Немецкий физик Вернер Гейзенберг в 1958 году в книге «Физика и философия» писал: «Мы должны помнить, что то, что мы наблюдаем, — это не сама природа, а природа, которая выступает в том виде, в каком она выявляется благодаря нашему способу постановки вопросов»{2}. Гейзенберг в данном случае говорил об исследовании и описании атомных процессов, однако этот принцип применим и к изучению животных. Ученые будто приговорены сравнивать повадки мышей с повадками крыс, манеры альбатросов с манерами чаек, поведение кошек с поведением собак — и в конечном счете всех животных с человеком. В нашей книге мы поступаем совсем иначе. Мы убеждены, что навигационные способности слепыша — пушистого грызуна, лишенного зрения и ориентирующегося по магнитному полю Земли, — не менее поразительны, чем умение полярной крачки, ежегодно преодолевающей более 70 тысяч километров. Самец пингвина Адели́, в суровых антарктических условиях сохраняющий в тепле невылупившегося детеныша, так же полон любви к своему потомству, как и бурая медведица, защищающая медвежат любой ценой.
В главах этой части книги мы рассмотрим, каким подчас удивительным, загадочным и непостижимым образом животные летают, ползают, прыгают, скользят, плавают, любят, болтают, резвятся — иными словами, как они живут.
Сначала мы расскажем о невероятных способах передвижения животных по миру. Прокладывая себе путь, животные, как и люди, ориентируются по солнцу и звездам, но, кроме того, они пользуются средствами, которые недоступны биологической природе человека, — это и обонятельные карты, и внутренний компас, и эхолокация.
Далее мы исследуем системы взаимодействия среди животных. Щебет птиц, уханье совы, пение кита, кваканье лягушки — это языки общения в животном мире. Методы современной науки позволили нам понять: все то, что прежде считалось какофонией случайных звуков, на самом деле чрезвычайно замысловатая система коммуникаций.
Затем мы погрузимся в самую сильную и таинственную эмоциональную сферу — в любовь. Вряд ли когда-нибудь мы до конца поймем, что такое взаимное чувство животных, их забота друг о друге, но мы можем наблюдать за ними: как они обнимаются, флиртуют, спариваются, защищают друг друга.
И наконец, мы обратимся к самому, пожалуй, универсальному занятию на Земле — к игре. Животные, как и люди, любят резвиться. Будь то шуточная потасовка или прыжки в воду, игра выходит за пределы видовых барьеров, и наука пока не может объяснить это явление.
Узнав, как животные передвигаются, взаимодействуют, любят и играют, мы приближаемся к пониманию того, кто они есть: что представляют собой их многочисленные таланты, непостижимые языки общения, удивительные повадки. И таким образом мы лучше познаем себя: как мы, люди, можем использовать во благо и себе, и животным наше понимание того, что движет ими в этом мире.
Глава 1. Тайны передвижения
Как животные прокладывают свой путь, передвигаясь по неизведанным местам, через непроходимые леса, по голой пустыне, сквозь бескрайние океаны, над плоской морской гладью? Они делают это без компаса, без секстанта, без хронометра, без карты.
Одним туманным майским вечером 2016 года в деревушке Тобермори, что находится в провинции Онтарио, полиция получила сигнал бедствия: какая-то женщина направила свою машину прямиком в озеро Гурон. Покорно следуя рекомендациям своего навигатора, она сделала роковой поворот на причал и рухнула в мутные воды озера. Сама женщина не пострадала.
Даже беглый просмотр в поисковике обнаруживает несчетное множество случаев, связанных с ошибками в системе навигации, когда водители, слепо следуя своему GPS, оказываются на железнодорожных платформах или краю обрыва, исчезают в пучинах океана, въезжают на поля для гольфа, а порой оказываются в жилых домах. Чем изощреннее становятся наши технологии, тем меньше мы доверяем врожденной пространственной ориентации и собственному опыту. Зачем уметь читать дорожные знаки, если приложение всегда укажет нужное вам направление? Зачем вообще думать, как куда-то дойти или доехать, когда можно заказать такси? Американский авиатор Чарльз Линдберг в мае 1927 года в одиночку совершил перелет через Атлантический океан всего лишь с помощью компаса. Современные летчики полагаются на сложнейшие системы автопилота, умеющие прокладывать путь к любому аэропорту мира. Как показал опрос молодых врачей, сделанный в 2015 году, едва ли не половина их признавалась, что им приходилось долго блуждать, добираясь до серьезно пострадавших людей.
И пока человечество в своем дивном новом мире, где правят смартфоны с их навигаторами, преодолевает очередные дерзкие рубежи, животные продолжают по старинке передвигаться из одного пункта в другой — все так же ставя нас в тупик этой способностью. Вот, например, история Холли, обычной домашней кошки. В ноябре 2012 года Джейкоб и Бонни Рихтеры проехали по Флориде в своем автофургоне 320 километров, перебираясь из города Уэст-Палм-Бич в город Дейтона-Бич. Когда они прибыли на место, их трехцветная кошка выскочила из машины и исчезла где-то по направлению к знаменитой международной гоночной трассе. После долгих отчаянных поисков Рихтеры потеряли всякую надежду и, решив, что Холли пропала навсегда, вернулись в Уэст-Палм-Бич. Два месяца спустя им позвонили. Соседи обнаружили Холли в одном из дворов буквально в километре от дома Рихтеров. Пробираясь по побережью Флориды, умудряясь увертываться от машин, избегать встреч с аллигаторами и людьми, кошка преодолела более 300 километров и вернулась домой.
Холли могла, например, просто вскочить в попутную машину — так многие и думали, относя ее невероятное возвращение к благоприятным обстоятельствам. Однако все свидетельствовало об обратном и указывало на долгое пешее путешествие. Стертые до крови лапы, сточенные до основания когти, потеря почти половины веса. По словам лечившего ее ветеринара, она едва держалась на лапах, когда добралась до дома.
Холли не была первой кошкой, которая, минуя все преграды, нашла дорогу домой. Персидский кот Хоуи, никогда ранее не выходивший на улицу, прошел в 1978 году через Австралию 1600 километров, чтобы вернуться в родные места. Мурка, такая же трехцветная кошка, как Холли, в 1989 году преодолела более 500 километров, пройдя путь от Воронежа до Москвы. Восьмилетний полосатый кот Ниндзя в 1997 году прошел пешком почти 1500 километров, покинув новое жилище в пригороде Сиэтла в штате Вашингтон и вернувшись в свой прежний сельский дом в штате Юта.
Без карт, без указателей направления движения на автозаправочных станциях, без навигаторов — как умудряются ориентироваться в пути животные? Для них поступок кошки Холли вовсе не выдающееся явление, ведь в животном мире такое возвращение домой считается обычной практикой. Именно от умения возвращаться через тысячи километров на прежнее место напрямую зависит выживание многих видов. Животные привыкли полагаться на такие поразительные навыки, которые в нашем, человеческом мире до сих пор приводят в недоумение самых опытных исследователей.
Небесные путешественники
Знакомьтесь — аисты Клепетан и Малена. Пара длинноногих птиц с прекрасным оперением, которые обитают на красной крыше маленького деревенского дома где-то в Хорватии. Аисты — перелетные птицы, обычно улетающие зимой на юг. Они исключительно педантичны и неизменно из года в год возвращаются в одно и то же место в один и тот же день. Каждую зиму Клепетан снимается со своей красной крыши, покидает хорватскую деревню и летит в Южную Африку. Но без Малены. Когда-то, еще в 1993 году, ее случайно подстрелил охотник, а потом нашел и выходил школьный учитель, который помог ей построить гнездо на крыше своего жилья. После ранения она уже не могла летать на длинные расстояния, и в зимнее время учитель переселяет аистиху к себе в дом. Однажды Малену, стоявшую на красной крыше, увидел Клепетан — с тех пор они не расстаются. Каждое лето у пары появляются птенцы, и Клепетан учит их летать. Клепетан и Малена стали местной достопримечательностью, у них даже есть страница в социальной сети, и каждый может наблюдать их повседневную жизнь. В одну весну Клепетан стал причиной паники среди местных жителей, так как вернулся на шесть дней позже обычного — и кто знает, какие преграды ему пришлось преодолеть{3}.
В эпоху подробнейших интернет-карт и систем пошаговых навигаций несметное множество птиц, подобно Клепетану, каждый год преодолевают десятки тысяч километров. Они возвращаются в одно и то же место и чаще всего — в один и тот же день.
Веками люди восхищаются парящими в небе птицами. Пернатые разительно отличаются друг от друга обличьями и размерами — от странствующего альбатроса, размах крыльев которого достигает трех с половиной метров, до колибри, которым, порхая, приходится взмахивать семьдесят раз в секунду своими маленькими крылышками. Однако в воздухе их удерживают одни и те же законы аэродинамики.
Волшебство полета связано не с крыльями и перьями, а с птичьими костями. В отличие от костей млекопитающих, заполненных костным мозгом, кости птиц внутри полые, что делает их легчайшими на подъем. При этом у полых костей есть еще одно преимущество: они пористые. Кости птиц имеют полые сумки, которые наполняются воздухом независимо от легких, что позволяет птицам поддерживать огромную энергию, необходимую для подъема и взмахов крыльями. Форма птичьего тела обладает аэродинамической обтекаемостью — без единой лишней детали, у них нет даже зубов. Желудок птиц имеет железистый и мускулистый отделы, нужные для химической и механической переработки пищи.
Принцип полета у птиц остается неизменным, но взлетают они все разными способами. Гагара, крупная водоплавающая птица с острым клювом и гладкой темной головой, разворачивается под ветер и разбегается иногда до сотни метров. Сапсан, самая быстрая птица в мире, предпочитает прыгать с утеса или других возвышений, что позволяет ему развивать скорость свыше 300 километров в час. Колибри вспархивает вертикально, как вертолет. Но независимо от того, как птицы достигают неба, у всех них есть слой легких, гладких, сужающихся на конце перьев, которые, как крыло самолета, отвечают аэродинамическим требованиям.
Благодаря такому оперению воздух обтекает крылья сверху быстрее, чем снизу, создавая перепад давления, что как бы толкает птицу вверх. Когда птица опускает крылья, она создает большее давление воздуха под ними и меньшее над ними, тем самым наращивая подъемную силу. Поднявшись в воздух, птица ложится на восходящие теплые потоки, известные как термальные, но также пользуется и другими природными явлениями, например восходящими потоками, когда ветер встречается с преградой и поднимается. Чем меньше птица машет крыльями, тем больше энергии она сохраняет и дольше может парить в воздухе.
Осенью перелетные птицы понимают, что пришло то время года, когда пора отправляться в теплые края, где много пищи. Весной они возвращаются в места с более умеренным климатом. Из 10 тысяч видов птиц около 1800 видов следуют этой модели поведения. (Остальные виды птиц ведут оседлый образ жизни и остаются на одном месте круглый год.) Некоторые совершают свои путешествия как можно быстрее, тогда как другие предпочитают неторопливые, вальяжные перелеты. Птица дупель развивает скорость до 100 километров в час и покрывает более 6 тысяч километров за два дня. Малый веретенник летит на расстояние более 10 тысяч километров буквально на одном дыхании, без остановки на отдых и еду. Американский вальдшнеп, птица с довольно округлым телом и длинным прямым клювом, предпочитает неторопливую миграцию, совершая перелеты ночью на малой высоте. Иногда небольшие стаи вальдшнепов могут развивать приличную скорость — до 50 километров в час, но обычно они летят на сниженной скорости, едва достигая 8 километров в час. Медленнее не летает ни одна птица в мире.
Расстояния, которые преодолевают птицы во время миграции, тоже самые разные. Североамериканский голубой тетерев на зимние месяцы лишь поднимается на Береговые хребты, тянущиеся вдоль побережья Тихого океана, и поселяется там в горных сосновых лесах, питаясь иглами. К наступлению весны эти птицы, накопив силы для миграции, перелетают с гор вниз, где устраивают себе гнезда в земле и едят уже свежие листья и семена. Крошечные полярные крачки демонстрируют другую крайность: каждый год, летя зигзагами, они преодолевают более 70 тысяч километров между Гренландией и Антарктидой. Птичка весом не более ста граммов, менее всего, казалось бы, приспособленная к дальним перелетам, спокойно перескакивает с континента на континент, поскольку всегда точно следует воздушным потокам, и поэтому ей никогда не приходится лететь против ветра. Полярная крачка может прожить более тридцати лет, то есть расстояние, которое она преодолевает за свою жизнь, в совокупности равно трем полетам на Луну и обратно.
Как птицам удается такая точность? На этот вопрос есть несколько вариантов ответов. Ученые подозревают, что птицы с рождения умеют определять местность, так как в них генетически заложена программа ориентирования по солнцу и звездам. Кроме того, микроскопическое количество железа, присутствующее в ушах птиц, может взаимодействовать со зрительными нервами, что помогает определять магнитный меридиан. Еще один важный инструмент навигации — это клюв. Считается, что птицы обладают своеобразной обонятельной картой, помогающей им находить путь по запаху. И наконец, тройничный нерв, проходящий в клюве, улавливает напряженность магнитного поля, позволяя перелетным птицам чувствовать, как далеко они находятся от полюсов Земли.
Магнитное поле Земли довольно слабое, около сорока миллионных долей тесла, — сравните с магнитно-резонансным томографом, который излучает до трех тесла магнитной индукции. Существуют некоторые предположения, что у птиц есть встроенный внутренний компас, состоящий из светочувствительных соединений, известных как фотохимические элементы. Когда они вступают в контакт со светом, то становятся восприимчивыми к малейшим изменениям магнитных полей, что в теории обеспечивает птицам ориентацию на основе их восприятия света. Этим можно объяснить, почему птицы сбиваются с пути, находясь рядом с высоковольтными линиями и коммуникационным оборудованием. Немецкие зоологи недавно предположили, что птицы «видят» магнитные поля с помощью фотохимических элементов в своем правом глазу. Взаимодействуя с левым полушарием, элементы синтезируют светлые или темные тени на основе магнитных полей Земли, по сути создавая легко читаемую карту передвижений до места назначения.
Некоторые птицы, видимо, ориентируются по небу. Они освоили искусство астрономической навигации намного раньше человека, который изобрел солнечные часы три с половиной тысячи лет назад, а секстант — всего лишь 300 лет назад. В начале 1950-х годов ученые предположили, что многие виды птиц пользуются солнечным компасом. Наблюдая за специально отобранными европейскими скворцами — красивыми птицами с глянцевыми черными перьями, — исследователи обратили внимание, что они корректирует свои маршруты, ориентируясь на положение солнца на небе. Дальнейшие исследования показали, что птицы умеют учитывать свои внутренние циркадные ритмы{4} и это позволяет им в течение дня подстраиваться к движению солнца. Современные люди, чтобы узнать, который час, и выяснить свое местоположение, нуждаются в айфонах и смартфонах, тогда как скворцу — и многим другим перелетным птицам — довольно лишь мельком взглянуть на солнце и точно определить, в каком месте планеты они находятся.
Домашние голуби обладают еще более совершенными навигационными способностями. Они могут развивать скорость до 150 километров в час и находить путь даже за сотни километров от дома. Люди давно оценили замечательные голубиные способности. Мало известно, как птицы добиваются этого, но, по версии современных орнитологов, домашние голуби способны запоминать сверхзвуковые характеристики окружающей среды и потому всегда успешно возвращаются домой «на слух». «С помощью звуков они представляют себе окружение своей голубятни, подобно тому как мы узнаем свой дом, используя зрение», — говорит геофизик Джон Хэгструм, изучающий свойства голубей[4].
Сентябрь 1918 года, конец Первой мировой войны. Пятьсот американских солдат оказались в ловушке у подножия холма и находились под непрерывным огнем немцев. В течение дня их батальон сократился до двухсот человек. Хуже того, американская артиллерия, дислоцированная за много километров от холма, ошиблась, когда определяла положение немцев, и регулярно отправляла снаряды в сторону своих. Не имея возможности наладить радиосвязь, атакованные со всех сторон американцы отправили в свою артиллерийскую часть двух голубей с мольбой прекратить бить по своим. Но птиц почти сразу сбили немецкие снайперы. В распоряжении майора Чарльза Уиттлси остался последний почтовый голубь — восьмилетняя Шер Ами. Он закрепил на ее лапке отчаянное послание артиллеристам: «Ради всего святого, прекратите огонь!» Как только голубка взмыла в небо, ее ранили в грудь, лапку и глаз, и тем не менее Шер Ами набрала бешеную скорость и долетела до огневой точки, преодолев 40 километров за 25 минут. Американская артиллерия прекратила огонь, и батальону удалось укрыться на территории союзников. Благодарные военные медики залечили раны Шер Ами и сделали для ее искалеченной лапки деревянный протез. Голубку отправили домой под личным присмотром командующего Американскими экспедиционными силами генерала Джона Першинга. За военные заслуги и спасение солдатских жизней Шер Ами была награждена французским Военным крестом и Золотой медалью Американского общества почтовых голубей. Чучело голубки хранится в Смитсоновском институте в Вашингтоне.
Необыкновенные способности голубей до сих пор остаются научной загадкой. Но есть птицы, о которых хорошо известно, что они ориентируются с помощью зрения — совсем как люди. Возьмем, например, сову. Если у большинства хищных птиц глаза расположены по бокам головы, то у совы глаза смотрят вперед, что позволяет ей гораздо лучше видеть при слабом освещении во время ночной охоты. Правда, глаза совы крепко зафиксированы в глазницах, поэтому, не имея возможности вращать ими, как это делает человек, она постоянно вертит головой. Благодаря четырнадцати шейным позвонкам (у человека их всего семь) сова способна поворачивать голову на 270 градусов. По сравнению с нашим зрением — ее намного острее.
Совы очень различаются по величине, например, длина тела сыча-эльфа едва достигает 14 сантиметров, и весит он не более 44 граммов, а размер евразийского филина — почти 75 сантиметров при весе 5 килограммов. У сов, как и у людей, бинокулярное зрение, то есть они способны четко видеть одновременно обоими глазами одно трехмерное изображение предмета. Тем не менее до недавнего времени ученые не верили, что мозг совы способен воспринимать большие объемы визуальной информации, например находить движущуюся цель на меняющемся фоне. Это требует высокой степени зрительной обработки, отмеченной ранее только у приматов. Однако новейшие исследования показывают, что совы и другие хищные птицы воспринимают мир почти совсем как люди. Израильские ученые провели эксперимент с обыкновенными сипухами: на головы сов, когда те наблюдали за движением черных точек на сером фоне, прикреплялись камеры, которые фиксировали, сколько времени нужно этой птице для измерения перемены направления целевой точки, движущейся в другом направлении. Оказывается, сипуха способна выделять и распознавать отдельные смысловые объекты на сложном фоне, например мышь, бегущую по полю в ветреную погоду, или птицу, отбившуюся от своей стаи, — что показывает высокий уровень развития мозга совы.
Теперь мы уже точно знаем, что птичий мозг гораздо сложнее, чем считалось прежде. Как показали недавние исследования, мозг птиц содержит гораздо больше клеток, чем у большинства млекопитающих, а их способности к решению сложных задач сравнимы со способностями приматов. Овладев новыми научными данными о птицах, мы можем с уверенностью говорить, что в скором времени выражение «птичьи мозги» перестанет быть оскорбительным и станет вполне лестным.
Вопреки распространенному мифу, летучие мыши отнюдь не слепы. Существует более 1300 видов летучих мышей, и каждый имеет свои повадки и пищевые пристрастия. Одни предпочитают цветы, другие едят насекомых. У каких-то видов плохо развито зрение, а у некоторых, как у длинноязыкого листоноса, крошечного обитателя Центральной и Южной Америки, есть особые зрительные рецепторы, позволяющие им видеть цвета дневного света и даже различать ультрафиолетовый свет. И хотя многие виды летучих мышей могут видеть не хуже, а иногда и лучше людей, они все-таки преимущественно ночные существа, которые охотятся с помощью своих эхолокационных способностей.
Подобно тому как моряки используют гидроакустические приборы для создания карты морского дна, летучие мыши посылают высокочастотные импульсы и прислушиваются к эху от ближайших предметов или живых существ. Рассчитав разницу во времени между своим криком и последующим эхом, летучие мыши могут идентифицировать точное расстояние до препятствия и добычи. Человек неспособен слышать высокочастотные звуки свыше 20 килогерц, а летучие мыши могут слышать звуки на частоте свыше 110 килогерц. Испуская полный спектр сигналов, летучие мыши способны точнейшим образом ориентироваться в окружающей среде и обнаруживать объекты, которые человек легко пропускает даже при дневном свете.
Покорители морей
Мировой океан покрывает более двух третей поверхности Земли и, насколько мы знаем, является обиталищем для 15 % всех биологических видов. Человек достиг поверхности Луны, посылает зонды в межзвездное пространство — и тем не менее огромная часть океана, более 80 %, отсутствует на картах, остается неизведанной и невидимой. Вода в 800 раз плотнее воздуха, она поглощает свет даже на небольших глубинах. Уже на глубине четырех метров вы не сможете увидеть красный цвет, на семи — оранжевый, а на глубине двадцати метров — зеленый. На глубине чуть более 200 метров океан становится темным, как самые дальние уголки космоса.
Океан населяет около миллиона биологических видов, и все его обитатели должны уметь ориентироваться в нем с исключительной точностью. Некоторые обитают близко к поверхности, во всем полагаясь на солнце. Зеленые морские черепахи, плавающие вдоль тропических и субтропических морей, знамениты своими путешествиями на огромные расстояния между местами кормления и пляжами, где происходит их вылупление. Каждые два — четыре года самки проплывают более четырех тысяч километров, чтобы отложить яйца на побережьях Северной Азии, Индии или уединенных островов в западной части Тихого океана. До тех пор, пока не был изобретен хронометр, благодаря которому можно точно определять географические широты и долготы, мореплаватели постоянно терялись в океанских просторах, между тем как самки черепах, преодолевая расстояния в тысячи километров, возвращаются точно на тот самый берег, где десятки лет назад они появились на свет. Эти величественные существа сегодня находятся на грани истребления: из-за постоянной законной и пиратской охоты на них, из-за браконьеров, собирающих черепашьи яйца, из-за лодок, которые их давят. А ведь эти животные могут определять свой путь как по магнитным полям Земли, так и ориентируясь по солнцу. По мнению ученых из Атлантического университета Флориды, черепахи, чтобы вычислить свое местоположение, вероятно, следят за высотой солнца над горизонтом.
Большинство видов рыб обосновались в каком-нибудь тихом уголке океана или озера и вполне довольны своей жизнью, но несколько сотен видов предпочитают путешествовать, проплывая в год сотни и даже тысячи километров. Некоторые в поисках пищи даже мигрируют между пресными и солеными водоемами. Возможно, самые удивительные ритуалы совершает тихоокеанский лосось. Его судьба могла бы стать сюжетом для голливудского боевика: захватывающая гонка на время, головокружительный бросок вверх против течения, опасные встречи с голодными медведями гризли, неистовая, хотя и мимолетная, любовь — и героическая смерть.
Для пяти разновидностей тихоокеанского лосося — это чавыча, кета, кижуч, горбуша и нерка — миграция оборачивается дорогой в один конец. Первые месяцы жизни лосось проводит в пресноводных водоемах. Малыш тихоокеанского лосося становится молодой красивой рыбой с нежной серебристой чешуей — в этом возрасте его называют смолтом. Со временем биохимические процессы в его теле меняются, и смолтам начинает требоваться соленая вода. Когда они мужают, то покидают пресные водоемы своего детства и держат путь в бескрайние просторы океана. В течение нескольких лет молодые лососи должны питаться очень хорошо, чтобы стать большими, могучими рыбами. Им нужно собрать много сил для последнего в их жизни путешествия.
Несмотря на свои тысячекилометровые странствия по океану, тихоокеанские лососи возвращаются в те самые реки, где когда-то родились. Ученые до сих пор гадают, как этим рыбам удается плыть так точно по маршруту. Согласно одной теории, лосось ориентируется по магнитным полям Земли; по другой — каждая река имеет собственный уникальный запах, и лосось использует свое исключительно острое обоняние, чтобы найти путь домой. Поиск своей реки — самая легкая часть. Реки текут в океан, а значит, лосось должен плыть против течения — это феномен, известный как ход лосося, или нерест лосося. К началу своего «хода» лососи претерпевают кардинальные физиологические изменения: чешуя темнеет, хвост набухает, у самцов вырастают острые зубы. За время пребывания в океане лососи наращивают сильные мышцы и накапливают большие запасы жира. Потом, в пути, они используют всю свою энергию без остатка, чтобы мчаться по воде против течения. Лосось преодолевает пороги и водопады, выпрыгивая из воды на три метра в высоту, пытаясь не попасть в лапы медведей, избежать орлиных когтей и человеческих рук. Он плывет без остановки и еды, пока не закончит свой поход, который может растянуться на сотни километров. Чавыча и красная нерка из Центрального Айдахо путешествуют на сотни километров и поднимаются по воде на две тысячи метров, прежде чем достичь своего родного нерестилища.
У тихоокеанского лосося — пусть похудевшего и истощенного, но сумевшего вернуться в родные реки — все-таки остаются последние силы для своей миссии. Самка лосося делает гнездо для нереста и откладывает пять тысяч яиц размером с горошину, известных как икра. Тем временем самцы кусаются, дерутся, гоняются друг за другом, а самый активный присоединяется к самкам и откладывает свою сперму рядом с ее икрой. Тело взрослого лосося больше не приспособлено к пресной воде, как это было в юности, и оно быстро разрушается после нереста. Практически лишенный еды, с ослабленным и совершенно разбитым телом, истощенный лосось, выполнив свое предназначение, погибает на том месте, где был рожден. Гибнет подавляющее большинство лососевых рыб, однако в Северной Атлантике была найдена небольшая часть вида, самки которого ухитряются выжить: они возвращаются в соленый океан, восстанавливают силы и снова пускаются в ход для воспроизведения потомства.
Рекорд по протяженности перелета ежегодно ставят полярные крачки. У них есть преимущество — умение летать. А кто из млекопитающих удерживает такой же мировой уровень? Ученые отдают титул рекордсмена западному серому киту, потеснившему в этом своего близкого родственника — горбатого кита. Каждый год серый кит проплывает тысячи километров между ареалом размножения и богатыми пищей водами Северного Ледовитого и Антарктического океанов. Это чудо природы, величавое и при своих пятнадцатиметровых размерах грациозное, путешествует из России в Мексику и обратно, преодолевая почти 20 тысяч километров.
В результате бесконтрольного китобойного промысла популяция серых китов была на грани истребления, пока Международная китобойная комиссия не обеспечила им в 1949 году защиту. С тех пор популяция постепенно восстановилась, хотя некоторые подвиды, особенно из северо-восточной акватории Тихого океана, до сих пор находятся на грани исчезновения.
Большинство морских миграций не так драматичны, как у тихоокеанского лосося. Обитающая во всех мировых океанах большая белая акула по не вполне понятным причинам ежегодно мигрирует на тысячи километров. И хотя фильмы вроде знаменитых «Челюстей» (1975) Стивена Спилберга изображают белых акул свирепыми людоедами, их нападения на людей случаются крайне редко. Правда, по отношению к морским животным белые акулы не проявляют подобной деликатности и готовы поглощать кого угодно, начиная от морских птиц и заканчивая морскими черепахами и дельфинами. Но самое их любимое лакомство — богатые жирами неповоротливые тюлени.
До недавнего времени большая белая акула считалась территориальной, то есть оседлой рыбой, которая четко привязана к прибрежным водам и курсирует на сотни километров вдоль побережья в поисках популяции тюленей. Однако в статье, опубликованной в 2009 году в Proceedings of the Royal Society B{5}, доказывалось, что в действительности белая акула — рыба трансокеанская, заплывающая практически во все моря планеты. Группа ученых Стэнфордского университета обнаружила, что белая акула вовсе не плавает на одном месте, а может, несмотря на скудность добычи, путешествовать по открытому океану, уплывая на пять тысяч километров. Некоторые большие белые акулы даже ныряют на глубину более 100 метров, чтобы поохотиться на плотные скопления рыб и кальмаров, известные как глубинные звукорассеивающие слои{6}, богатые живностью.
Ученые с трудом находят закономерности в миграции белых акул, но все-таки стали известны некоторые места, отмеченные их повторными посещениями. Например, в Тихом океане белые акулы часто совершают любопытное зимнее путешествие: по неизвестным нам, людям, причинам они покидают богатые кормом места у побережья Калифорнии и отправляются к далекой и бесплодной полосе океана между Гавайями и Нижней Калифорнией. Эти воды так и называются Уайт-Шарк-Кафе (White Shark Cafe — «Кафе белых акул») — место, где у берегов зимой и весной отмечается самое большое на Земле скопление больших белых акул. Приплыв туда, они начинают совершать какие-то загадочные и крайне изнурительные погружения, достигая самых глубин океана. «День и ночь акулы очень быстро уходят на глубину от 50 до 250 метров и так же быстро поднимаются на поверхность. Вверх и вниз, вверх и вниз — иногда по сто раз в день, — двигаясь на пределе своих возможностей», — рассказал исследователь миграции акул Сэл Джоргенсен[5]. По предположению ученых, акулы ищут свои пары или, возможно, особенно лакомую рыбу, но на самом деле ни исследователи, ни кто-либо еще не знают, зачем акулам это надо. Ответ пока не найден.
Согласно распространенному мифу, рыба не чувствует боли и не испытывает эмоций, поэтому среди людей не считается жестокостью цеплять рыбу на крючок и давать ей задыхаться на берегу. Однако рыба ощущает боль и воспринимает себя как отдельную единицу.
Можно пометить участок тела животного краской (без запаха), поместить его перед зеркалом и таким образом определить, есть ли у него самосознание. Если, глядя в зеркало и видя свое отражение, животное исследует эту метку, касается ее или пытается снять, скорее всего, оно узнаёт себя и понимает, что метка расположена на его собственном теле. Распознавание себя в зеркале является показателем наличия самосознания у животных. (Зеркальный текст — один из многих способов определения самосознания. По общему мнению, сознание животных не всегда поддается обычному тестированию. Важно отметить, что животные, не обладающие сознанием в традиционном понимании, все равно могут чувствовать боль, травму и испытывать другие эмоции.) Японские ученые из Осакского университета решили провести зеркальный тест с губанчиком, маленькой рыбкой-чистильщиком, обитающей в коралловых рифах, которые тянутся от Восточной Африки и Красного моря до Французской Полинезии. Эта рыбка живет в симбиозе с большими рыбами и очищает их от паразитов. Губанчики весьма предприимчивы: они объединяются в стайки, образуя этакую «бригаду чистильщиков», обслуживающую очень больших рыб, и даже умеют привлекать новых «клиентов», извиваясь в своеобразном танце, двигаясь перед другими рыбами вверх и вниз.
Японские исследователи установили перед губанчиками зеркало. Сначала рыбки вели себя пугливо, видимо принимая свое отражение за незнакомых рыб. Но через несколько дней губанчики успокоились и к концу опыта явно стали узнавать собственные движения. Они даже оглядывались на свое отражение в зеркале, пытаясь снять метки, прикрепленные к их телу.
Путешествия самых мелких
Несмотря на крошечный головной мозг — полмиллиметра в ширину и всего лишь миллион нейронов, — пчелы способны отлетать от своего улья на три километра и возвращаться обратно. Даже когда пчела попадает в плен, например случайно залетает в окно автомобиля или бывает захвачена гнусным ученым, — вырвавшись на волю, она в состоянии переориентироваться и вернуться к своему улью. Как может такое маленькое существо, живущее считаные дни, не имеющее гиппокампа, энторинальной коры и других развитых структур головного мозга, — как может оно находить дорогу домой? Ученые понятия не имеют. У них есть только предположения. Например, что карта пчелиной территории отпечатывается в ее маленьком мозгу и пчела мчится, жужжа, домой по знакомым ориентирам. Или что пчелы следят за положением солнца и ориентируются по своим внутренним часам — пчелиному способу определения широты и долготы.
Похожий способ используют рачки-бокоплавы, миниатюрные ракообразные, которых можно видеть на песчаных отмелях в сумерках после отлива. Их часто называют пляжными блохами, и это досадная ошибка, поскольку рачки-бокоплавы совсем не блохи и даже не кусаются. Издали эти существа напоминают пляшущие коричневые бобы. Они перемещаются по направлению от береговой линии, где ищут себе пищу, прячась во влажном песке. Движения рачков в течение дня главным образом направлены по оси от востока к западу — по тому же маршруту, по которому солнце движется по небу, а ночью их ориентиром служит луна.
Некоторые насекомые ориентируются по звездам. Жук-навозник, или навозник-землерой, предпочитает выполнять свою грязную работу под покровом ночи. Возвращаться домой с добычей ему помогает звездное небо. Вечерами навозник занимается тем, что скатывает шарики из помета животных и закапывает их во влажную почву. Навозный жук не выглядит особенно выносливым и сильным, но, по данным исследований Лондонского университета королевы Марии, вес шариков, которые самец навозника перекатывает за один прием, порой может в 1100 раз превышать его собственный. Представьте себе человека, тянущего за собой шесть наполненных людьми двухэтажных автобусов.
Скатывать комки из испражнений — не самое простое занятие, как может показаться кому-то, кто ни разу не пробовал это делать. Жуку часто приходится стряхивать с них мельчайших насекомых, которые то и дело норовят прокатиться за просто так на навозном шаре. В результате жук теряет направление и всякий раз должен заново выстраивать свой маршрут. Кропотливые исследования показали, что перед возвращением домой навозник обычно забирается на свежескатанный комок и совершает на нем танец по кругу — на самом деле так он ориентируется на местности. «Дорсальные (верхние) глазки жуков-навозников специально устроены таким образом, чтобы анализировать поляризацию света — направление, в котором свет вибрирует», — рассказала в 2013 году исследователь Мари Даке[6]. Навозный жук использует поляризационные характеристики ночного неба, чтобы не двигаться по кругу. Ученые пришли к выводу, что некоторые подвиды навозных жуков гораздо лучше ориентируются в ясные звездные ночи, когда на небе четко виден Млечный Путь.
От скромного навозного жука переходим к насекомому, отточившему свои навигационные способности до совершенства. Бабочку монарха недаром называют одним из самых удивительных природных явлений, ведь в одной ее миграции задействованы четыре поколения бабочек. Начиная с марта и апреля из яйца через четыре дня после кладки вылупляется личинка бабочки в виде гусеницы. Около двух недель малыши-гусеницы ползают вокруг и поедают листья ваточника, пока не становятся готовыми к следующей стадии своего метаморфоза. Зацепившись за стебель растения, гусеница обволакивает себя плотной шелковой оболочкой и превращается в куколку. Снаружи куколка кажется неподвижной, но внутри кокона происходят захватывающие события — старые части тела гусеницы превращаются в крылья. Примерно через десять дней появляется бабочка, расправляет крылья и взмывает вверх. Она прекрасна, но жизнь ее коротка — в распоряжении бабочки монарха всего от двух до шести недель. За это время она должна отложить как можно больше яиц, прежде чем погибнуть.
Метаморфоз бабочек повторяется снова, и появляется сначала второе поколение, рожденное в мае и июне, а потом и третье — рожденное в июле и августе. Каждое последующее поколение продолжает путь предыдущего, следуя все дальше на север и долетая даже до Канады. Но миграция рожденного в сентябре и октябре четвертого поколения бабочек монархов отличается от остальных. Их путешествие проходит намного труднее. Когда наступают холода, бабочки отправляются на юг, в Мексику, и делают это в одиночку. Живут они уже не от двух до шести недель, а от шести до восьми месяцев, мигрируя за зимний период на расстояние до четырех тысяч километров. Особенно знаменит Биосферный заповедник бабочек монархов, который находится в Мексике, в ста километрах от Мехико, и вмещает практически всю прилетающую популяцию. (Монархи, живущие к западу от Скалистых гор, холодные месяцы проводят в Южной Калифорнии.) Зимуют бабочки монархи, расположившись сплоченными группами на ветвях и стволах хвойных деревьев; их спячка длится до тех пор, пока они не будут готовы отправиться назад на север, чтобы снова начать жизненный цикл четырех поколений.
Некоторое время считалось, что путешествие бабочек монархов — самое протяженное среди всех миграций насекомых, но недавние исследования показали, что рекорд все-таки ставит стрекоза. Вернее, определенный вид стрекоз, именуемый бродяжкой рыжей, или бродяжницей рыжей, — что, надо сказать, звучит вполне уместно. Бродяжка рыжая, имеющая фасетчатые глаза, мощные крылья и вытянутое тело, принадлежит не только к самым известным насекомым на планете, но и к самым загадочным. Натуралисты давно знали, что некоторые виды стрекоз бывают перелетными, но из-за размера и скорости полета отследить их на длинных расстояниях казалось маловероятным. Однако эти маленькие, но очень мощные вертолеты могут перемещаться в шести направлениях и лететь со скоростью до 50 километров в час. Большинство стрекоз не знают, что такое настоящая миграция; за свою жизнь, которая укладывается в один-два месяца, они пролетают не более чем несколько километров. Но жизнь бродяжки рыжей представляет собой совсем другую, исключительную историю.
Секрет этого загадочного насекомого был раскрыт лишь в 2009 году, когда биолог Чарльз Андерсон опубликовал в Journal of Tropical Ecology свое исследование. Андерсон изучал бродяжек самым традиционным, старомодным способом: он наблюдал за ними. Сопоставив свои наблюдения, сделанные в Индии, Восточной Африке и других местах с сезонными изменениями погоды, ученый пришел к выводу, что многие невероятно протяженные миграции бродяжек требуют участия нескольких поколений — именно так происходит во время миграции бабочек монархов. Сначала Андерсона заинтересовал вопрос, почему эти невзрачные желтые насекомые вдруг появляются около его дома на Мальдивах — тропических коралловых островах к юго-западу от Шри-Ланки, — а затем загадочным образом исчезают. Наблюдая за ними более 15 лет, он обнаружил, что бродяжки рыжие перелетают Индийский океан, следуя за муссонными дождями. Как выяснилось, стрекозам просто нравится спариваться под проливным дождем, и потому они готовы следовать за муссонами, пролетая расстояние до 16 тысяч километров.
Некоторые малютки, чтобы добраться домой, не нуждаются ни в крыльях, ни в лапах. Об этом на своем опыте узнала в 2009 году одна пенсионерка из Англии, обнаружив, что ее любимый садик буквально оккупирован бандами мародерствующих улиток. Рут Брукс не только пришла в отчаяние — она была в ярости. По сообщению Би-би-си, «они съели салат, растерзали петуньи и уничтожили стручковую фасоль»[7]. Госпожа Брукс была слишком милосердной женщиной и не стала уничтожать этих мелких тварей, ей пришлось их собрать и перенести на участок поблизости. Конечно, не сразу, не на следующий день (ведь скоростной рекорд садовых улиток — около 0,04 километра в час), но вся прожорливая банда вернулась в садик дожевывать свой салат. Куда бы Брукс ни относила их, улитки находили дорогу обратно. Пенсионерка обратилась в Оксфордский университет к биологу Дэйву Ходжсону, проводившему в Университете Эксетера эксперимент с участием 65 улиток, которых переносили в разные уголки сада, но в результате почти все они смогли преодолеть целых 25 метров и вернуться на прежнее место. По окончании опыта доктор Ходжсон подвел итог: «Необходимо еще проанализировать данные, но, насколько я понимаю, это весьма эффектное свидетельство, что у улиток есть инстинкт возвращения к месту рождения. Лучшего я и желать не мог»[8].
Тяжелой поступью по суше
Легко представить птиц, рыб и летающих насекомых, путешествующих на дальние расстояния где-то высоко в воздухе или глубоко в океане. Однако и обитающие на суше животные способны передвигаться ежегодно на сотни и тысячи километров — даже самые большие, самые неуклюжие и самые медлительные. По последним данным, с начала XX века до наших дней популяция африканских слонов сократилась на 97 % — их было 12 миллионов, а стало 350 тысяч. Но в те дни, когда торговля слоновой костью еще не привела почти к полному их истреблению, эти величественные огромные животные могли путешествовать на очень большие расстояния. Под предводительством матриарха — старейшей и мудрейшей слонихи стада — африканские слоны проходили сотни километров по своим проторенным тропам, следуя за дождями к плодородным землям. Многие из этих путей были настолько протоптаны, что впоследствии люди стали использовать их как общественные дороги. В наши дни передвижение слонов сильно затруднено из-за человеческой деятельности и браконьерства. Как правило, их маршруты ограничены охраняемыми заповедными территориями. Однако отдельные популяции слонов все еще ходят по тропам своих предков.
Главными кочевниками среди африканских слонов оказались саванные слоны — выходцы из пустынь Сахара и Намиб. Эти животные странствуют всю жизнь, проходя в поисках воды более 50 километров в день. Как объясняет основатель некоммерческой организации «Спасти слонов» биолог Иэн Дуглас-Гамильтон, «саванные слоны существуют на грани — в самых экстремальных условиях»[9]. Как и у всех слонов мира, главным злом саванных слонов являются браконьеры. Несмотря на активные усилия по восстановлению их численности, популяции слонов в Намибии и Мали составляют 600 и 400 голов соответственно. Невзирая на риск, слоны проходят сотни километров в год, поедая любые виды растений, которые смогут найти, включая травы, кустарники, кору, листья, семена и фрукты. Саванному слону не приходится привередничать, ведь ежедневно ему требуется около 300 килограммов еды и 150 литров воды.
В отличие от других животных, например птиц, которые уже рождаются с навигационными способностями, слоны учатся этому на собственном опыте и опыте старших. Выживаемость стада зависит от слонихи-матриарха — старейшины рода, знающей безопасные пути и надежные источники воды в местности, где практически нет ни того, ни другого. Эти знания передаются из поколения в поколение в течение тысяч лет. На протяжении десятилетий слониха-матриарх хранит в памяти, какие маршруты безопасны, какие дороги несут угрозу, знает, как различать дружеские и враждебные крики слонов. Самые мудрые слонихи-матриархи умеют определять разницу между рыком льва и рыком львицы, что имеет огромное значение, поскольку самцы львов крупнее и чаще всего именно они охотятся на слонят. Старейшины могут ориентироваться в таких местах, как область Кунене в Намибии, где выпадает в среднем 10 сантиметров осадков в год. Особенно изобретательными слонихи-матриархи должны становиться при нехватке пищи и вести свои стада в такие земли, как, например, у реки Хоаниб в Западной Намибии, где саванные слоны могут питаться семенными коробочками деревьев ана.
В Танзании, в Национальном парке Тарангире, в 2008 году было проведено заслуживающее внимания исследование: ученые в период долгой засухи вели наблюдение за двадцать одной слоновьей семьей. Группы, в которых были старейшие слонихи-матриархи, пережившие предыдущую крупную засуху тридцать лет назад, имели гораздо больше шансов найти пищу и воду в отдаленных местах, куда обычно слоны не доходят. Несмотря на то что слонихи не посещали этих территорий несколько десятилетий, они смогли вызвать у себя нужные воспоминания и довести свои семьи в спасительные места.
Сухопутные животные лишены роскоши парить высоко в небе. Им приходится совершать сезонные переходы, стирая на своем пути лапы и копыта. Самые сложные испытания достаются на долю северного оленя. Каждый год три миллиона этих рогатых обитателей северных районов Европы, Азии, Гренландии и Северной Америки проходят через арктическую тундру в поисках зеленых пастбищ. В летние месяцы северный олень питается сочными травами той же тундры, поглощая до пяти килограммов зеленой массы ежедневно. Когда в тундре ложится снег, стада поворачивают на восток и идут в более защищенные места, где питаются лишайником (ягелем). Некоторые виды северных оленей, особенно лесные карибу, обитающие на далеких северо-западных землях Канады, ежегодно проходят пять тысяч километров — и это самая далекая миграция среди сухопутных млекопитающих.
Каждый год на восточном побережье Африки совершается не имеющая аналогов миграция, которую недаром называют Великим переселением и даже чемпионатом мира по бегу в дикой природе. Из года в год более 1,5 миллиона антилоп гну, 200 тысяч зебр и около 400 тысяч газелей мчатся галопом от территории природного заповедника Нгоронгоро в Танзании на территорию заповедника Масаи-Мара в юго-западной части Кении — так происходит самая крупная в мире миграция сухопутных млекопитающих. Основной поток бегущих проходит через Серенгети — экосистему, охватывающую около 30 тысяч квадратных километров и простирающуюся от севера Танзании до юго-запада Кении.
Антилопы гну составляют самую большую группу в этой ежегодной миграции. Мощные животные с широкими мордами, косматыми гривами и длинными бородами, весом около 250 килограммов способны развивать скорость до 80 километров в час. Между прочим, в известном анимационном фильме «Король Лев» (1994) Муфаса, отец главного героя Симбы, погибает под копытами именно такого несущегося стада антилоп гну. Обычно Великое переселение начинается в январе и феврале в Танзании, когда самки антилоп приносят приблизительно 350 тысяч детенышей, которые рождаются один за другим в течение нескольких недель. Синхронное рождение такого количества антилоп гну дает им эволюционное преимущество, поскольку их естественные преследователи, в основном львы и гиены, сразу обильно насытившись малышами, оставляют в покое подавляющее большинство новорожденных.
Антилопы гну встают на ноги быстрее всех других копытных млекопитающих — буквально в первые минуты после появления на свет. Они должны быть сразу готовы к передвижению, поскольку уже в марте земля начинает пересыхать и антилопам гну нужно отправляться на север вслед за дождями и появлением свежей травы. Затем они устремляются в самую глубь Серенгети, к мелким пресноводным озерам и сочным пастбищам. К июню антилопы гну достигают заповедника Грумети — живописного парка, основанного в 1994 году правительством Танзании специально для защиты антилоп гну во время миграции. Опасность подстерегает их на протяжении всего путешествия: им приходится переходить вброд чудовищно бурные реки, которые в одночасье могут поглотить сотни антилоп гну; на них нападают львы, гиены, леопарды, гепарды и другие хищники. Наконец, к августу истощенные животные добираются до заповедника Масаи-Мара, где проводят следующие несколько месяцев, восстанавливая свои силы для обратного путешествия. К концу октября, с наступлением сезона дождей, антилопы гну начинают свой путь домой, на этот раз через лесистую часть Серенгети. К моменту возвращения самки уже находятся на сносях — скоро появится новое поколение антилоп гну, которое в следующем году присоединится к бегущим по древнему пути миграции.
Ближневосточный слепыш — крошечный пушистый грызун, роющий экстравагантные туннели, — способен определять свое местоположение благодаря магниторецепции{7}. Слепыш слабо видит из-за слоя кожи, который закрывает его крошечные глаза. Однако это не мешает ему совершать далекие путешествия в поисках луковиц и клубней, затем методично складывать их на хранение в своей замысловатой сети туннелей и позже так же методично возвращаться за этими запасами. На коротких маршрутах слепыш, чтобы не терять направление, ограничивается пространственным чувством и обонянием. Но на далеких расстояниях он полагается на более сложную навигационную систему, ориентируясь по магнитным полям Земли. Каким образом слепыш использует свой магнитный компас, пока неясно. Возможно, в его обонятельной области существуют магнитные кристаллы, которые позволяют ему угадывать дорогу домой.
Скорее всего, слепыши не единственные млекопитающие, способные воспринимать магнитные волны планеты. Было замечено, например, что рыжие лисы набрасываются на свою добычу, преимущественно глядя на северо-восток. Если у вас есть собака, обратите внимание на то, как она справляет нужду. В журнале Frontiers in Zoology были опубликованы данные двухлетнего исследования 37 пород собак: на основании более пяти тысяч наблюдений ученые пришли к выводу, что «собаки предпочитают испражняться, когда тело выровнено по оси север — юг»[10].
Людей восхищает, как животные летают, ходят, плавают, ползают и скачут, и чем больше мы узнаем об этих сложных процессах, тем глубже понимаем, как мало нам известно о них. Каким образом птицы, имеющие мозг во много раз меньше нашего, год за годом летают в одно и то же место за тысячи километров? Каким образом морской черепахе удается переплывать целые океаны, чтобы найти маленький остров, где десятки лет назад она появилась на свет? Человека не перестает мучить вопрос: почему животные способны ориентироваться на нашей общей планете во много раз лучше нас, людей? Ученые продолжают искать все новые объяснения, однако остается еще слишком много загадок — вероятно, мы никогда до конца их так и не разгадаем.
Люди продолжат изобретать новые смартфоны, которые уже сегодня доводят нас до любого «Старбакса» на Земле. Когда-нибудь, с появлением беспилотных автомобилей, станут ненужными даже дорожные знаки. А вот животные продолжат совершать свой обычный путь и будут делать это, как всегда, безупречно: без простоев и задержек — им не страшны потери смартфона и разрядка батареи. Правда, остается примерно семь миллионов биологических видов, до сих пор не обнаруженных нами. Человеку приходится только гадать, какими необыкновенными способами эти неведомые ему животные передвигаются по планете. Кто знает, может быть, он у них еще чему-нибудь научится.