Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Ричард Докинз

засыпают и просыпаются, включают и выключают свет, едят и так далее в пределах 24-часового ритма. На самом деле это не ровно 24 часа, а, например, на 10 минут больше, и поэтому суточный ритм постепенно перестает соответствовать смене дня и ночи во внешнем мире. Вот почему эти ритмы называются циркадными (от circa diem, лат. – около дня), а не просто, скажем, дианными (от dies, лат. – день). При нормальных обстоятельствах циркадные часы перезапускаются при виде солнца. Перелетные птицы, как и все животные, снабжены такими часами, которыми и пользуются, если нужно ориентироваться по солнцу как по компасу.

Некоторые перелетные птицы летают ночью, и они умеют читать звезды. Большинство из нас знает, что Полярная звезда стоит практически точно над Северным полюсом, независимо от вращения Земли. Поэтому в Северном полушарии вполне можно полагаться на Полярную звезду как на компас. Но как узнать, которая из множества звезд – Полярная?

В детстве отец научил нас с сестрой массе всего полезного. Среди прочего он показал, как найти Полярную звезду, ориентируясь на ковш Большой Медведицы: нужно прочертить воображаемую линию вверх через две звезды, которые находятся дальше всего от ручки ковша, и вести ее до первой же яркой звезды. Это и есть Полярная звезда. По ночам можно прокладывать путь по ней, конечно, если дело происходит в Северном полушарии. Если же вы находитесь в Южном полушарии, придется прибегнуть к более сложным методам: над Южным полюсом нет никакой удобной яркой звезды, созвездие Южного Креста совсем не так близко от полюса. К этой задаче мы еще вернемся.

Как же летающие ночью птицы различают звезды, даже если они мигрируют в Северном полушарии, где к нашим услугам всегда есть Полярная звезда? Теоретически они могли получить карту звездного неба по наследству записанной в генах, но это несколько надуманно. Есть более правдоподобный способ, и благодаря блестящей серии экспериментов Стивена Эмлена из Корнельского университета мы знаем, что именно к нему прибегают североамериканские индиговые овсянковые кардиналы.

Индиговые овсянковые кардиналы мигрируют на дальние расстояния и летают по ночам. Если посадить такую птицу в клетку, в сезон миграции она будет биться о прутья с той стороны, в которую полетела бы на воле. Доктор Эмлен изобрел метод, позволяющий точно измерить, насколько птицы предпочитают ту или иную сторону, при помощи специальной круглой клетки: ее нижняя часть представляет собой воронку, выстланную белой бумагой, а на дне лежит штемпельная подушка, на которую птицы часто садятся. Птицы взлетают вверх по конусу, и чернильные отпечатки лапок отмечают предпочитаемое направление. С тех пор это устройство применяют и другие исследователи миграции птиц, и оно стало известно как воронка Эмлена. Оказалось, что осенью кардиналы явно выбирают южное направление, что соответствует их нормальной миграции к местам зимовок в Мексике и на островах Карибского моря. Весной они подлетают ближе к северной стороне воронки Эмлена, что соответствует их обычному возвращению в Канаду и северную часть США.

НЕПОДВИЖНЫЕ, КАК ПОЛЯРНАЯ ЗВЕЗДА?

Чернильные отпечатки лапок индиговых овсянковых кардиналов на стенках воронки Эмлена показывают, в каком направлении птица желает мигрировать (масштаб не соблюден).

Эмлен был в выгодном положении – он имел возможность поместить клетку с воронкой в планетарий. Он проделал серию увлекательных опытов с искусственной картой звездного неба, которую так или иначе изменял. Таким образом он сумел доказать, что индиговые овсянковые кардиналы и правда ориентируются по звездам, особенно по звездам поблизости Полярной звезды, в том числе по созвездиям Большой Медведицы, Цефея и Кассиопеи (не забывайте, эти птицы живут в Северном полушарии).

Пожалуй, самым интересным из экспериментов Эмлена в планетарии был ответ на вопрос, откуда птицы знают, на какие звезды ориентироваться. Эмлен не верил, что карта звездного неба передается птицам по наследству. Он считал, что молодые птицы перед перелетами долго наблюдают вращение неба по ночам и усваивают, что один его участок практически неподвижен, поскольку звезды в нем находятся близко к оси вращения. Этот метод помогал бы им, даже если бы Полярной звезды не существовало: они все равно узнавали бы тот участок неба, который сохраняет неподвижность, и это был бы север. Или юг, если речь идет о птицах Южного полушария.

Свою мысль Эмлен проверил при помощи изобретательного эксперимента. Он вырастил птенцов, а пока они росли, показывал им звезды только в планетарии. Одни птицы видели в планетарии ночное небо, вращавшееся вокруг Полярной звезды. Осенью их проверили в клетке-воронке, и они показали, что предпочитают нормальное направление миграции. Другую группу птенцов растили по-другому: они тоже видели только звезды из планетария, но Эмлен отрегулировал механизм так, что ночное небо вращалось не вокруг Полярной звезды, а вокруг Бетельгейзе, другой яркой звезды (левое плечо Ориона, если вы живете в Северном полушарии, и его правая нога – если в Южном). Когда в дальнейшем этих птиц поместили в клетку-воронку, они относились к Бетельгейзе как к настоящему северу и, ориентируясь по ней, предпочитали неверное направление.

Но следует подчеркнуть, что карта и компас – это разные вещи. Чтобы лететь, предположим, на юго-запад, нужен только компас. Но почтовому голубю одного компаса мало, нужна еще и карта. Почтовых голубей сажают в корзину, увозят куда заблагорассудится и выпускают. И они летят домой с такой скоростью, что у них наверняка должен быть способ понять, где их выпустили. Более того, ученые, ставившие опыты с почтовыми голубями, не просто учитывали, удалось ли птице благополучно попасть домой. Нередко, выпустив птицу, они следили за ее полетом в бинокль и отмечали, в каком направлении она летела, когда скрылась из виду. Почтовые голуби в большинстве случаев исчезали в направлении дома, даже если были так далеко, что не могли пользоваться знакомыми ориентирами.

“Я ЗНАЮ, ГДЕ Я, И ЗНАЮ, КУДА ЛЕЧУ”