Солнечная навигация

Итак, вернемся к скворцам.

Когда опыты Крамера стали известны орнитологам, некоторые ученые захотели их повторить. К этому времени и изучение физиологических часов значительно продвинулось вперед. Немец Гофман решил использовать эти достижения в своих опытах со скворцами.

Он начал с того, что проделал эксперимент Крамера: выдрессировал двух скворцов находить по солнцу корм в одной из двенадцати однотипных кормушек. Потом скворцов около двух недель продержали в помещении, в котором были созданы искусственные день и ночь, на шесть часов отстающие от нормальных суток. "Часы" скворцов тоже отстали. Когда их посадили снова в клетку под открытым небом, они, проголодавшись, полетели к кормушке, в которой привыкли находить пищу, но кормушку не нашли, хотя день был ясный. Ошиблись ровно на девяносто градусов: кормушка помещалась на юге, а искали ее на западе^*. Было три часа дня, а так как их "часы" отставали на шесть часов, скворцы "решили", что сейчас только девять часов утра, потому и отклонились сильно вправо. Ведь солнце за шесть часов продвигается на девяносто градусов к западу, то есть вправо, если смотреть на его путь по небосводу.

^* (Это у одного скворца. У второго кормушка была на западе, а искал он ее на севере.)

И еще двадцать три дня, пока скворцов содержали и днем и ночью при свете, "часы" их шли неправильно и они ошибались в своих поисках. Посадили затем скворцов под открытым небом, и недели через две "часы" их нагнали потерянные шесть часов, снова пошли в ногу с солнцем.

Птицы, у которых внутренние хронометры отводили на шесть часов вперед, ошибались в поисках нужного направления, отклоняясь на девяносто градусов влево.

Эти опыты - проделаны они были и с голубями, и со славками, и с сорокопутами - ясно показывают, что солнце в птичьем обиходе - главный ориентир. Но ориентир этот не стоит на месте. Найти дорогу по нему нельзя, если не знаешь, в какой части неба в каждый час дня он располагается. Птиц тут выручают хорошая память и "карманные часы", которыми природа наделила все живое на земле.

"Это удивительно, - пишет доктор Мэтьюз, один из ведущих специалистов в науке об ориентации птиц, - что люди, веками определявшие свое местоположение по солнцу, всего лишь несколько лет назад узнали, что и птицы поступают так же".

Теперь сомнений нет, что пернатые навигаторы пользуются той же координатной системой, что и люди: по солнцу находят дорогу. Но как они это делают - не ясно. Наиболее разработанная гипотеза Мэтьюза представляет дело примерно так.

Если птицу судьба забросила к югу от дома, то солнце в тех широтах перемещается в небе по более высокой дуге и в зените стоит выше над землей, чем дома. Значит, лететь надо на север - туда, где в полдень солнце не так высоко возносится в небеса. "Автопилот" срабатывает, и птица летит на север.

Дорога с севера на юг находится тем же путем, только в обратном плане: зенит здесь ниже и лететь надо туда, где он выше.

Не всегда, конечно, случается, что птица стартует в полдень. Не ждет она также, когда солнце достигнет высшей точки орбиты, чтобы определить свое местоположение. Мэтьюз полагает, что птица экстраполирует перемещение солнца по небольшому отрезку дуги на всю орбиту, яснее говоря, обладает каким-то чувством, которое позволяет ей, понаблюдав минуту за движением солнца, безошибочно судить о высоте его зенита.

Так, предполагается, идет поиск нужной широты. Долгота определяется проще - совсем уж штурманским методом.

Известно, что солнце в один и тот же час стандартного времени (то есть времени по Гринвичу) в разных точках земли стоит на разной высоте. Если нам известно, который сейчас в Гринвиче час, то положение солнца в небе подскажет нам, к западу или к востоку от Гринвича мы находимся. Гринвичем для птицы служит ее дом родной, а стандартным временем - показания ее природного хронометра, настроенного в один ритм с движением солнца над ее домом. Значит, если в местности, откуда ей нужно найти дорогу домой, солнце запаздывает - стоит ниже в первой половине дня, а после полудня выше, чем дома в эти же часы по ее хронометру, то неизвестная местность лежит, следовательно, к западу от дома и лететь надо на восток. Если же солнце опережает ход физиологических часов птицы, значит, на западе они заводились, туда и лететь надо.

Такова теория, пытающаяся осмыслить поразительные факты, добытые экспериментальной биологией. Изложена она мной, конечно, очень примитивно, с учетом только общих принципов. Насколько же верна эта теория, покажут будущие исследования.

Осталось сказать несколько слов о птицах, которые совершают перелеты ночью, а днем отдыхают. Таких птиц немало. Садовая славка, славка-черноголовка и сорокопут-жулан тоже путешествуют по ночам. А я уже упомянул, что в экспериментах с зеркалом и искусственным солнцем они вели себя так же, как скворцы: показали, что умеют ориентироваться по солнцу. Не может быть, пишет Мэтьюз, чтобы такой сложный приспособительный механизм, как навигация по солнцу, был бы развит, а в дело не употреблялся. Природа ничего не делает напрасно. По-видимому, эти птицы, хотя и летают ночью, а ориентируются все-таки по солнцу. Полагают, что они избирают нужное направление на закате, а потом всю ночь помнят его.

Что дело обстоит именно так, убеждают некоторые наблюдения. Однажды Крамер выпустил славку-черноголовку и двух серых славок вблизи большого города. Выпустил он их, после того как солнце давно уже село, в темноте, и птички приняли свет огней большого города за закат и взяли неправильное направление. Когда на том же месте выпустили птиц до заката, они успели правильно сориентироваться и городские огни их не смущали.

Однако Черноголовка и садовая славка, и не видя солнца на закате, когда небо ночью звездное, летят без ошибок. Густые облака и слишком яркая луна мешают им. По-видимому, птицы эти помимо солнца могут ориентироваться еще и по звездам. Опыты в планетарии подтвердили эту догадку.

Теория солнечной навигации - большая победа исследовательской мысли, но не все еще рубежи в этой выигранной наукой битве прочно закреплены человеческим знанием. По-прежнему не могут еще ученые объяснить, как птицы, перелетая экватор, продолжают ориентироваться по солнцу. Это наиболее слабое место в теории. В самом деле, летит птица на солнце - на юг летит. Вот пересекла невидимую линию экватора - и солнце уже у нее за спиной. Чтобы продолжать теперь полет на юг, надо лететь от солнца, а не к нему. Может ли так быстро измениться инстинкт, чтобы птица сразу же приспособилась видеть свой ориентир не на южной, а на северной половине неба. К тому же и привычное для глаз перемещение его слева направо будет теперь иным - справа налево, против часовой стрелки.

Наблюдения над пчелами, обитающими в тропиках, несколько проясняют картину.

Когда пчел из северного полушария перевезли в южное, они с помощью своих физиологических часов продолжали ориентироваться, как и у себя на родине, приспосабливая полет за взятком и возвращение в улей к солнцу, движущемуся по часовой стрелке. А тут солнце пересекало небосклон в обратном направлении.

Это путало все их "расчеты". Даже пчелы, рожденные в южном полушарии, но от матки, привезенной с севера, и пчелы-гибриды (от этой матки и местных трутней) ориентировались неправильно.

Но иначе вели себя пчелы - обитатели тропиков. Их перевозили через экватор, и они быстро приспосабливались к "странному" поведению солнца на новом месте. Молодые пчелы уже через восемь дней "знали", в какую сторону движется солнце, правильно ориентировались сами и информировали других пчел своими танцами.

Значит, животные менее сложные по своей организации, чем птицы, могут перестроить в течение нескольких дней весь комплекс навигационных рефлексов применительно к новым условиям. Возможно, такое же случается и с птицами.