Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире - Дэвид Барри

Там они становятся взрослыми, желтыми угрями. В этом состоянии угорь может прожить до двадцати лет, пока не достигнут зрелости его половые органы. После этого он возвращается на нерест в Саргассово море — на расстоянии около 5000 километров.

В одном недавнем эксперименте[423] стеклянных угрей ловили, когда они заходили в реку Северн в Уэльсе, и подвергали разнообразным магнитным перемещениям. Оказалось, что угри чувствительны к «малым изменениям напряженности магнитного поля и угла его наклонения на маршруте морской миграции». Более того, по-видимому, они склонны плыть в том направлении, которое увеличивает вероятность попадания в Гольфстрим — опять же, в точности как черепашата.

Недостаток этого исследования состоит в том, что стеклянные угри весьма значительно отличаются от лептоцефалов. Поэтому нельзя с уверенностью сказать, применимы ли его выводы к поведению только что вылупившихся личинок угря, плавающих далеко в Атлантике[424]. Тем не менее, если угри хоть на каком-то этапе своей жизни реагируют на изменения конфигурации геомагнитного поля, кажется вполне вероятным, что они действительно могут использовать магнитную навигацию. В этой области, очевидно, требуются дальнейшие исследования.

На чувствительные элементы, которые позволяют животным обнаруживать магнитное поле Земли, идет настоящая охота. За последние лет десять эта задача свела вместе ученых, занимающихся квантовой физикой и химией, геофизикой, молекулярной и клеточной биологией, электрофизиологией, нейроанатомией и, разумеется, изучением поведения, но может оказаться, что поиски следует вести в еще более широком диапазоне. Тех, кто в конце концов найдет ответы на связанные с этой темой вопросы, вполне могут ждать Нобелевские премии.

Когда ученые говорят о навигации визуальной, акустической, инерционной или ольфакторной, они весьма хорошо представляют себе, какие сенсорные механизмы задействованы. Они знают, как устроены и функционируют глаза, уши и носы, хотя детали у разных групп животных, разумеется, могут чрезвычайно сильно различаться. Зрением обладают и буревестники, и навозные жуки, но видят они разные вещи; лосось чувствует вкус растворенных в воде химических веществ, которые ни о чем не говорят птицам или бабочкам; лишь немногие животные могут сравниться с летучими мышами в том, что касается особенностей их слуха. Кроме того, ученые хорошо понимают, как именно (по меньшей мере у некоторых животных) нервные сигналы, поступающие от органов чувств, обрабатываются центральной нервной системой — вплоть до закономерностей активации отдельных клеток мозга.

Но в том, что касается геомагнитной навигации, картина остается гораздо более непонятной. Сейчас существуют три радикально разные теории, и любая из них может оказаться верной — а может быть, и все сразу. Кроме того, все еще нельзя исключить, что мы имеем дело с каким-то совершенно иным механизмом, о котором мы до сих пор не имеем никакого представления.

Тема эта настолько сложна и специализированна, что я могу предложить лишь краткую сводку нынешнего положения дел.

Одна из проблем, встающих перед учеными, которых интересует, как животные чувствуют магнитное поле Земли, связана с тем, что это поле легко проникает сквозь живые ткани. Следовательно, магниторецепторы не обязательно должны находиться на поверхности тела животного — как глаз, нос или ухо; они вполне могут быть скрыты глубоко внутри него. Кроме того, они бывают не крупными. Иногда они не сконцентрированы в одном месте: основным элементом такой системы могут быть отдельные клетки, разбросанные по всему организму — буквально от головы до хвоста. Так что на самом деле может не существовать никакой узнаваемой структуры, которую мы могли бы найти.

Но положение не вполне безнадежно. Мы знаем, как реагируют на магнитное поле магнитотаксисные бактерии, и знаем, что они существуют уже давно. Такие бактерии содержат микроскопические цепочки кристаллов магнетита, что позволяет им совершенно пассивно разворачиваться вдоль окружающего их магнитного поля — так же, как разворачивается стрелка компаса. Если способность чувствовать магнитное поле Земли повышает их шансы на выживание и воспроизводство, значит, механизм, основанный на свойствах магнетита, могли унаследовать и многие, а может быть, и все животные[425]. Но может ли он работать в многоклеточном организме?

По-видимому, матрицу из нескольких миллионов клеток, содержащих магнетит, можно было бы использовать для обнаружения малых изменений напряженности магнитного поля Земли[426]. Достоверные свидетельства присутствия магнетита в организме животных получить трудно, потому что образцы тканей чрезвычайно легко загрязнить — это могут сделать даже летающие в воздухе частицы вулканической пыли, — но его находили у насекомых, птиц, рыб и даже в теле человека.

Повсеместное присутствие магнетита позволяет предположить, что он, видимо, выполняет какую-то важную функцию. Например, в брюшке медоносных пчел есть образованные из магнетита постоянные магниты. Они начинают формироваться, когда насекомые еще находятся в стадии личинки, и предположительно приобретают ориентацию, пока те остаются в виде куколок в своих отдельных ячейках, причем эти магниты выстраиваются под прямым углом к поверхности сот. У пчел есть сотни специализированных клеток, расположенных в верхней части их брюшка, которые содержат тысячи отдельных зерен магнетита. Эти клетки входят в состав матрицы, которая, как полагают исследователи, расширяется или сокращается в ответ на изменения окружающего магнитного поля. Кое-кто считает, что этот механизм лежит в основе компаса наклонения пчел[427].

Форель можно быстро научить получать пищу, прикасаясь носом к подводному объекту, найти который можно только по слабому изменению напряженности окружающего магнитного поля. Эта способность, по-видимому, обеспечивается магнетитом, который содержится в некоторых клетках носа этих рыб; похожие клетки были найдены и у лосося (при этом форель не проявляет чувствительности к изменениям наклонения магнитного поля). Когда акулы учатся находить магнитные объекты и подплывать к ним, они, судя по всему, используют не свою хорошо известную электрочувствительность, а некий отдельный магнитный орган[428].