Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность
Шрифт:
249
Примерно в то же время другие ученые установили, что на магнитное поле реагируют и более простые животные, такие как плоские черви и новозеландские улитки (Brown, 1962; Brown, Webb, and Barnwell, 1964).
250
Эта конструкция называется воронкой Эмлена в честь ее изобретателя, Стива Эмлена. Дешевое и простое в использовании устройство буквально перевернуло исследование миграции птиц. Оно используется и в наше время, только штемпельные подушечки и промокашку заменили на корректирующую бумагу или термобумагу, которая меняет цвет при нагревании.
251
В лабораторных экспериментах они могут улавливать изменение
252
Искусственное магнитное поле, имитирующее воздействие геомагнитной бури, сбивает с курса и малиновок (Bianco, Ilieva, and Akesson, 2019).
253
Согласно подсчетам, до этого этапа доживает только одна черепаха из 10 000.
254
За последние 83 млн лет магнитное поле Земли меняло полярность на обратную 183 раза. Магнитный север становился магнитным югом, и наоборот. Скорее всего, такие перемены растягиваются на тысячи лет, поэтому вряд ли могут сбить с курса отдельную черепаху. Но каждый вид черепах за свою эволюционную историю должен был пережить не одну смену полярности и соответственно «перечертить» свои магнитные карты (Lohmann, Putman, and Lohmann, 2008).
255
Магнитными картами пользуются даже вроде бы простые существа. Карибские лангусты, обитающие в полостях коралловых рифов, могут забредать в поисках пищи довольно далеко, но, как правило (если не окажутся на ресторанном блюде), благополучно возвращаются в нору. Чтобы доказать это, Ломанн увез лангустов, отловленных у архипелага Флорида-Кис, в морскую лабораторию за 37 км от знакомых им мест, по дороге делая все, чтобы их запутать (Boles and Lohmann, 2003). Он закрыл лангустам глаза, поместил их в темные пластиковые контейнеры и повесил над ними раскачивающиеся магниты. Он даже петлял по пути как мог. И тем не менее, когда лангустов выпустили, они поползли именно в том направлении, в котором был их дом.
256
Геомагнитное поле едва заметно меняется год от года, меняя соответственно и магнитные параметры пляжей, где откладывают яйца черепахи (Brothers and Lohmann, 2018). Как установил Ломанн, в те годы, когда параметры расположенных рядом пляжей совпадают, черепахи гнездятся вперемешку, а в те годы, когда параметры расходятся, черепахи распределяются по разным пляжам. Но всерьез сбить черепах с курса эти незначительные колебания не могут.
257
На момент моего визита в лабораторию Ломанна в Роли, Северная Каролина, у него на попечении находились 16 детенышей логгерхеда, которых отловили в сентябре и выпустят в следующем июне. Клички для когорты каждого года подбираются на определенную тему – сейчас это макаронные изделия. В своих аквариумах кружат Лазанья, Зити, Бантик и (мой любимчик) Тёртеллини (от английского turtle, «черепаха», и тортеллини. – Прим. пер.).
258
Десятилетиями многие ученые считали, что им удалось обнаружить магнетитовые нейроны в клюве голубей и других птиц (Fleissner et al., 2003, 2007). Именно их собирался исследовать Дэвид Кейз, начав заниматься магниторецепцией. Но, перепробовав, по его словам, «все мыслимые и немыслимые методы», он этих нейронов так и не нашел. В 2012 г. Кейз опубликовал сенсационную статью, в которой доказывал, что якобы обнаруженные другими учеными магнетитовые нейроны – это никакие не нейроны, а макрофаги, разновидность лейкоцитов. И хотя железо в них присутствует, это все же не магнетит. В том же году другая научная группа разработала вроде бы беспроигрышный способ идентификации магнетитовых рецепторов (Eder et al., 2012). Ее участники рассмотрели под микроскопом, что некоторые клетки в носу форели при помещении во вращающееся магнитное поле тоже начинают вращаться. А значит, они должны быть магнитными, и, как казалось, какое-то количество магнетита они содержат. Но Кейз опроверг и это открытие (Edelman et al., 2015).
259
Стоит отметить, что в 2011 г. Лецин Ву и Дэвид Дикман обнаружили в мозге голубя нейроны, связанные с внутренним ухом и реагирующие на магнитное поле (Wu and Dickman, 2012).
260
Попробуем чуть подробнее. Когда свет падает на две партнерские молекулы, одна отдает другой электрон, в результате чего у обеих оказывается по одному неспаренному электрону. Молекулы, содержащие неспаренные электроны, называются радикалами – отсюда «радикальная пара». У каждого электрона имеется характеристика под названием «спин», точное описание которой мы оставим квантовым физикам. Биологам же важно, что спин может равняться либо +1, либо –1 («вверх» или «вниз»); радикалы в паре могут обладать либо одинаковыми спинами, либо противоположными, и они переключаются из одного состояния в другое по нескольку миллионов раз в секунду; частоту этих переключений может менять магнитное поле. Таким образом, под воздействием магнитного поля две молекулы приходят в то или иное состояние, которое, в свою очередь, влияет на их химические свойства.
261
Я беседовал с Клаусом Шультеном в 2010 г., когда этой книги еще и в проекте не было. Он скончался в 2016 г.
262
Свет с такой длиной волны обладает именно той энергией, которая может превратить криптохром и флавин в радикальную пару. При одном только красном свете птичий компас не работает.
263
Моуритсен увлекался бердвотчингом с десяти лет и за свою жизнь наблюдал больше 4000 видов. Поначалу он хотел стать учителем в старшей школе, чтобы во время длинных каникул ездить в бердвотчерские экспедиции. И хотя в конце концов он стал профессором биологии, «когда удается вырваться, я снова превращаюсь в бердвотчера, – говорит он. – Вот что меня особенно удручает в эти коронавирусные времена: никуда не выберешься». Для человека, изучающего животных, которые пересекают целые континенты, это особенно горькая ирония.
264
Непонятно, казалось бы, как компасом, который активируется светом, пользуются малиновки, совершающие перелеты по ночам. Но даже ночью темнота не бывает абсолютной. Согласно теоретическим подсчетам, даже в безлунную ночь с небольшой облачностью птицам хватает света, чтобы активировать компас.
265
Даже если гипотеза радикальной пары окажется единственно верной, она оставляет без ответа немало вопросов. Криптохромов у птиц несколько, какой из них участвует в работе компаса? (Сейчас наиболее вероятной кандидатурой считается криптохром Cry4 – в перелетный сезон этот белок вырабатывается у малиновок в огромных количествах, причем вырабатывается в колбочках сетчатки, Einwich et al., 2020; Hochstoeger et al., 2020.) Как завершающие шаги танца радикальной пары преобразуются в нервный сигнал? Как птицы отделяют магнитную информацию от обычной зрительной? И почему, как продемонстрировал Моуритсен, птичий компас могут расстроить крайне слабые радиочастотные поля вроде тех, что генерируются определенным электрооборудованием или используются в средневолновом радиовещании? (Engels et al., 2014) Такие поля не несут никакой полезной информации и распространились только в последнее столетие человеческой деятельности, а значит, в ходе эволюции способность их улавливать у птиц выработаться не могла. Тогда почему эти поля влияют на компас? «Мы явно упускаем из виду какую-то важную деталь, которая обеспечивает магнитному сенсору гораздо большую чувствительность, чем мы могли предположить, – говорит физик Питер Хоур. – Это значит, что наши гипотезы пока недоработаны. Мы не придумали пока никакого окончательного эксперимента». Но они с Моуритсеном не сдаются и запустили амбициозный многолетний проект, подробности которого Хоур сообщил мне исключительно при условии, что они не попадут в книгу.