В океане без компаса

Часы животного — это его физиологические ритмы. Точная природа этих механизмов еще не выяснена, однако уже известно, что некоторые из этих часов — те, которые настроены на суточный цикл, — могут быть переведены вперед или назад, если поместить животное в условия искусственной смены света и темноты, не совпадающей с естественным суточным циклом той области, где это животное обитает. Напрашивается предположение, что, переведя внутренние часы животного, можно заранее предсказать, как изменится направление, по которому его поведет компасное чувство. Так оно и происходит на деле. Прожив несколько дней в условиях иной смены света и темноты, животное настраивается на этот цикл и при учете положения солнца использует именно его. Эксперименты подобного рода проводились с птицами, пресмыкающимися, рыбами, ракообразными, пауками и различными насекомыми. И в каждом случае животное, чей суточный цикл был изменен лабораторным способом, выбирало то направление, которое предсказывалось заранее.

Прежде считалось, что эти внутренние часы напоминают песочные в том отношении, что они приводятся в действие каким-то толчком, например восходом или заходом солнца, а затем по истечении определенного времени останавливаются. Однако опыты, проводившиеся с животными, которые содержались в неизменяющихся условиях, показали, что это неверно. В условиях постоянных света и температуры суточные ритмы могут сохранять свой первоначальный цикл. Когда воздействие всех внешних указателей времени полностью исключено, эти внутренние часы могут слегка разойтись с периодом вращения Земли. И если животное будет содержаться в таких искусственных условиях достаточно долго, такое отклонение может стать заметным. Оно проявится в постепенном изменении направления, когда такие животные ориентируются по солнцу.

Существование солнечно-компасного чувства позволяет объяснить, как находят направление животные, мигрирующие днем. Но ведь многие птицы, а возможно и другие животные, мигрируют по ночам. Эксперименты Зауэров показали, что певчие птицы умеют находить направление по звездам в ночном небе. Некоторые данные свидетельствуют о том, что в качестве компаса может использоваться и луна, хотя пока еще не выяснено, действуют ли в этом случае другие часы, настроенные на лунный цикл, или же для этого приспосабливаются те же солнечные часы.

В любом случае несомненно, что и биологические часы, и свето-компасное чувство характерны для очень многих животных. Это как будто дает основания принять теорию навигации у животных, основанную на определении долготы и широты. Однако такой вывод вовсе не обязателен. Определить свое место куда сложнее, чем просто найти север. Чтобы добраться до острова Мета, руководствуясь небесными вехами, птице и зеленой черепахе необходимо проделать примерно то же, что проделал моряк. Они должны измерить и сравнить угловую высоту солнца и звезд, причем без помощи секстана, невооруженным глазом.

И тут возникает законное сомнение в теории ориентирования по небесным телам. Способен ли глаз позвоночного животного — птицы, черепахи, рыбы или тюленя — измерять углы с необходимой точностью? Если вы скажете, что птица на это способна, а черепаха пожалуй что и нет, вы, может быть, не ошибетесь. Но в таком случае общая теория ориентирования в открытом море не будет включать водяных животных. А в настоящее время, на мой взгляд, наиболее многообещающий путь к разрешению вопроса идет через предпосылку, что животные, находящие острова, обладают общим механизмом ориентирования в открытом море. Таким образом, вопрос о том, способны ли глаза заменять секстан, остается открытым. Некоторые данные свидетельствуют, что у птиц глаза могут быть как раз такими. Однако с птицами в полете подобные опыты не ставились, и я не знаю, способствует ли полет более точному измерению углов или, наоборот, делает его совершенно невозможным. И в любом случае я не в состоянии себе представить, что на это способна черепаха, чей горизонт непрерывно прыгает перед ее мокрыми глазами, поднятыми всего на дюйм-два над гребнем волны, или ее склоном, или, наконец, над ложбиной между двумя волнами.

Тем не менее, продолжая разрабатывать общую теорию, допустим, что каким-то способом измерять высоту светила располагают все животные — человек в крохотном резиновом суденышке, черепаха в своей собственной ладье и птица в воздухе над ними. Но однократного измерения высоты еще недостаточно. Чтобы определить свое место, животное должно измерить, запомнить и сравнить по крайней мере две высоты. Днем, разумеется, речь может идти только о солнце, поскольку, кроме него, в небе ничего другого не видно. Так как из высоты только утреннего или только вечернего солнца много сведений извлечь нельзя, необходимо замерить два его положения, а затем продолжить дугу между ними, которая покажет, какой будет высота солнца в полдень. Но беда в том, что, на взгляд животных, находящихся в океане, солнце вообще дуги не описывает, а только прыгает то вверх, то вниз. В их распоряжении нет никакой точки, по отношению к которой они могли бы отмечать его боковое смещение. Следовательно, подобный способ определения полуденного положения солнца, по-видимому, отпадает. А в то, что животное дожидается для измерения высоты солнца астрономического полудня, поверить трудно. Вряд ли птица или черепаха способны определить, когда солнце достигает полуденной точки. Это трудно даже для моряка. Солнце может дать кое-какие сведения на восходе и на закате. Но неизвестно, способно ли мигрирующее животное отличать восходящее солнце от заходящего. Для того чтобы установить, что именно видят животные в небе, потребуется еще очень большая экспериментальная работа. Главный недостаток всей теории ориентирования животных по небесным телам заключается в отсутствии экспериментальных данных, которые показывали бы, насколько способны животные видеть небесные тела, а также сравнивать их угловую высоту.

Ночное небо предлагает гораздо больше информации, чем дневное, хотя, повторяю, мы не знаем, в какой мере она доступна животным. Ночью стороны света можно определять с различной степенью точности при помощи не единственного, а многих ориентиров, причем некоторые звезды указывают направление и без помощи часов. Звезды и планеты не только образуют углы с направлением север — юг. Они, кроме того, слагаются в созвездия, расположение которых на небе меняется непрерывно и с абсолютной закономерностью, а потому их будущее положение всегда можно предсказать заранее, если у вас есть с собой «Астрономический ежегодник». И надо сделать еще очень многое, просто проверяя, что именно способны видеть животные-навигаторы, какую интенсивность света и какие цвета они различают, насколько точно способны они измерять угловые расстояния на небесной сфере и насколько хорошо запоминают их, чтобы позже сравнивать с другими угловыми расстояниями. Предполагалось, что птицы способны видеть звезды днем. Скорее всего, это нс так. Но если бы это оказалось правдой, то пришлось бы внести значительные изменения в способы исследования их методов ориентирования. Те опыты, которые Зауэры вели в Бременском планетарии, необходимо продолжить и расширить, начав с певчих птиц, которыми кончили Зауэры, а затем проверив всех важнейших мигрирующих животных, особенно тех, кто находит острова, кто путешествует в открытом море.

Далее, для нахождения места по небесным телам необходимы часы, точно показывающие время в пункте отправления. Моряк руководствуется гринвичским временем. Для птицы и для черепахи гринвичское время не означает ничего. Время, которым они руководствуются, — это, скорее всего, время того пункта, откуда они отправились в путь. Часы, отмечающие это неизменное время, не могут быть теми же часами, которые используются в компасном чувстве. Чтобы часы компасного чувства были полезны в разных географических областях, их необходимо постоянно переводить. Навигационные же часы должны строжайше сохранять время пункта отправления. Дело в том, что для определения места требуется долгота. А долготу можно определить, только зная время в Гринвиче, или в Ресифи, или в любом другом исходном пункте путешествия. Определить, насколько вы продвинулись на восток или на запад, можно, только узнав разницу между вашим нынешним временем и временем там, откуда вы отправились. Если ваши часы переведены на время того места, где вы заблудились, они могут служить компасными часами, но для определения долготы годиться не будут. Для определения долготы путешественнику требуются неменяющиеся часы, которые упрямо показывают время того пункта, откуда он отправился в путь. Таким образом, для ориентирования по долготе и широте животным, по-видимому, требуется двое часов.

На мой взгляд, это не должно вызывать особых затруднений. Весьма вероятно, что животные располагают гораздо большим числом часовых механизмов.

Но достаточно ли точны биологические часы, чтобы их можно было использовать в качестве хронометра при решении тех навигационных задач, которые, как известно, решают животные? Вот еще один из множества вопросов, на которые необходимо найти ответ, прежде чем можно будет принять теорию ориентирования по небесным телам. Наиболее точные биологические часы, которые пока удалось обнаружить экспериментальным путем, — это часы, которые отмечают начало периода активности у летяг. Их отклонение достигало только двух минут за десять суток. Пользуясь такими часами, летяга, которую в течение десяти суток носил бы ураган, могла бы затем вычислить свою долготу с ошибкой только в тридцать минут. На экваторе это означало бы ошибку в тридцать морских миль, а на широте сорок пять градусов — всего только в двадцать одну морскую милю. В любом случае это прекрасная точность. А ведь не исключено, что есть и гораздо более точные биологические часы. Такие часы почти наверное существуют.

Моряк определял свое место по отношению к острову Мета с помощью хронометра, секстана и компаса. Черепаха и птица должны были проделать то же самое, пользуясь своими глазами и определяя время по надежным внутренним ритмам. И тут биологу предстоит решить, верит ли он, что глаза и внутренние ритмы достаточно точны и гибки, чтобы заменить навигационные инструменты.

Кроме того, как вы помните, моряк пользовался таблицами «Астрономического ежегодника». И теория ориентирования животных по небесным телам начинает вызывать наибольшие сомнения, именно когда приходится отыскивать в природе эквиваленты подобных справочников. Ведь необходимо допустить, что нервная система животных-навигаторов содержит все те сведения, которые человек так долго и с таким трудом накапливал в картах Земли и звездного неба. У животного они принимают форму соответствующих реакций на позицию, взаимное расположение или угловую высоту небесных тел в определенное время. Для того чтобы из какой-то одной точки земной поверхности добраться в другую, вам достаточно только посмотреть на небесные тела, зная, какова их угловая высота, а может быть, и азимут, и угол между ними; затем, вспомнив, какое сейчас время года и который час, смело пускайтесь в дорогу. Если вы будете знать все это, то пойдете в нужном направлении. При желании вы можете назвать этот процесс определением широты и долготы. Отчасти это так, а отчасти нет. Когда моряк, крачка и черепаха ориентируются по небесным телам, главная разница заключается не в инструментах. Главное тут — их внутреннее состояние.

Моряк ищет путь к месту, куда он сознательно хочет попасть. Ни черепаха, ни крачка ничего подобного не делают. Они всего лишь реагируют на определенные стимулы и ведут себя так, как того требуют определенные сигналы. Сигналы эти поступают от часов внутри них и от солнца и звезд снаружи. Животные не вытаскивают карт и не проводят на них линию от того места, где они находятся, к своей цели, как это делает моряк. Они только пускаются в путь и подчиняются сигналам. Если они проделывают столь сложную вещь, то лишь потому, что этого требует врожденное чувство, что за бесчисленные века проб и ошибок их вид установил, что для размножения ему выгодно подчиняться определенным сигналам, соответствующим данному сезону, времени и месту. Предки, которые следовали этим сигналам, все более устойчиво передавали свой опыт всему виду. А предки, которые им не следовали, не давали потомства.