Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации

“Я ЧУЮ САМКУ ЗА ТРИ МИЛИ”

Усики-антенны – вот, например, роскошные, похожие на перья усики этого мотылька – способны уловить запах самки с очень далекого расстояния, если ветер дует в нужную сторону. Самцы ночных бабочек фильтруют воздух антеннами и при этом поворачиваются, сканируя все направления в пространстве.

Вернемся к идее выживания не отдельных особей, а генов. Особи умирают, а гены остаются жить в виде копий. Гены, по крайней мере “хорошие”, могут прожить множество поколений, даже миллионы лет. Плохие гены не выживают – именно это означает слово “плохой”, если ты ген. А как качество гена может быть “хорошим”? Ген хороший, если создает тела, хорошо приспособленные для выживания, размножения и передачи этого самого гена дальше. Гены, создающие у ночных бабочек гигантские усики, сохранились, потому что передались яйцам, отложенным самками, которых эти самые усики обнаружили.

Точно так же крылья хорошо обеспечивают долгосрочное выживание генов, создающих крылья. Гены, создающие хорошие крылья, помогают своим обладателям передать эти самые гены следующему поколению. А потом – новому. И так далее, пока после бесчисленных поколений мы не увидим животных, которые довели искусство полета до совершенства. Недавно (в эволюционном смысле) инженеры-люди придумали способы, очень похожие на те, которые применяют животные, что неудивительно, поскольку физика есть физика, а птицы и летучие мыши в процессе эволюции были вынуждены бороться с теми же законами физики, что и сегодняшние авиаконструкторы. Но самолеты – плод разума, их создали нарочно, а птиц, летучих мышей, мотыльков и птерозавров никто нарочно не создавал, они сформировались в ходе естественного отбора. Они хорошо летают, поскольку на протяжении многих поколений их предки летали немного лучше, чем их соперники, которые поэтому и не сумели стать их предками, а значит, не передали гены скверного полета. В других книгах я рассказал об этом подробнее, а здесь этого вполне достаточно.

У каждого вида свои способы полета. Есть птицы, например павлины, для которых летать – тяжкий труд, и они поднимают свое тело в воздух, чтобы отлететь совсем недалеко, только если нужно спастись от хищников, а потом опускаются на безопасном расстоянии. То же самое в море делают летучие рыбы. В этих случаях полет можно рассматривать как прыжок с поддержкой. Между тем есть хищники, которые тоже умеют летать. Воздушная гонка разворачивается на эволюционных промежутках времени: добыча становится проворнее, чтобы ее не поймали, и хищники в ответ тоже становятся ловчее. Добыча учится хитроумным маневрам, а хищники – контрмерам. Прекрасный пример – состязание ночных бабочек и летучих мышей. Летучие мыши прокладывают путь в темноте и находят добычу при помощи необычайного органа чувств. Мозг рукокрылых анализирует эхо их собственных ультразвуковых (слишком высоких для нашего слуха) импульсов. Обнаружив в поле своего сонара бабочку, летучая мышь начинает испускать импульсы чаще, переходя с медленного “тик-тик-тик” на дробное “ра-та-та-та”, а затем, уже на последней стадии атаки, на “т-р-р-р-р-р-р-р-р-р-р-р”. Если считать, что каждый звуковой импульс – это проба окружающей обстановки, легко понять, почему повышение частоты повышает точность обнаружения добычи. Миллионы лет эволюция оттачивала эхо-технологию летучих мышей, в том числе сложное мозговое программное обеспечение, которое ее обслуживает. Одновременно хитроумные эволюционные процессы шли и у ночных бабочек: у них появились уши, настроенные точно на нужную ультравысокую частоту, чтобы слышать вопли врага, развились автоматические защитные приемы, выполняемые рефлекторно, как только бабочки слышат летучую мышь – насекомые виляют, ныряют, петляют в воздухе. Летучие мыши, в свою очередь, выработали у себя стремительные рефлексы и большую маневренность полета. Кульминация охоты напоминает воздушный бой “спитфайров” с “мессершмиттами” во время Второй мировой. Эта драма разворачивается ночью, для нас в полной тишине, поскольку наши уши глухи к пулеметным очередям звуковых импульсов, которые издают летучие мыши. Уши бабочек, кроме них, почти ни на что не настроены. Вероятно, летучие мыши – главная причина, по которой у бабочек есть уши.

Кстати, пушистыми ночные бабочки стали, вероятно, тоже для защиты от летучих мышей. Когда инженеры-акустики хотят избавиться от эха в помещении, они обшивают стены звукопоглощающим материалом с такими же свойствами, как и пушок ночных бабочек. Но у некоторых ночных бабочек есть дополнительный трюк. Их крылья покрыты крошечными чешуйками-камертонами, резонирующими с ультразвуком летучих мышей, в результате чего они “исчезют с радаров”, совсем как стелс-бомбардировщик. Некоторые бабочки сами издают ультразвук, вероятно, чтобы сбить радар летучей мыши. Причем довольно много видов ночных бабочек применяют ультразвук в брачных играх.

Птицам, которые ищут корм на земле, нужно летать, чтобы быстро перемещаться из той зоны, где пищи уже нет, в следующую. Хищные птицы и падальщики осматривают окрестности с высоты. Добыча падальщиков уже мертва, им ни к чему спешить, поэтому они могут позволить себе взлетать в вышину и осматривать огромные площади в поисках знаков, указывающих, скажем, на тушу убитого львами зверя. Такими знаками могут быть другие падальщики. Заметив труп, птицы плавно планируют вниз. Хищники, например орлы и соколы, ищут живую добычу, поэтому высматривают ее с меньшей высоты и пикируют оттуда часто с огромной скоростью.

“ЮНКЕРСЫ” ИЗ МИРА ПТИЦ

Олушевые – мастера ловить рыбу с воздуха. Здесь показана только одна олуша, но огромная стая, пикирующая в воду одновременно, – это незабываемое зрелище.

К подобной тактике прибегают и многие птицы-рыболовы вроде крачек и северных олуш – они пикируют в воду и ныряют. Северные олуши осматривают большие участки открытого океана в поисках признаков рыбьих косяков, возможно, темных пятен на поверхности или присутствия других птиц, которые успели первыми. Плотная стая северных олуш или их близких родственников, других олушевых, пикирует с огромной высоты и бомбардирует косяк рыб со скоростью 100 км/ч – это одно из самых великолепных зрелищ, которые дарит нам природа. Их беспощадный блицкриг снова напоминает Вторую мировую войну – пикирующие бомбардировщики “юнксрсы” или японские самолеты-камикадзе. С той поправкой, что олушевые вовсе не идут на смерть. Точнее, обычно они не погибают, но при неудачном нырке все-таки могут и сломать шею. К тому же, если нырять с огромной скоростью всю жизнь, в конце концов испортишь себе зрение, и жизнь многих олуш обрывается именно из-за слепоты^[1]. Поэтому можно сказать, что ныряние сокращает им жизнь. Однако, если бы они не ныряли, они умерли бы от голода. Олушевые – настолько узкие специалисты по нырянию, что, утратив это умение, не смогли бы конкурировать с другими птицами, в том числе с чайками, которые высматривают добычу с поверхности воды.

Кстати, подобные наблюдения – это интересный урок по истории эволюции, с которым мы будем сталкиваться на протяжении всей книги, – урок компромисса. Естественный отбор иногда вынуждает животное сокращать свою жизнь в старости, если при этом оно успешнее размножается в молодости. Как мы только что видели, “успех” на дарвиновском языке означает именно возможность оставить много копий своих генов. Гены, которые помогают олуше лучше ловить рыбу в молодости, успешно передаются следующему поколению, даже если приближают смерть птицы в старости. Такого рода логика поможет нам понять, почему мы стареем, хотя сами не ныряем за рыбой. Мы унаследовали гены многих поколений предков, которые хорошо умели быть молодыми. Им необязательно было хорошо уметь быть старыми: обычно к этому времени они успевали покончить с размножением.

Олушевые очень проворны, однако чемпионы по пикированию все-таки соколы, которые ловят птиц в полете. Когда сапсан устремляется к жертве, то есть камнем падает вниз, он может развивать неимоверную скорость – 320 км/ч. Чтобы пикировать в воздухе с такой скоростью, оптимальная форма тела должна быть совсем не такой, как для горизонтальных полетов: пикирующий сапсан складывает крылья, как истребитель с изменяемой геометрией крыла. Такая колоссальная скорость чревата трудностями и опасностями. Птицы не смогли бы дышать, если бы у них не было специально видоизмененных ноздрей (устройство которых отчасти было скопировано в реактивных двигателях очень быстрых самолетов). На такой головокружительной скорости сопротивление воздуха могло бы буквально сломать птице шею. Как и у олушевых, налицо компромисс между краткосрочными преимуществами: успехом в размножении с одной стороны и риском безвременной гибели с другой.

Для чего еще нужно летать? Отвесные скалы – прекрасное место, чтобы строить гнезда и выводить птенцов, не опасаясь наземных хищников. Чайки-моевки мастерски строят гнезда на таких недоступных утесах, что хищникам, даже другим летающим птицам, нужно сильно постараться, чтобы разорить их. Многие птицы ради безопасности строят гнезда на деревьях. Крылья позволяют быстро попасть на верхушку дерева и доставить туда материалы для гнезда, а в дальнейшем и пищу для птенцов. Многие деревья дают плоды – пищу для туканов, попугаев, других птиц и крупных видов летучих мышей. Конечно, обезьяны, в том числе человекообразные, тоже собирают плоды и для этого лазают по деревьям, но даже самая спортивная обезьяна не может тягаться с птицей в гонке по веткам. Самые ловкие из всех обезьян, лазающих по деревьям, – гиббоны, и они освоили технику так называемой брахиации, очень похожей на полет.

КУЛЬМИНАЦИЯ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ГОНКИ ВООРУЖЕНИЙ

Сапсаны пикируют на летающую добычу (своего противника по гонке вооружений) со скоростью до 320 км/ч.

Брахиация (от brachium, лат. – рука) – это способ перемещения по деревьям, при котором гиббоны раскачиваются на очень длинных руках, перебирая ими, будто ногами, бегущими по воздуху. Гиббон несется по лесу на головокружительной скорости, перелетая – здесь я применяю это слово практически буквально – с ветки на ветку на расстояние в несколько метров. Строго говоря, это не полет, но результаты приблизительно те же. Вероятно, и наши предки практиковали брахиацию на каком-то этапе истории, но я уверен, что тягаться с гиббоном мы не могли бы никогда.

Цветы производят нектар – главное авиатопливо колибри и нектарниц, бабочек и пчел. Пчелы выкармливают свои личинки пыльцой, которую тоже собирают с цветов. Без цветущих растений невозможно существование целого семейства пчел в пределах более широкого класса насекомых, и они эволюционировали вместе (коэволюционировали), начиная еще с мелового периода, примерно 130 миллионов лет назад. Когда нужно быстро перепархивать с цветка на цветок, что может быть лучше крыльев?

Летает и большинство насекомых, и ловить их в воздухе – искусство, которым владеют ласточки и стрижи, мухоловки и мелкие виды летучих мышей. Умело ловят насекомых на лету и стрекозы, которые высматривают их своими огромными глазами.