Прямо сейчас мимо моего окна пролетает ворона. Кажется, что она летит очень целеустремленно, по какому-то делу, известному только ей одной. Растущие в саду цветы методично облетает шмель. У стены стремительно порхает бабочка — то напрягает все силы, то усаживается на секунду, а потом снова отправляется в полет. Кот проходит по дорожке и исчезает в траве, а в небе заходит на посадку в Хитроу набитый людьми авиалайнер.

Оглянитесь вокруг. Повсюду куда-то движутся животные, крупные и мелкие, люди и прочие. Может быть, они находятся в поисках пищи или брачного партнера; может быть, мигрируют, спасаясь от зимнего холода или летней жары; а может, просто возвращаются домой. Некоторые из них совершают кругосветные путешествия, другие попросту бесцельно бродят в окрестностях своего жилья. Но будь то полярная крачка, перелетающая через весь земной шар, или муравей-бегунок, спешащий к своему гнезду с мертвой мухой в челюстях, всем им нужна способность находить дорогу. Это вполне буквально вопрос жизни и смерти.

Когда мне было семь лет, в моей жизни появился замечательный учитель. Он преподавал математику, но не особо считался при этом ни с учебной программой, ни с возрастом своих учеников. Урок мистера Стедмена, начавшийся с теоремы Пифагора, вполне мог отклониться в топологию, а потом и вовсе провалиться в кроличью нору неевклидовой геометрии. Он говорил о том, что увлекало его самого, и, несомненно, считал, что нам полезно расширять кругозор.

Мистер Стедмен был не только математиком, но и опытным энтомологом; в летние месяцы он ставил в школе ловушку для бабочек. Я с нетерпением ожидал начала каждого учебного дня, потому что перед уроками я мог вместе с ним изучить все, что попалось за ночь в эту ловушку.

Моя школа находилась на краю Нью-Фореста, одного из лучших в Британии мест для насекомых, и в ловушке часто бывало штук пятьдесят, а то и сто мотыльков, тихо сидевших в коробке, в которую заманил их в течение ночи яркий светильник. Как я узнал, некоторые из бабочек не принадлежали к местным видам, а прилетали в эти места только на лето. Часто попадалась совка-гамма, которая — как мы теперь знаем — каждое лето прилетает в больших количествах из Средиземноморья и размножается на севере Европы. Почему эти насекомые совершают такие дальние путешествия и как они находят дорогу, было тогда полнейшей загадкой.

Когда я начинал свои исследования, я думал только о тех животных, которых можно увидеть, — например, насекомых, птицах, рептилиях, крысах, людях. Однако, хотя первые живые организмы, появившиеся на нашей планете, были чрезвычайно маленькими, первопроходцами в области бионавигации были именно они.

Земля сформировалась около 4,56 миллиарда лет назад в результате случайной встречи блуждающих астероидов, притянутых друг к другу гравитацией. В то время она была не очень-то гостеприимным местом: всю ее поверхность покрывали расплавленные горные породы. Приблизительно 4,5 миллиарда лет назад этот океан магмы начал остывать и затвердевать, и появились первые континенты, но ни океанов, ни даже воздуха на планете еще не было.

Чарльз Дарвин (1809–1882) писал, что «человек… носит в своем физическом строении неизгладимую печать низкого происхождения», но даже он, возможно, удивился бы, узнав, что наши глаза и глаза кубомедуз, кальмаров, пауков и насекомых имеют общее происхождение.

На протяжении сотен миллионов лет беспощадный испытательный стенд естественного отбора работал над созданием глаз и мозга, которые позволяют нам (и другим животным) легко выбирать те объекты, которые нам действительно нужно видеть, — и запоминать их. Зрение не только помогает животным находить пищу и половых партнеров и избегать опасности. В отличие от других органов чувств оно позволяет нам получать исключительно подробную информацию об объектах как удаленных, так и близких к нам. Для многих животных глаза являются самым важным навигационным прибором, и человек постоянно опирается на зрение для ориентирования и навигации.

С тех самых пор, как я познакомился с книгами Жана Анри Фабра (1823–1915), я питаю слабость к работам этого французского энтомолога. Главная из них, «Энтомологические воспоминания» (Souvenirs entomologiques), первая часть которых вышла в 1879 году, стала весьма необычным явлением в мире книгоиздания: бестселлером, посвященным исключительно членистоногим. Жан Анри Фабр был не только автором некоторых из наиболее лирических и увлекательных описаний жизни насекомых, созданных на каком бы то ни было языке, но и первопроходцем в области исследований бионавигации.

Хотя Фабр далеко не соответствовал традиционному образу ученого мужа, его необычайная наблюдательность сочеталась с любопытством, терпеливостью и изобретательностью, свойственными истинным ученым. Значительную часть своей жизни он проработал школьным учителем на Корсике и в Провансе, и его зарплаты едва хватало на содержание большой семьи. Фабра часто называют самоучкой, но на самом деле у него были тесные связи с научным миром; он получил университетский диплом и докторскую степень. В поисках дополнительного заработка он в конце концов занялся составлением школьных учебников, и эта деятельность оказалась настолько прибыльной, что он смог отказаться от преподавания и посвятить себя своим исследованиям.

Пчел из семейства галиктид называют еще потовыми пчелами; это довольно малопривлекательное название объясняется тем, что они любят человеческий пот. Вид Megalopta genalis обитает в тропических зонах Америки. Если более знакомые нам медоносные пчелы летают днем, потовые пчелы Megalopta genalis выбираются из гнезда только на закате и на рассвете: они ведут сумеречный образ жизни. Самки живут в дождевых лесах и строят свои гнезда в мелких полых ветках, скрытых в подлеске. Когда они отправляются на поиски пищи, им приходится пробираться через густую растительность (хотя возможно также, что они летают над растительным покровом: этого пока что никто точно не знает), и, судя по пыльце, которую они собирают, они могут улетать на расстояния по меньшей мере до 300 метров.

В тропиках быстро темнеет, и в дождевом лесу становится по-настоящему темно, так как листва задерживает бо́льшую часть оставшегося света. Навигационные задачи, которые приходится решать потовым пчелам, были бы достаточно сложны и при дневном свете, но после захода солнца скудость освещения делает их «особенно трудными» — мягко говоря.

Птицы могут летать на большие расстояния, так что навигационные задачи, которые им приходится решать, бывают особенно трудными. Зато в их распоряжении прекрасное зрение, а также широкий ассортимент других навигационных приборов. Точно так же, как мы можем иногда использовать для прокладки маршрута GPS-навигатор, а иногда — обычную карту, птицы по мере надобности переходят с одного метода навигации на другой.

Выяснение роли разных механизмов, которые используют птицы, оказалось делом чрезвычайно сложным, и в этой области до сих пор остается много неясного. Это лишь один из примеров более масштабной проблемы, затрагивающей все направления науки о поведении. Истолкование результатов опытов на высших животных редко бывает очевидным. Взять хотя бы тесты на интеллектуальное развитие людей. Если ребенок показывает плохие результаты, обязательно ли это значит, что он недостаточно умен? Может быть, когда он выполнял задания, он беспокоился, отвлекался или даже скучал, — а может быть, сам тест плохо составлен.

В нескольких днях хода от Галифакса, Новая Шотландия, и в сотнях километров от суши я сидел за штурвалом яхты, идущей в Англию, как вдруг на леер рядом со мною неуверенно села неизвестно откуда взявшаяся маленькая коричневая птичка. Она была настолько измождена, что даже не пыталась улететь при моем приближении. В отличие от глупышей, непринужденно планировавших вокруг яхты, бедняжке явно было не по себе посреди океана, но она отказалась от предложенной пищи и воды и в конце концов вспорхнула и продолжила свое безнадежное путешествие. Это вполне мог быть пестрогрудый лесной певун, сбившийся с курса или, может быть, допустивший ужасную навигационную ошибку и полетевший в совершенно неправильном направлении.

Первая задача, которую должен решить всякий навигатор, будь то человек или любое другое существо, — это выбрать верное направление. Этот процесс и называется ориентацией в пространстве. Обычно в этом помогают визуальные ориентиры, но, если вы находитесь в незнакомом месте или в открытом море, где никаких ориентиров нет, вам потребуется какой-нибудь компас.

К началу ХХ века навигацией у муравьев занимались сразу несколько ученых. Возможно, самым замечательным из них был чудаковатый швейцарский врач из Лозанны Феликс Санчи (1872–1940), который в 1901 году, в возрасте 29 лет, приехал в Тунис и поселился в древнем укрепленном городе Кайруан. В этой изолированной крепости, так называемой Мекке Магриба, он и прожил почти до самой смерти, ухаживая за больными из местного населения.

В 1890-х годах, еще юным студентом, Санчи участвовал в грандиозной научной экспедиции в Южную Америку, в которой у него возник глубокий интерес к муравьям. Теперь, живя на краю Сахары, он смог посвятить свое свободное время наблюдениям за многочисленными видами, живущими в этой пустынной местности, и их коллекционированию. Вскоре Санчи начал публиковать научные статьи по навигации у муравьев. Его открытия были поистине революционными, но, поскольку о них рассказывалось в малоизвестных швейцарских журналах, в то время они по большей части оставались незамеченными.

Одним из отцов-основателей этологии — научного изучения поведения животных в дикой природе — наряду с Конрадом Лоренцем (1903–1989) и Нико Тинбергеном был Карл фон Фриш (1886–1982). Необычайные достижения этой неутомимой троицы получили признание в виде Нобелевской премии, которой все трое были удостоены в 1973 году. Возможно, наиболее впечатляющим — и уж точно самым знаменитым — среди этих достижений было открытие языка танца медоносных пчел, но путь к нему занял многие годы.

Медоносные пчелы исследуют местность, окружающую их ульи, в поисках нектара и пыльцы, необходимых для существования роя, причем такие экспедиции могут уводить их на расстояния до 20 километров. Изучая, как пчелы различают разные цветы, фон Фриш приучил их прилетать к кормушкам, наполненным сахарным сиропом, который имитировал нектар, служащий топливом для их долгих полетов.

При этом фон Фриш сделал одно интересное наблюдение. Он заметил, что пчелы время от времени возвращаются к опустевшей кормушке, как бы проверяя, не наполнилась ли она снова, а когда он действительно доливал в нее сахарный сироп, у кормушки за поразительно короткое время появлялось множество пчел. Казалось, они каким-то образом знали, что́ он сделал.

Открытие у медоносных пчел способности различать поляризационные узоры в небе и прокладывать курс по ним, когда самого солнца не видно, было чрезвычайно важным. Но простое знание положения солнца еще не позволяет животным сохранять прямой курс — во всяком случае, в течение долгого времени. Нужно еще каким-то образом учитывать непрерывное перемещение солнца по небу. А это значит, что нужно следить за ходом времени. Может ли быть так, что в дополнение к прочим поразительным талантам пчел у них есть еще и встроенные часы?

Ключ к ответу на этот вопрос появился еще в 1929 году, но его значение было понято не сразу. Одна из учениц фон Фриша, Ингеборг (Инге) Белинг, установила тогда, что, если медоносных пчел кормить в течение нескольких дней в одно и то же время, в следующие дни они начинают прилетать к кормушке в точности ко времени раздачи пищи. Последующие опыты показали, что это замечательное поведение не зависит от присутствия каких-либо внешних подсказок — например, изменяющегося азимута солнца. В то время фон Фриш не был уверен, является ли этот механизм «бессмысленным даром природы» или имеет какое-то биологическое значение. Определенный ответ на этот вопрос фон Фриш смог дать только в начале 1950-х годов.

Теперь кажется удивительным, что столь многие мореплаватели когда-то были готовы, рискуя жизнью, пересекать океаны, имея в своем распоряжении столь безнадежно несовершенные навигационные приборы. Представьте себе, что вы отправляетесь в путешествие, которое может продлиться несколько месяцев, без сколько-нибудь надежных средств определения своего местоположения. А поскольку способов хранения свежих продуктов еще не существовало, а запасы питьевой воды можно было пополнять только за счет дождя, такое предприятие было еще более рискованным, чем оно стало бы в наши дни. Несовершенство методов навигации стоило жизни бесчисленным морякам, хотя причиной их гибели чаще бывали не кораблекрушения, а цинга, жажда и голод. К тому же, как ясно показывает пример пестрогрудого лесного певуна, человек — не единственное животное, которое сталкивается с такими проблемами.

В 1950-х годах, в связи с созданием атомных подводных лодок, способных оставаться в подводном положении месяцами подряд, возникла навигационная задача совершенно нового рода. Хотя к тому времени навигация по небесным телам давно была доведена до совершенства, а также существовали различные способы определения местоположения по радиосигналам, все эти средства нельзя было использовать на судах, патрулирующих на больших глубинах под поверхностью моря.

Эта задача была решена при помощи навигационной системы, регистрирующей ускорение в трех измерениях — другими словами, изменения скорости и ориентации судна, — при помощи набора гироскопов. Интегрируя данные, поступающие от этих инерциальных датчиков, бортовой компьютер может отслеживать все маневры, которые совершает подводная лодка, и точно определять ее положение на любой момент. При этом, однако, необходимо учитывать вращение самой Земли, а кроме того, данные системы нужно время от времени обновлять, потому что в противном случае они постепенно «дрейфуют». Этот метод, который называют инерциальной навигацией, широко применяется в ракетах, авиалайнерах и даже космических кораблях.

Несмотря на все недостатки счисления пути, это единственный практически применимый способ, позволяющий путешественнику отслеживать свое местоположение, — если у него нет каких-либо независимых средств определения своих точных координат, например возможности использовать внешние ориентиры или аппаратуру спутниковой навигации. К тому же на очень коротких расстояниях, пока не накопятся разнообразные ошибки, счисление пути может работать весьма эффективно. Поэтому вопрос о том, способны ли другие животные использовать счисление пути, не лишен смысла. Тот факт, что живущие в пустыне муравьи могут проходить в своих экспедициях за пищей сложными, извилистыми маршрутами, а потом возвращаться домой прямым курсом, позволяет считать их возможными кандидатами на эту роль. Чтобы узнать побольше о навигационных способностях муравья, я поехал в Цюрих, к величайшему в мире специалисту в этой области — Рюдигеру Венеру.

Упорное стремление Венера понять ориентационное поведение муравьев поистине впечатляет. Подобно фон Фришу, он провел сотни полевых экспериментов, но в дополнение к этому он обращается для исследования многочисленных и разнообразных навигационных механизмов, которые позволяют пустынным муравьям выживать в чрезвычайно жестокой окружающей среде, к достижениям нейробиологии, анатомии, молекулярной биологии и даже робототехники. Хотя в научном мире много говорят о междисциплинарных исследованиях, мало кто из исследователей преследует этот идеал так же настойчиво и успешно, как Венер.

В 1969 году Венер в сопровождении пары студентов отправился на машине, а затем на пароме в Северную Африку. Они проехали на юг до солончака Шотт-эль-Джерид, расположенного вблизи оазиса Габес на юге Туниса, и именно там они впервые встретили занятого поисками пищи муравья-бегунка, которого они впоследствии идентифицировали как вид Cataglyphis fortis. Это длинноногое насекомое стремительно бегало в поисках пищи под обжигающим солнцем и в конце концов нашло останки мертвой мухи. Венера поразило, что после этого муравей побежал прямо к своему гнезду, представлявшему собой всего лишь маленькую дырочку в земле, бывшую от него на расстоянии более 100 метров. Муравей никак не мог видеть вход в гнездо на таком расстоянии — как же ему это удалось?

В течение шести недель они работали в пустыне возле Габеса, но любопытные проезжие так часто прерывали их работу, что Венер решил поискать более изолированное место. В том же году он еще раз вернулся в Тунис с маленькой группой студентов. Вскоре они нашли идеальное место — засоленные песчаные равнины у прибрежного города Махареса (тогда он был всего лишь деревней) — и разбили там лагерь. В то время Венер и не подозревал, что эта экспедиция станет первым шагом целой научной карьеры, посвященной в основном муравью-бегунку, и что он будет возвращаться в Тунис каждое лето на протяжении более чем 30 лет.

Предположение о том, что муравьи, возможно, умеют измерять расстояния путем подсчета шагов, так же как штурманы ГДРП использовали одометры своих грузовиков (подсчитывавшие число оборотов колес), чтобы определить, как далеко они уехали, было высказано еще в 1904 году. Гипотеза казалась интересной, но никто не мог ее проверить, пока одному из учеников Венера, Матиасу Виттлингеру, не пришла в голову блестящая идея физически изменить длину шага муравьев и он не придумал практически осуществимый, хотя и жестокий способ это сделать.

Сначала Виттлингер приучил обычных муравьев ходить к кормушке, расположенной в десяти метрах от их гнезда, и обратно. Затем он перенес их в установленный в том же месте тестовый желоб с высокими стенками, не позволявшими им видеть какие-либо ориентиры, которые выдали бы расположение гнезда. Поместив муравьев в ближний к кормушке конец желоба, он измерил расстояние, которое они проходили по направлению к дому, прежде чем начинали искать гнездо. А затем эти обученные муравьи подверглись операции, которую стыдливо назвали «экспериментальной обработкой».

Больше половины рода человеческого лишено самого великолепного зрелища, какое только может предложить природа. Живя в крупных и мелких городах, в которых ночное небо сияет рукотворным цветом, мы в большинстве своем можем увидеть лишь горсточку из многих тысяч звезд, видимых в местах, не затронутых световым загрязнением. Мы медленно, но верно закрываем жалюзи на окне, которое некогда открывало нам вид на Вселенную.

В 1994 году, когда в результате землетрясения в Лос-Анджелесе вышла из строя система энергоснабжения, вид по-настоящему темного неба оказался настолько незнакомым местным жителям, что многие из них звонили в службу спасения с сообщениями о странном «гигантском серебристом облаке», появившемся в небе. Значило ли это, что вот-вот высадятся инопланетяне? Нет, но это действительно было нечто такое, чего они никогда не видели раньше, — Млечный Путь.

К этому времени традиционная навигация уже не практиковалась на островах Полинезии, но еще существовала в Микронезийском архипелаге. Тамошние мореплаватели по-прежнему преодолевали сотни миль открытого моря, используя методы многовековой давности. Ключ к их успеху состоял в долгом обучении, которое начиналось иногда еще до достижения десятилетнего возраста. Во время такого ученичества они заучивали путем бесконечных повторений и испытывали на практике «звездные маршруты», соединяющие все острова, на которые им может понадобиться идти.

Мимо моего окна стремительно пролетают черные стрижи, преследующие свою добычу — насекомых, и кажется, что в их пронзительных криках звучит яростный восторг. Меня радует их появление — это первое доказательство того, что наконец наступило лето. Эти замечательно быстрые и ловкие летуны редко садятся — за исключением тех случаев, когда они строят свои земляные гнезда и выкармливают птенцов. Мы знаем теперь, что вне периода размножения они могут оставаться в воздухе до десяти месяцев подряд. Если по пути находится достаточно пищи и воды, перелет из Африки на север Европы не представляет для них никаких трудностей, хотя спят ли они на лету — как это, по-видимому, делают некоторые птицы семейства фрегатов, — мы так пока и не знаем.

Сезонные появления и исчезновения птиц озадачивали древних, и они придумывали в высшей степени странные объяснения тому, что наблюдали. Аристотель (384–322 до н. э.) считал, что горихвостки, которых он видит летом, — это те же самые птицы, что и зарянки, появляющиеся зимой, но видоизмененные: они никуда не улетают, а просто меняют окраску. На самом деле, как мы выяснили с тех пор, разные виды мигрируют в противоположных направлениях — и меняются местами друг с другом.

Не все молодые перелетные птицы могут воспользоваться советами взрослых. К тому времени, когда молодая обыкновенная кукушка покидает гнездо своих приемных родителей, ее настоящие родители уже летят на юг, направляясь к своим зимовьям в Южной и Центральной Африке. Поэтому молодой птице приходится искать дорогу самостоятельно. Подобно многим другим перелетным видам, кукушки совершают свои перелеты ночью, отчасти потому, что ночью воздух прохладнее (а перегрев бывает серьезной проблемой для летящих птиц), а отчасти — чтобы не привлекать внимания хищников. Молодая кукушка, которая никогда раньше не совершала такого путешествия, очевидно, не может следовать по заученному маршруту. Какие же методы навигации она может использовать?

В течение долгого времени предполагалось, что молодые кукушки используют унаследованную программу ориентирования, которая, по сути дела, направляет их в нужную сторону и говорит им, как долго следует лететь. Эта гипотеза сводится к тому, что такая система «часов и компаса» должна позволить им попадать, по меньшей мере приблизительно, в нужное место, но она плохо согласуется с результатами недавнего эксперимента по отслеживанию таких кукушек.

Как-то раз на юге Франции я целых полчаса завороженно наблюдал, как черный, блестящий жук-навозник пытался — многократно и неутомимо — закатить свой шарик на небольшой, но крутой подъем. Шарик снова и снова вырывался у него почти у самой вершины, и жуку приходилось возвращаться вниз и начинать все сначала. В конце концов он добился своего, и я чуть не зааплодировал.

Древние египтяне поклонялись скарабею, считая, что он символизирует Хепри, бога солнца, который катит по небу солнечный шар. Эрик Уоррент, проработавший с навозниками много лет, восхищается ими почти не меньше: «Они такие целеустремленные. Именно поэтому с ними так замечательно работать. Во многих отношениях они похожи на маленькие машины: они готовы катить свои шарики бесконечно, в любое время».

Может показаться, что в качении шарика по прямой линии нет ничего особенного. Вспомним, однако, что жуку нужно сначала придать комку навоза правильную сферическую форму (иначе он вообще никуда не покатится); после этого он должен пятиться, направляя шарик самой задней парой своих ног, иногда по очень неровной местности.

Чтобы проверить свою новую идею, Уоррент и Дакке сначала закрепили на жуках маленькие картонные колпачки, которые не позволяли им видеть небо. В таком виде жукам оказалось гораздо труднее удерживать прямой курс, чем без препятствий, мешающих обзору. Когда вместо картонных на жуков надели колпачки из прозрачного пластика, все их способности в полной мере восстановились, из чего следует, что им мешало не само присутствие колпачка. На следующем этапе жуков исследовали на круглой арене, обнесенной высоким барьером, который не позволял жукам видеть какие бы то ни было окрестные наземные ориентиры. Кроме того, исследователи убрали установленную сверху видеокамеру, которая регистрировала перемещения жуков, — на случай, если она тоже давала им какую-либо ориентирующую информацию.

«Иди сюда скорее! Иди посмотри на этих огромных, как птицы, бабочек!»

С этими словами взволнованный Поль, маленький сын Фабра, вбежал в отцовскую комнату. Казалось, что огромные самцы большого ночного павлиньего глаза заполонили почти весь дом. Служанка бешено гоняла их, приняв за летучих мышей. Фабр взял свечу и пошел в свой кабинет, в котором он тем же днем оставил под колпаком из металлической сетки только что вылупившуюся самку этого вида бабочек.

То, что мы тогда увидели, невозможно забыть. С мягким хлопаньем крыльев огромные бабочки летают вокруг колпака, останавливаются, улетают, опять подлетают, поднимаются к потолку, потом спускаются вниз. Они кидаются на свечу, тушат ее ударами крыльев, садятся на наши плечи, цепляются за одежду, касаются наших лиц. Это пещера волшебника, где вихрем носятся нетопыри. Их здесь около двадцати. Прибавим сюда тех, что заблудились в кухне, в детской и в других комнатах, — и тогда общее число дойдет до сорока. Они явились, уведомленные, не знаю как, со всех сторон, чтобы выразить свой пыл той бабочке, которая вылупилась в тиши моего кабинета.

В том пренебрежении, с которым мы по большей части относимся к своим носам, часто винят Аристотеля. Он, несомненно, был невысокого мнения об обонянии и высокомерно заявил, что «мы не обладаем этим ощущением во всей отчетливости, — оно у нас хуже, чем у многих животных». Он считал, что обоняние годится только на то, чтобы оберегать наше здоровье, предупреждая нас об испортившейся пище.

Но в этом виноват и французский антрополог и нейроанатом Поль Брока (1824–1880). Как ни странно, воззрения Брока на человеческое обоняние были связаны с его религиозным скептицизмом. Пропагандируя идеи Дарвина, Брока утверждал, что «просвещенный разум» человека не имеет никакого отношения к существованию у него богоданной души, а является исключительно следствием большого размера лобных долей нашего мозга. Более того, нами, в отличие от многих других животных, не управляет обоняние, и поэтому мы можем сознательно контролировать свое поведение.

О загадочных навигационных способностях почтовых голубей я впервые услышал в университетском кабинете, выходящем окнами на залитый солнцем ботанический сад в Пизе, неподалеку от знаменитой падающей башни.

Паоло Луски и Анна Гальярдо были учениками покойного Флориано Папи: выше мы уже говорили о его работе, посвященной морским блохам. Подростком Папи, который умер всего за полгода до моего приезда в Пизу, помогал партизанам сражаться с нацистами, оккупировавшими тогда Италию. Он переносил тайные сообщения; если бы его поймали, то расстреляли бы как шпиона. После войны он получил в награду за свою отвагу стипендию на обучение в Высшей нормальной школе Пизы и стал специалистом по плоским червям, а также по световой передаче информации у светляков. Но Папи, родившийся на острове Эльба, был к тому же заядлым моряком, и это побудило его обратить внимание на бионавигацию.

В отличие от голубей птицы открытого океана — например, альбатросы, глупыши, китовые птички и буревестники — обладают необычайно развитыми органами обоняния, которые они используют для поисков пищи, распознавания брачных партнеров и поисков своего гнезда. Многие из них живут чрезвычайно долго (продолжительность их жизни может составлять от 40 до 60 лет) и в течение всей своей взрослой жизни остаются верны как своим партнерам, так и местам гнездования. При этом они также перелетают на огромные расстояния, и в их необычайных достижениях в области навигации вполне может быть и заслуга обоняния.

Весьма интересные данные были получены на буревестниках, к которым прикрепляли отслеживающие устройства. Когда их лишали обоняния, им было трудно найти обратную дорогу, особенно если их выпускали вдали от суши. Птицы, которых ловили на острове Фаял в Азорском архипелаге, расположенном в середине Атлантики, и выпускали в 800 километрах оттуда, возвращались в свои гнезда, проблуждав на протяжении тысяч километров, в то время как птицы контрольной группы, сохранившие обоняние, летели к дому более или менее прямо.

В 1930-х годах британский исследователь и альпинист Фредерик Спенсер Чапмен (1907–1971), которому впоследствии, во время Второй мировой войны, удалось выжить в течение более чем 18 месяцев в тылу врага в малайских джунглях, шел на байдарке вдоль восточного берега Гренландии с группой охотников-иннуитов. На море было сильное волнение, так что, даже попав в плотный туман, они без труда определяли, где находится берег, по шуму прибоя, но Чапмен не мог понять, как они смогут найти тот фьорд, в котором жили. Его спутники, напротив, были совершенно спокойны, и через час размеренной гребли охотник, бывший в передней байдарке, внезапно повернул к берегу и безошибочно вошел в узкий створ фьорда. Чапмен был озадачен, но объяснение оказалось поразительно простым:

Вдоль всего берега… располагались гнездовья пуночек, и каждый самец… объявлял о правах на свою территорию исполнением своей песни, которую он пел с какого-нибудь высокого валуна. При этом песня каждого самца пуночки несколько отличалась от других, и эскимосы научились различать отдельных исполнителей. Поэтому, как только они слышали пение птицы, устроившей свое гнездо у входа в их фьорд, они понимали, что пора поворачивать к берегу.

В течение последних двух десятков лет Йон Хагструм, геофизик, работающий в Геологической службе США, пытается убедить весь мир в том, что у голубей есть сложная навигационная система, работающая на звуке чрезвычайно низкой частоты, то есть инфразвуке. То обстоятельство, что он не профессиональный биолог, может на первый взгляд показаться странным, но его необычный профессиональный опыт очень хорошо подготовил его к изучению именно этого вопроса. Я встретился с ним в его кабинете на окраине Менло-Парка, расположенного рядом со Стэнфордским университетом, к югу от Сан-Франциско.

Отец Хагструма был физиком и хотел, чтобы сын пошел по его стопам, но тот упорно стремился выбрать профессию, которая дала бы ему возможность столкнуться с трудностями жизни на свежем воздухе. В идеале хорошо было бы стать фотографом журнала National Geographic, но он выбрал несколько более реалистичный вариант и пошел учиться биологии в Корнеллском университете. Курс был рассчитан на студентов-медиков, и, когда Хагструм узнал, сколько времени ему придется проводить в лаборатории, он перешел на геологию. В 1976 году он попал на лекцию Билла Китона (1933–1980), который был в то время одним из ведущих исследователей навигации у голубей.

При помощи компьютеризованной системы моделирования атмосферы Хагструм сумел показать, как распределение температур и ветров в атмосфере, а также изменения погоды и физическая форма рельефа влияют на распространение инфразвука. Эти факторы могут приводить к возникновению локальных «зон тишины», или зон акустической тени, попав в которые голуби не слышат характеристических звуков, издаваемых окрестностями их голубятни.

Во время Гражданской войны в Соединенных Штатах зоны акустической тени порождали серьезные проблемы. Военачальники обеих сторон часто держали значительные силы в резерве и вводили их в бой только тогда, когда по шуму битвы становилось понятно, что их участие в ней необходимо. Однако, хотя эти войска находились рядом с полем боя, иногда они ничего не слышали. Вероятно, именно из-за такой акустической тени генерал Улисс Грант не смог вовремя послать подкрепления своему подчиненному, генералу Роузкрансу, в сражении под Иукой 19 сентября 1862 года. Гром орудий до него попросту не доходил.

На протяжении многих столетий мореплаватели использовали для прокладки курса и следования ему магнитный компас. Заучивание наизусть тридцати двух румбов компаса было непременной частью обучения каждого моряка — пока на смену румбам не пришли градусы. Теперь север — это просто нуль, восток — 90 градусов, юг — 180, запад — 270 и так далее, до 359. Хотя мы по-прежнему говорим о «юго-востоке» или даже «северо-северо-западе», более сложные румбы по большей части уже забыты.

Природные магниты — кусочки постоянно намагниченной породы (магнетита), притягивающие железо, — были описаны еще в Античности, и их способность «искать север» в свободно подвешенном состоянии, вероятнее всего, была открыта вскоре после этого. По-видимому, китайцы изобрели своего рода компас около двух тысяч лет назад. Неясно, когда именно они начали применять этот чудесный прибор в навигации, но к XI веку он, несомненно, уже использовался. К XII веку компас появился и в Европе, хотя вопрос о том, был ли он изобретен там независимо, по-прежнему остается предметом споров.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru