Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации
Шрифт:
Экстраполируя дугу видимого движения солнца, голуби теоретически могли бы рассчитать, где будет (или было) солнце в самой высокой точке в локальный полдень. Мы уже знаем, что высота солнца в зените указывает им, на какой широте они находятся. А горизонтальное угловое расстояние от предполагаемого зенита указывает на локальное время. Если они сравнят это локальное время со временем на своих внутренних часах, то есть со временем в родной голубятне (личным Гринвичем), это даст им долготу.
Увы, даже крошечная погрешность часов приводит к большим ошибкам в навигации. Великий мореплаватель Фернан Магеллан в свое первое плавание вокруг света взял 18 песочных часов. При использовании их в навигации погрешность была огромной. В XVIII веке британское правительство объявило конкурс с солидной денежной премией тому, кто изобретет морской хронометр – точные часы, которые не отставали бы и не забегали бы вперед даже в качку, которую маятниковые часы не выдерживают. Награду получил йоркширский плотник Джон Харрисон. И хотя у почтовых голубей действительно есть внутренние часы,
Чтобы разгадать загадку дальних перелетов птиц, были предложены и другие астрономические теории, такие же общие, как и гипотеза Мэтьюза.
Какими еще картами могут пользоваться птицы? Возможно, картами, основанными на магнетизме: известно, что по ним ориентируются акулы. У разных точек поверхности Земли свои магнитные характеристики. Поясню на наглядном примере. Эта теория опирается на то, что магнитный северный полюс (или южный) не вполне совпадает с истинным Северным полюсом (или Южным). Магнитный компас измеряет магнитное поле Земли, которое лишь приблизительно согласуется с осью вращающейся планеты. Это расхождение между магнитным и истинным севером называется магнитным склонением, и все пользователи компасов, которым нужна точность, вынуждены его учитывать. Магнитное склонение разное в зависимости от места (и времени: из-за движения ядра Земли магнитные полюса с течением столетий иногда меняются местами). Если вы можете измерить склонение, например, измерив угол между Полярной звездой и стрелкой магнитного компаса, указывающей на север, значит, вы можете вычислить, где вы находитесь (также опираясь на интенсивность магнитного поля). Это и будут магнитные характеристики, которые мы ищем.
Есть поразительные данные, что на такое способны тростниковые камышовки, которые водятся в России. В ходе экспериментов с этими птицами в воронках Эмлена ученые искусственно сдвинули магнитное поле на 8,$°. Если бы птицы просто ориентировались по магнитному компасу, предпочитаемое направление их взлета в воронке сместилось бы на ту же величину. Однако на самом деле смещение составило 151°. Сдвиг магнитного поля на 8,5°, который повлиял бы на расчеты на основе магнитного склонения, сообщил им, что они уже не в России, а в Абердине! И, представьте себе, направление, которое они предпочли в воронке Эмлена, было тем самым, которое они должны были бы избрать, если бы очутились в Абердине и хотели попасть в ту же конечную точку, что и обычно. Характеристики магнитного поля в принципе могут быть любыми, не обязательно абердинскими. Этот эксперимент – большой шаг к пониманию, что магнитное чувство может не ограничиваться показаниями компаса. Мне кажется, это до того прекрасно, что даже не верится.
Никто не предполагает, будто птицы осознанно проделывают сложные расчеты, которых требовала бы теория навигации по солнцу Мэтьюза. У птиц нет аналога пера и бумаги, нет таблиц магнитного склонения и силы магнитного поля. Когда во время игры в крикет или бейсбол ловишь мяч, мозг проделывает эквивалент решения сложных дифференциальных уравнений. Но сознание об этом не подозревает и не участвует в том, как мы контролируем ноги, глаза и руки, готовые схватить мяч. Вот и у птиц так же.
Крылатые животные могут попадать и на острова, на некоторых отдаленных нередко нет млекопитающих. Либо единственными млекопитающими (кроме тех, кого завезли люди) оказываются летучие мыши. Почему летучие мыши? Естественно, потому что у них есть крылья. Не считая летучих мышей, такие острова, как правило, принадлежат не млекопитающим, а птицам. Там мы часто обнаруживаем, что птицы монополизируют даже наземные угодья, обычно населенные млекопитающими. Птица киви, символ Новой Зеландии, добывает себе пропитание совсем как наземное млекопитающее, хотя ее предки летали. Киви – типичные островные птицы, у которых атрофировались крылья, так что они больше не летают, – об этом мы поговорим в следующей главе. Однако именно крылья обеспечили им возможность оказаться в нынешнем ареале обитания.
Летающие предки островной птицы попадают туда случайно, возможно, сбившись с пути из-за ветра. И здесь я должен подчеркнуть, что эта глава о том, зачем нужно летать. Искать пищу, спасаться от хищников, мигрировать каждый год туда, где можно прокормиться, – все это явные преимущества крыльев. Естественный отбор усовершенствовал крылья ради тех птиц, которые на них летают. Удачная возможность колонизировать далекий остров – это совсем другое. Естественный отбор не формировал крылья с целью найти острова, которые птицы могли бы колонизировать. Если крылья и обеспечили какое-то преимущество в этом, то мы говорим о редких и крайне нетипичных событиях. Например, когда ураган сбил с курса яйценоскую самку и по счастливой случайности опустил ее на остров.
Примерно 40 миллионов лет назад в Южную Америку попали грызуны и мелкие обезьяны, в результате мы получили их богатое разнообразие. Тогда карта мира выглядела иначе: Африка находилась ближе к Южной Америке, а между ними были острова. Вероятно, обезьяны и грызуны переплывали с острова на остров на естественных плотах из растений или на деревьях, поваленных в море ураганом. Такие нетипичные события могли произойти всего один раз, после чего новоприбывшие странники обнаруживали славное новое местечко, где можно было жить, размножаться, а в дальнейшем и эволюционировать. То же самое происходило и с птицами с той оговоркой, что крылья давали им фору. Тем не менее неверно было бы говорить, что такие случайные колонизации – это преимущество крыльев. Выходит, умение летать – способность невероятно полезная. Но почему же тогда не все животные летают? А точнее, почему многие животные отказались от идеальных крыльев, которые были у их предков?
Глава 3
Если летать так здорово, почему некоторые животные отказались от крыльев?
Он
о капусте речь ведет,Потом о королях,
И почему моря кипят,
И о свиных крылах.
Льюис Кэрролл, Алиса в Зазеркалье”, 1871[5]
Сейчас моря не кипят, хотя примерно через пять миллиардов лет вскипят. И свиньи не летают, но почему – вопрос отнюдь не глупый. Это шутливый подход к более общей проблеме: если нечто так прекрасно, почему оно есть не у всех животных? Почему крылья есть не у всех животных? Например, их нет у свиней. На это многие биологи ответят: “Это потому, что в распоряжении естественного отбора никогда не было генетической вариации, из которой могли бы развиться крылья. Не возникло нужных мутаций, причем, вероятно, в силу того что эмбриология свиней просто не располагала средствами, чтобы выпустить отросточки, из которых в дальнейшем могли вырасти крылья”. Но мне этот ответ приходит в голову не первым. Я бы добавил, что крылья не принесли бы свиньям пользы, они мешали бы при их образе жизни, и даже если бы крылья приносили им пользу, экономические затраты перевесили бы их полезность. Крылья – это не всегда хорошо, что доказывает пример тех животных, чьи предки обладали крыльями, но отказались от них.
И СВИНЬИ МОГЛИ БЫ ЛЕТАТЬ
Сейчас они не летают, но, может быть, раньше умели?
А если нет, то почему? Когда вообще резонно задаться вопросом, почему животные чего-то не умеют? Например, спросить, почему некоторые животные не летают?
У рабочих муравьев нет крыльев, они ходят везде пешком. Впрочем, лучше подходит слово “бегают”. Предками муравьев были крылатые осы, то есть современные муравьи потеряли крылья за время эволюции. Но крылья есть у родителей рабочего муравья – и у матери, и у отца. Каждый рабочий муравей – бесплодная самка, снабженная полным набором генов муравьиной матки-царицы, и у нее были бы крылья, если бы ее растили иначе, как подобает царице. Потенциальные крылья спрятаны в генах каждого муравья, свернуты, как пружинки, однако у рабочих особей эта пружина не распрямляется. Должно быть, в том, чтобы иметь крылья, есть что-то дурное, иначе рабочие муравьи реализовали бы свои генетические способности их отращивать. Если у одних самок крылья отрастают, а у других нет, значит, за и против крыльев очень тонко уравновешены.
МУРАВЬИНАЯ МАТКА СБРАСЫВАЕТ НЕНУЖНЫЕ КРЫЛЬЯ
У рабочих муравьев никогда не отрастают крылья, хотя у их отцов и матерей они были и их гены прекрасно знают, как их отрастить. Крылья сильно переоценены.
Матке-царице крылья нужны, чтобы найти новый дом вдали от родного муравейника. О том, почему это хорошо, мы поговорим в II-й главе. Кроме того, крылья дают молодой царице возможность повстречать крылатых самцов не из своего муравейника. Мы еще вернемся к тому, почему такое неродственное спаривание – это хорошо. Рабочие муравьи не размножаются, поэтому этих двух потребностей у них нет. Они проводят основную часть жизни под землей, ползая по тесному пространству. Наверное, крылья мешали бы в узких коридорах и галереях подземного муравейника. На это указывает и то, что муравьиная матка, единственный раз в жизни спарившись и найдя подходящее место для нового муравейника, сбрасывает крылья. У одних видов она их отгрызает, у других – выдирает лапками. Отгрызть себе крылья – довольно жестокий способ доказать, что они не всегда желанны. Свою службу в брачном полете и поиске нового жилья крылья уже сослужили, а для жизни под землей они ненужная роскошь и, возможно, даже помеха, поэтому теперь от них надо избавиться.
МУРАВЬИНЫЕ ЦЕПОЧКИ ВЗАИМОПОМОЩИ
Муравьи великолепно умеют сотрудничать. В этом случае они строятся в длинные цепочки, чтобы утащить многоножку, которую одному муравью ни за что не сдвинуть с места.
Разумеется, рабочие муравьи не все время проводят под землей. Они бегают вокруг муравейника, собирают пищу и приносят ее домой. Даже если под землей крылья мешают, может, стоило сохранить их, чтобы рабочие муравьи могли собирать корм так же, как их предки – осы? Те и правда быстрее муравьев, но задумаемся вот о чем: муравьи часто приносят домой добычу больше собственного веса – например, целого жука. Летать с такой ношей они бы не смогли. Нередко они объединяются, чтобы вместе притащить еще более крупный трофей. Колонны кочевых муравьев могут поднять и тащить даже скорпиона. Осы и пчелы обыскивают обширные площади в поисках маленьких порций пищи, а муравьи ищут корм близко от дома, но переносить его по воздуху было бы слишком тяжело.