В погоне за Солнцем (другой перевод)

Бабочки геликониды используют поляризованный свет для выбора брачных партнеров, их использование визуальных сигналов в брачном выборе является примером использования света, которое также может обладать и адаптивной ценностью в густом лесу, где освещение сильно варьируется по цвету и интенсивности. Но встает вопрос, какая стимулированная солнцем деятельность находится за пределами нашего восприятия. “Некоторые птицы могут видеть то, чего люди просто не видят”, – говорит доктор Миеко Чу из Корнелльской орнитологической лаборатории; например, лазоревки различают друг друга с совершенно недоступной для человека точностью. Уже довольно давно известно, что птицы (как и некоторые ящерицы, рыбы и насекомые) способны видеть в ультрафиолетовом спектре. Но лишь в 1998 году ученые обнаружили, что некоторые виды оперений отражают волны, невидимые для человеческого глаза: в нашем глазу три типа колбочек, а у птиц четыре. Это открывает для них области спектра электромагнитного излучения за пределами нашего кругозора и сильно расширяет диапазон их цветовосприятия.

Летом 1944 года Карл фон Фриш (1886–1982), который в 1973 году разделил Нобелевскую премию по физиологии с Конрадом Лоренцем, обнаружил, что пчелы объясняют своим товаркам в улье, куда следует лететь, двигая задней частью тела. Пчелы могут “танцевать” два вида танцев – один круговой, другой в форме восьмерки, которые Фриш интерпретировал, приводя его собственный пример, как “нектар в 1,5 км отсюда, в 30° от солнца”. Он также установил режимы пчелиной коммуникации, показав их чувствительность к ультрафиолетовому и поляризованному свету. Они могут вылетать по направлению, которое корректируется в связи со смещением солнца, и даже прокладывать маршрут для отдыха через солнечные места. Это умение выдерживать постоянный угол по отношению к солнцу, несмотря на временной сдвиг, немцы называют очаровательным словом Winkeltreue [527] .

527

См.: D. V. Alford, Bumblebees. London: Davis-Poynter, 1975. Р. 75.

Когда пчела прибывает обратно в улей, повстречав новые цветы, она танцует на площадке перед входом (пчелиная колония, населяющая улей, составляет 20 тыс. пчел зимой и 60 тыс. летом), сперва описывая окружность, потом пересекая ее, покачивая животом и энергично жужжа. Затем она входит внутрь и начинает заново: при достаточной стимуляции пчела может танцевать около 4 ч. Чем дальше пчела углубляется в улей, тем дальше оказывается источник пыльцы. А поскольку соты в улье расположены вертикально, танцевальные па не могут напрямую указывать на цветок и вместо этого ориентированы на солнце. Если пчела пересекает окружность по вертикали, тогда источник пищи находится на одной линии с солнцем. Если цель, скажем, в 15° правее, то танцевальное движение будет пересекать окружность на 15° правее от вертикали. Пчелы-работники окружают танцора, запоминают информацию и затем вылетают на поиски. Когда они возвращаются с добычей, они также танцуют, и вскоре начинает активно собираться рабочая сила [528] . В восторге от своего открытия Фриш принялся за изучение того, каким образом пчелы могут передавать информацию о положении солнца. В это было сложно поверить, но ученый все-таки сделал вывод, что пчелы могут предсказать положение солнца в любой заданный момент времени, так что, если бы они танцевали без перерыва, постоянно меняя картину танца, они воспроизводили бы движение солнца [529] .

528

Изложение Фриша авторитетно, но несколько тяжеловесно; я здесь кратко пересказываю прекрасное описание из David Attenborough, Discovering Life on Earth. Boston: Little, Brown, 1981. Р. 103.

529

См.: Edward O. Wilson, The Insect Societies. Boston: Harvard University Press, 1971.

Муравьи и пауки тоже находятся среди насекомых, которые используют поляризованный свет в качестве оптического компаса. Последние специально оснащены парой дополнительных глаз. Эти глаза не видят в обычном смысле слова, но у них есть встроенные фильтры, которые определяют направление поляризации. Активность у пауков обычно наступает после захода солнца, они используют этот механизм для нахождения обратного пути к своим гнездам после вылазок за пропитанием [530] .

530

См.: M. Dacke, et al., Built-in Polarizers Form Part of a Compass Organ in Spiders, Nature. 1999. 30 сентября. Р. 470ff.

Из тысяч видов муравьев некоторые используют солнце для ориентации сходным с пчелами образом. Они также имеют близкую к пчелам спектральную чувствительность зрения. Великий биолог Э. О. Уилсон назвал эти свойства “почти фантастической способностью к запоминанию маршрута и угловой скорости солнца” [531] . В мозгу насекомых во время их путешествий за провиантом происходит нечто невероятное: рабочий муравей идет по следу и кружит, “описывая замысловатые поисковые узоры”, пока не находит пищу; в момент каждого изгиба и поворота маршрута он фиксирует направление на солнце и угол поворота. На обратном пути он инвертирует средний угол на 180° – непростой трюк: человеку для этого понадобился бы компас, секундомер и векторный анализ.

531

Wilson, Insect Societies. Р. 216.

Многие другие создания ориентируются по солнцу во время миграций – этим свойством обладают животные, от карибу, которые перемещаются на 2 тыс. миль (это самая длинная сухопутная миграция), до детеныша головастой морской черепахи, отправляющегося в заплыв по Атлантике на 8 тыс. миль, и замбийской кротовой крысы, китов, лосося (знаменитого своими миграциями), угрей, голубей, обычной жабы и птиц, осуществляющих безостановочный перелет от Аляски до Новой Зеландии [532] .

532

См.: Norman R. F. Maier, T. C. Schneirla, Principles of Animal Psychology. N. Y.: McGraw-Hill, 1935. Р. 188.

Каждое лето шестьсот пятьдесят разных видов птиц кормятся и гнездятся по всей Северной Америке. С наступлением осени пятьсот двадцать из этих видов мигрируют на юг, чтобы вновь вернуться весной. Направление их полета зависит в основном от долготы дня, но еще и от чувствительности птицы к температуре [533] . Они путешествуют в погоне за пищей, но сравнимый импульс им придает падение (или увеличение) уровня дневного освещения.

Планирование потребляет всего 5 % энергии, требуемой для постоянной работы крыльев, поэтому парящие птицы, например ширококрылые ястребы, седлают восходящие потоки горячего воздуха. Эти термальные потоки возникают от нагретой солнцем поверхности земли и иногда позволяют птице находиться на высоте в целую милю, откуда она затем спускается по долгой пологой линии, покрывая как можно большую дистанцию [534] . Птицы могут оценить, где термальные потоки надежны и сильны, и дождаться подходящих условий, перед тем как стартовать. Поскольку восходящие потоки работают на солнечном свете, они обычно случаются в долгие летние дни, хотя сверкающее солнце может серьезно перегреть птиц – гуси, например, избегают этой опасности, путешествуя по ночам.

533

См.: Leland Crafts, Theodore C. Schneirla, Elsa E. Robinson, Ralph W. Gilbert, Migration and the ‘Instinct’ Problem. Там же. Р. 25–39.

534

См. также: Kenneth P. Able, ed., Gatherings of Angels: Migrating Birds and Their Ecology. Ithaca, N. Y.: Cornell University Press, 1999. Р. 14–15 и David Attenborough, The Life of Birds. Princeton N. J.: Princeton University Press, 1998. Р. 62.

На протяжении веков ученые (как и простые люди) считали птиц глупыми существами, но за последние несколько лет мы приблизились к пониманию того, как эти создания ориентируются в пространстве, и начали уважать их [535] . Например, те птицы, перелет которых происходит в дневное время и которые используют солнце для ориентации в полете, должны обладать какого-то рода внутренними часами, чтобы вести отсчет времени. Положение любой точки на Земле по отношению к солнцу меняется на 15° каждый час, поэтому, чтобы постоянно корректировать свое направление, птица должна определять отношение траектории солнца к вектору собственного движения несколько раз в день. Другими словами, их солнечный компас должен иметь временной компенсаторный механизм [536] . С точки зрения птицы, если солнце в данный момент находится выше, чем оно должно быть в пункте назначения в это время дня, то следует лететь от солнца, если ниже – по направлению к нему.

535

См.: Nature Neuroscience Reviews. 2005. Февраль и The New York Times. 2005. 1 февраля. F1.

536

См.: Frank P. Gill, Ornithology. N. Y.: W. H. Freeman, 1995. Гл. 13 и P. Berthold, Bird Migration: A General Survey. N. Y.: Oxford University Press, 1993. Р. 156–57.

Слепая техасская саламандра живет в пещерных подземных ручьях и никогда не видит солнца. Известно, что их существует менее сотни особей (Dante Fenolio / Photo Researchers, Inc.)

Точно так же, как некоторые животные стремятся к Солнцу, некоторые другие пытаются его избежать. Крошечная селевиния, или боялычная соня, которая была открыта только в 1939 году, не может выдержать более 8 мин постоянного солнечного освещения, у нее начинается болезненная реакция. Не обладющие потовыми железами рептилии особо чувствительны к теплу и всегда стремятся в тень [537] . Их называют холоднокровными, но это неправильный термин, на самом деле они очень точно регулируют температуру тела посредством солнечного освещения. Альбинос королевской змеи часто не выживает в естественных условиях, потому что не может получить тепло в достаточном объеме. Австралийские магнитные термиты строят большие тонкие термитники, обращенные плоскими сторонами к северу и югу, и могут перемещаться к северной стороне, чтобы воспользоваться солнечным теплом, а когда жара станет нестерпимой, охладиться на южной стороне [538] .

537

См.: David Attenborough, Life on Earth, DVD. Vol. 7, Victors of the Dry Land и Life on Earth. Boston: Little, Brown, 1979. Р. 152.

538

См.: David Attenborough, The Trials of Life: A Natural History of Animal Behavior, DVD. Vol. 6, Homemaking.

Надписи на табличках: "Восход солнца", "Заход солнца", "Полдень".

Есть животные, которые, по всей видимости, обходятся вовсе без солнца. Одно из таких, европейский протей (Proteus anguinus), обитает в подземных водах Южной Европы, в особенности в бассейне реки Сочи в Словении. Протей обладает легкими, четырьмя ногами, небольшими зубами, образующими сито для удержания крупных предметов в пасти (так что он предположительно является хищником), головой как у угря и змееподобным туловищем; ни плавников, ни глаз у него нет. Он ест, спит и размножается под водой. Обычно белого полупрозрачного цвета, на свету меняет оттенок на оливковый.

Некоторые из этих видов утратили свои ставшие бесполезными органы, другие (как медведи, летучие мыши и совы) предпочитают темноту, но, будучи совсем лишены солнца, эти животные скоро погибнут.

В начале 1960-х британский ученый, доктор Джеймс Лавлок (р. 1919), работавший для НАСА над обнаружением жизни на Марсе, выдвинул гипотезу Геи, названную так в честь греческой богини земли. “Биосфера есть саморегулирующаяся сущность, способная поддерживать здоровое состояние нашей планеты, контролируя окружающую среду на химическом и физическом уровнях”, – писал Лавлок в своем бестселлере Gaia: A New Look at Life (“Гея: новый взгляд на жизнь”) [539] . Теория гласит, что живые компоненты Земли регулируют неживые (атмосферу, океаны) в собственных целях, стабилизируя окружающую среду и сохраняя ее благоприятной для себя. Вся эта система в комплексе может рассматриваться как единый организм, таким образом, наш мир регулирует сам себя, чтобы сохранять благоприятность для огромного числа взаимодействующих видов, составляющих “жизнь” этого мира. Другими словами, земной шар работает над тем, чтобы все пребывало в идеальном равновесии.

539

См.: James Lovelock, Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford: Oxford University Press, 1979 и The Ages of Gaia. Oxford: Oxford University Press, 1988.