у существа, чей мозг не в состоянии переварить поставляемую ими информацию?[59] Никто не знает. «Иногда мне кажется, еще чуть-чуть – и я все пойму, проникшись ощущениями гребешков, – говорит мне Спайзер. – Но куда чаще мне остается только снова чесать в затылке»[60].

У некоторых животных такое распределенное зрение, как у гребешка, работает вообще без всяких глаз. Змеехвостка Ophiomastix wendtii напоминает исхудавшую морскую звезду с очень узкими лучами – ну или пять извивающихся сороконожек, вылезающих в разные стороны из хоккейной шайбы. Глаз как таковых у нее нет, но она определенно видит. Она спешит убраться со света, ползет в сторону тенистых расщелин и даже меняет цвет после заката. В 2018 г. Лорен Самнер-Руни выяснила, что по всей длине ее змеящихся лучей распределены тысячи фоторецепторов. То есть все ее тело функционирует как один сложный глаз[61]{161}. Еще страннее, что глазом оно служит только днем{162}.

На рассвете змеехвостка растягивает скрытые в ее коже мешочки с красным пигментом и приобретает насыщенный цвет кровяного сгустка. Ночью же она эти мешочки сжимает и становится бледно-серой в полоску. В растянутом состоянии пигментные мешочки блокируют свет, падающий на фоторецепторы под определенным углом. Таким образом, каждый рецептор приобретает свойственную глазу второй стадии направленность, а в совокупности они обеспечивают своему обладателю пространственное зрение глаза третьей стадии. Но когда ночью пигментные мешочки сжимаются, фоторецепторы остаются без бленды. Утрата возможности определять, с какой стороны падает свет, лишает змеехвостку пространственного зрения. «Она чувствует, что оказалась на свету, но не знает, в какую сторону двигаться, чтобы с него убраться», – поясняет Самнер-Руни.

Как воспринимает эти перемены сама змеехвостка, остается только гадать. У нее, в отличие от гребешка, мозга нет вообще – только децентрализованное кольцо нервов вокруг той самой «шайбы». Это кольцо координирует движения пяти лучей, но не управляет ими: в основном они действуют сами по себе. То есть у змеехвостки имеется такая же странная система камер наблюдения, что и у гребешка, но без всякого охранника. Камеры просто шлют сигналы друг другу. Как именно? Обмениваются ли сигналами камеры, расположенные на противоположных лучах? Или каждый луч – сам себе глаз? Или луч – это скопление полуавтономных органов зрения, случайно оказавшихся взаимосвязанными? «Возможно, разгадка настолько запредельна, что пока нам не приходит в голову ничего даже приблизительно похожего на истину, – предполагает Самнер-Руни. – Все, что мы сегодня знаем о зрении животных, предполагает наличие глаза. Мы опираемся на накопленные за столетие результаты исследований сплошной сетчатки, в которой сгруппированы плотно расположенные фоторецепторы. А змеехвостка многим из этих условий не отвечает».

И змеехвостки, и гребешки с их множеством глаз при отсутствии головы, а то и мозга демонстрируют, насколько необычным может быть зрение. «Чтобы пользоваться зрением, животному необязательно получать картинку, – говорит Самнер-Руни. – Однако человек настолько визуальное существо, что все попытки представить систему до такой степени нам чуждую даются ему очень тяжело». Проще воображать зрительные миры более близких нам существ с головой и двумя глазами. Но и в этом случае мы рискуем не понять, что перед нами.

Взмывая ввысь в восходящих потоках теплого воздуха, белоголовые сипы парят над холмистыми просторами в поисках пищи. Казалось бы, если они замечают туши, лежащие далеко внизу, на земле, то разглядеть большое препятствие у себя на пути они смогут без труда. Однако очень много падальщиков, орлов и других крупных хищных птиц погибают, врезаясь в ветроэнергетические установки. Только в одной из испанских провинций за десять лет в ветряки влетели 342 белоголовых сипа{163}. Как может дневная птица, входящая в число мировых рекордсменов по зоркости, не обогнуть настолько крупное и заметное сооружение? Грэму Мартину, изучающему птичье зрение, удалось ответить на этот вопрос, задавшись другим: а куда, собственно, смотрит сип?

В 2012 г. Мартин и его коллеги замерили поле зрения белоголового сипа – пространство вокруг головы, которое он может охватить взглядом{164}. Для этого они фиксировали голову птицы на специально оборудованной подставке, а затем заглядывали ей в глаза с разных сторон с помощью офтальмологического периметра. «Это тот же прибор, который использует офтальмолог, когда проверяет вам зрение, – объяснил мне Мартин. – Тут самое главное – заставить птицу спокойно посидеть полчаса. Одна меня все-таки попыталась цапнуть – и отхватила кусочек большого пальца».

Периметр показал, что поле зрения сипа включает пространство по обеим сторонам от головы, однако имеет обширные слепые пятна сверху и снизу. В полете сип наклоняет голову вниз, поэтому слепое пятно оказывается прямо по курсу его движения. Вот почему они врезаются в ветрогенераторы: паря в вышине, они не смотрят вперед. Почти на всем протяжении их истории им это попросту не требовалось. «На пути хищных птиц никогда не попадалось ничего большого», – говорит Мартин. Может быть, нам стоит предусмотреть отключение ветряков при появлении птиц или вести пернатых хищников окольным путем с помощью наземных меток. Но наносить любые визуальные подсказки на лопасти самих ветряков бесполезно[62]. (В Северной Америке по тем же причинам в ветрогенераторы врезаются белоголовые орланы.)

Размышляя об исследовании Мартина, я вдруг остро осознаю, что у меня самого за спиной огромное пространство, которое я не вижу и о котором почти никогда не думаю. Своеобразие человека и других приматов в том, что имеющаяся у них пара глаз расположена на лицевой части головы, а не по бокам. Левый глаз видит почти то же самое, что и правый: их зрительные поля во многом совпадают. Благодаря такому расположению мы великолепно воспринимаем глубину, однако плохо замечаем, что происходит по сторонам, а увидеть, что творится позади, можем, только повернув голову. Для нас видеть – значит находиться лицом к наблюдаемому объекту, а изучать что-то мы можем, только оборачиваясь и пристально всматриваясь. Но у большинства птиц (за исключением сов) глаза расположены по бокам головы, поэтому, чтобы посмотреть на объект, им не нужно поворачиваться к нему анфас.

Белоголовый сип, который с высоты сканирует взглядом землю, увидит других сипов, парящих поблизости, не оборачиваясь{165}. Поле зрения цапли охватывает 180° по вертикали, поэтому, даже держа клюв параллельно поверхности воды, она, не наклоняя голову, видит рыбу, плавающую у ее ног. У кряквы зрение панорамно: у нее нет никаких слепых пятен ни вверху, ни позади. Плывущая по озеру кряква видит весь небосклон целиком, не поднимая головы, а когда она летит, окружающая действительность одновременно двигается ей навстречу спереди и удаляется сзади. Мы привыкли понимать под «видом с высоты птичьего полета» любое зрелище, открывающееся сверху, однако птичий взгляд – это не просто аналог человеческого, только из-под облаков. «Для человека зримый мир располагается впереди, так что человек в него вступает, – писал когда-то Мартин. – У птицы же зримый мир расположен вокруг, со всех сторон, и она движется сквозь него»[63]{166}.

Птицы отличаются от человека и областью, где их зрение острее всего. У многих животных на сетчатке есть участок, где фоторецепторы (и соответствующие им нейроны) упакованы особенно плотно, за счет чего оптическое разрешение там повышается{167}. Этот участок может называться по-разному. У беспозвоночных – зоной острого зрения. У позвоночных – центральной областью. Если она при этом вогнутая, как в человеческом глазе, ее именуют «фовеа» (центральная ямка). Чтобы нам всем (кроме разве что специалистов по зрению, у которых я заранее прощу прощения) было удобнее, я буду называть эту область зоной острого зрения у любых живых существ. У человека она напоминает яблочко мишени – круглое пятно в самом центре нашего поля зрения. Именно его вы наводите сейчас на слова, которые читаете. У большинства птиц зона острого зрения тоже круглая, однако нацелена она в сторону, а не вперед. Если птица хочет разглядеть что-то в подробностях, ей приходится смотреть вбок, каждым глазом по очереди{168}. Именно так ведет себя, например, курица, когда к чему-то присматривается: поворачивает голову то вправо, то влево, используя попеременно то одну, то другую зону острого зрения. «Когда курица смотрит на вас одним глазом, другой в это время может быть занят чем угодно, – говорит зоолог Альмут Кельбер, изучающая зрение у птиц. – У них как минимум два центра внимания, но нам такое очень трудно представить».

У многих хищных птиц вроде орлов, соколов и стервятников в каждом глазу имеется по две зоны острого зрения: одна нацелена вперед, а другая – вбок под углом 45°{169}. Боковая зорче, и именно ею обычно пользуется большинство хищных птиц на охоте. Сапсан, пикируя на голубя, не падает на него с высоты камнем, а летит по нисходящей спирали{170}. Только так у него получается не выпускать голубя из поля своего убийственного бокового зрения, летя с опущенной головой. Поднять же голову он не может, чтобы не нарушить обтекаемости, необходимой для стремительного полета[64].

Сапсаны предпочитают следить за добычей правым глазом. Такие предпочтения у птиц нередки: когда каждый глаз видит свою, отдельную картину, им можно назначать свои, отдельные задачи. Левая половина мозга курицы отвечает за сосредоточенное внимание и категоризацию объектов: правым глазом (который управляется левым полушарием) курица высматривает среди щебня зерна или крошки, а левый на это не способен{171}. Правое полушарие отвечает за все неожиданное: именно левым глазом (который управляется правой половиной мозга) многие птицы оглядывают окрестности в поисках врагов. Они быстрее обнаруживают опасность, если она грозит слева.

Поле зрения животного определяет, что видит его обладатель. Зона острого зрения определяет, что он видит лучше всего. Учитывать нужно оба фактора, иначе можно очень сильно ошибиться в трактовке действий животного. Во взорвавшем TikTok видеоролике фазан аргус выплясывает перед самкой, демонстрируя свое роскошное оперение, а она поворачивается к нему боком, как будто ее это великолепие совершенно не впечатляет. Зрители смеются над напрасными стараниями самца, не подозревая, что самка, наоборот, не сводит с него взгляд – только боковой. У тюленя поле зрения больше похоже на наше, с той разницей, что оно дает отличный обзор над головой и довольно слабый внизу – предположительно, так тюленю легче замечать силуэты рыб на фоне неба{172}. Плывущий на спине тюлень кажется человеку расслабленным и вальяжным, однако на самом деле он внимательно оглядывает дно в поисках пищи.

Ленивыми сомнамбулами кажутся нам и коровы (а также прочий домашний скот), потому что взгляд у них устремлен в одну точку{173}. Они редко оборачиваются посмотреть на нас, как обернулся бы человек (или паук-скакун). Но им и не надо. Их поле зрения охватывает почти все пространство вокруг головы, а их зоны острого зрения – это горизонтальные полосы, позволяющие видеть всю панораму разом. То же самое относится и к другим животным, обитающим в плоской среде: кроликам (поле), манящим крабам (пляж), большим рыжим кенгуру (пустыня) и водомеркам (поверхность водоема){174}. Если не считать редких исключений в виде пернатых хищников, вертикаль – «вверху» и «внизу» – для таких видов совершенно не важна. Для них существует только горизонталь, зато на все четыре стороны. Корова одновременно видит шагающего ей навстречу крестьянина, подбегающую сзади овчарку и пасущихся по бокам товарок по стаду. Если для нас оглядываться – это неотъемлемая составляющая зрительного опыта, то для животных это на самом деле необычное действие, необходимое лишь тем, у кого ограничено поле зрения и сужена зона острого зрения.

У слонов, гиппопотамов, носорогов, китов и дельфинов по две-три зоны острого зрения на глаз – возможно, потому что быстро обернуться у них не получится[65]{175}. Хамелеонам оборачиваться не надо, поскольку их глаза-пушечки движутся независимо друг от друга: хамелеон может одновременно смотреть вперед и назад или следить за двумя целями, движущимися в противоположных направлениях{176}. Другие животные меньше стреляют глазами. У многих самцов мух взгляд устремлен вверх: большие омматидии в верхней части их фасеточного глаза, называемой «зона любви», позволяют разглядеть силуэт самки, пролетающей далеко над головой{177}. Самцы поденок (мух-однодневок) пошли еще дальше: часть глаза, отвечающая за обнаружение самок, у них настолько велика, что каждый глаз кажется словно напялившим поварской колпак. Разделен глаз и у рыбки Anableps anableps, плавающей у самой поверхности южноамериканских рек{178}. Верхняя половина ее глаза возвышается над водой и хорошо видит в воздухе, а нижняя остается в воде и приспособлена к подводному зрению. Эту рыбу еще называют четырехглазкой.

В трехмерном мире океанских глубин «вверху» и «внизу» так же важны, как «впереди» и «позади». У многих глубоководных рыб, таких как опистопроктовые и топориковые, глаза представляют собой направленные вверх цилиндры, позволяя им видеть силуэты других существ на фоне слабо освещенной толщи воды. У одного из видов опистопроктовых – темнорылого долихоптера – такой направленный вверх глаз дополнен нацеленным вниз отделом, снабженным собственной сетчаткой{179}. Этим двухчастным глазом он смотрит сразу и вверх, и вниз. То же самое проделывают гистиотевтисы, или косоглазые кальмары, у которых левый глаз в два раза крупнее правого{180}. Зависнув в водяном столбе, кальмар меньшим глазом высматривает биолюминесцентные проблески внизу, а большим – силуэты наверху. Глубоководное ракообразное Streetsia challengeri, наоборот, спаяло свои глаза в единый горизонтальный цилиндр, напоминающий сосиску в тесте{181}. Этот цилиндр видит почти во всех направлениях поперечной плоскости – вверх, вниз и в стороны, но не вперед и не назад.

Представить себя видящим мир как Streetsia, хамелеон или даже корова практически невозможно. Даже если селфи-камера смартфона покажет мне, что делается за моей спиной, показанное все равно появится в моем поле зрения, обращенном вперед, и только вперед. Тут, как и в примере с гребешками, немного выручает аналогия с осязанием. Я могу одновременно воспринимать ощущения кожи головы, подошв ног, груди и спины. Если поднапрячься, почти удается вообразить, как воспринимался бы сплав всеохватности осязания с дальностью зрения. Зрение способно простираться и в любом направлении, и во всех сразу. Оно может окутывать и окружать. Оно может варьироваться не только в пространстве, но и во времени. Оно заполняет не только пустоту вокруг нас, но и неуловимые промежутки между отдельными моментами.