Семь экспериментов, которые изменят мир
Шрифт:
Однако в гипотезе поляризованного света есть два существенных изъяна. Во-первых, даже если бы голубе могли определять положение солнца по поляризованному свету с частично открытых участков неба, само по себе это не объясняет их способность находить дорогу к дому: ведь ориентирование по солнцу, как мы уже убедились, не играет ведущей роли в определении искомого направления. Во-вторых, в отличие от пчел, голуби не обладают чувствительностью к поляризованному свету. [59]
59
Кеманс, М., Фос, И. О чувствительности почтовых голубей к поляризованному свету (Coemans, M., and J. Vos. On the perception of polarized light by the homing pigeon. Doctoral thesis University of Utrecht, 1992).
Еще одна необычная форма сенсорного восприятия, которой иногда пытаются объяснить уникальные навигационные способности голубей, — чувствительность к инфразвуку. Как показали лабораторные эксперименты, эти птицы необычайно чувствительны к низкочастотным звукам, но это вовсе не доказывает, что голуби способны слышать свой дом, находясь от него за сотню или даже всего за несколько миль. Поэтому идею,
ЗАВИСИТ ЛИ СПОСОБНОСТЬ ГОЛУБЕЙ НАХОДИТЬ ДОРОГУ К ДОМУ ОТ ОБОНЯНИЯ?
Сверхъестественные способности и загадки в поведении животных нередко объясняют чрезвычайно острым обонянием. За последние двести лет в этом отношении сложилась целая традиция, и навигационные способности голубей не исключение. Но даже на первый взгляд такая идея представляется невероятной. [60] К примеру, предположим, что спортивный голубь, выпущенный в Испании, возвращается домой в Великобританию. Может ли голубь, выпущенный в Барселоне, понять, где он находится, принюхиваясь к местным запахам, или каким-то образом уловить запах своего родного дома в далеком Суффолке? Каким образом он может найти дорогу домой по запаху, если дует сильный ветер, да еще и не встречный, а попутный? Очевидно, что это невозможно. Голуби могут находить дорогу к дому, перелетая из Испании в Великобританию, независимо от направления ветра, и это доказывает, что их удивительные навигационные способности объясняются вовсе не обонянием. Яркое тому подтверждение — соревнования, проводимые на северо-востоке Бразилии, где, за редчайшими исключениями, практически круглый гол дует юго-восточный ветер. Тем не менее бразильские любители голубиного спорта регулярно и весьма успешно запускают своих птиц с юга. [61]
60
Неправдоподобность этой гипотезы подтверждается среди прочего анализом данных, полученных в экспериментах с аэрозолями, способными распространяться на большие расстояния. Однако при определенных обстоятельствах погодные и атмосферные условия могут оказаться более благоприятными для ориентирования по запахам на очень близких расстояниях и в определенных, предпочтительных направлениях — например, при наличии прямой береговой линии и бризов с постоянной периодичностью. Такие условия возможны в Италии, где и были получены основные результаты, свидетельствующие в пользу гипотезы обонятельных навигационных способностей. См.: Вальдфогель, Й.А. Обонятельная навигация у почтовых голубей (Waldvogel, J.A. Olfactory navigation in homing pigeons: Are the current models atmospherically realistic? The Auk, 1987, 104369— 379).
61
См.: Шмидт-Кениг, К. Навигация у птиц: решает ли проблему ориентирование по запахам? (Schmidt-Koenig, К. Bird navigation Has olfactory orientation solved the problem? Quarterly Review of Biology, 1987,62:33–47).
Первоначальные гипотезы о ведущей роли обоняния в навигационных способностях голубей предполагали, что у этих птиц есть особый орган чувств, расположенный в легочных альвеолах. Позднее обнаружилось, что птицы, у которых легочные альвеолы проколоты иглой, все равно находят дорогу к дому без каких-либо проблем. Затем были исследованы носовые полости. У экспериментальной группы голубей носовые полости заклеивались воском, но это никак не отражалось на их способности определять дорогу к дому. Все эти исследования были проведены уже к 1915 г. [62]
62
Мэтьюз, Дж. В.Т. Навигационные способности птиц (Matthews, G.V.T. Bird Navigation, 2d ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1968).
К гипотезе обоняния, наряду с гипотезой магнитного поля, ученые вернулись в 70-е гг., когда были опровергнуты все остальные теории. Флориано Папи и его итальянские коллеги предположили, что в мозгу у голубей формируется обонятельная карта ближайших окрестностей, связывающая различные запахи с направлением ветра. Например, если к северу от голубятни располагается сосновый лес, северные ветры ассоциируются у птиц с запахом сосны. Когда голубей выпускают вдали от дома, им достаточно понюхать воздух, чтобы определить нужное направление. А для того чтобы объяснить, как голуби находят дорогу к дому в тех случаях, когда их выпускают на волю очень далеко от дома, где обонятельная карта знакомых мест никак не может им помочь, Папи предположил, что птицы запоминают все запахи, пока их везут к месту освобождения.
Папи и его коллеги провели серию замечательных опытов, доказывающих, что голуби действительно испытывают влияние запахов, связанных с направлением ветра. [63] Например, голубей выращивали в условиях, когда они могли ощущать только два запаха: запах оливкового масла, приносимый южным ветром, и запах синтетического скипидара, приносимый северным. Затем птиц выпускали, нанеся на их ноздри вещество с одним из этих запахов, и голуби в первый момент действительно выбирали неверное направление полета — то, с которым ассоциировался запах. [64]
63
Папи, Ф. Навигация у голубей: решенные проблемы и открытые вопросы (Papi, F. Pigeon navigation: Solved problems and open questions. Monitore Zoologia Italiana (NS), 1986,20:471–517): Папи, Ф. Обонятельная навигация (Papi, F. Olfactory navigation. In Orientation in Birds, edited by P. Berthold. Basel: Birkaser, 1991).
64
Папи, Ф. и др. Различаются ли механизмы поиска дороги к дому у американских и итальянских голубей? (Papi, F., W.T. Keeton, A.I. Brown, and S. Benvenuti. Do American and Italian pigeons rely on different homing mechanisms? Journal of Comparative Physiology, 1978, 128:303–317).
Большинство попыток повторить эксперименты Папи в Германии и США дали противоречивые результаты, и никаких убедительных доказательств алияния запахов на навигационные способности голубей получено не было. [65] Итальянские ученые также не смогли объяснить, каким образом обоняние может влиять на способность голубей находить дорогу к дом^. Даже если птицы, преднамеренно сбитые с курса, поначалу и летели в неверном направлении, рано или поздно они все равно находили правильный путь и всегда возвращались домой. Многие из экспериментальных птиц возвращались в голубятню так же быстро, как и голуби контрольной группы. Птицы с заклеенными ноздрями, с сильно поврежденными обонятельными нервами или с трубками в ноздрях, не позволяющими воздуху воздействовать на эпителий, тоже все-таки находили дорогу домой, хотя возвращались позднее, чем голуби контрольной группы, не подвергавшиеся хирургическим операциям.
65
Китон, У.Т. Ориентация и навигация у птиц (Keeton. W.T. Orientation and navigation of birds. In Animal Migration, ed. By D.J. Aidley. Society fcr Experimental Biology Seminar Series 13. Cambridge: Cambridge University Press, 1981); Гулд, Дж. Л. Ориентирование голубей по ландшафту (Gould, J. L. The map sense of pigeons. Nature, 1982, 296:205–211); Шмидт-Кениг, К. Ориентация и навигация у птиц (Schmidt-Koenig, К. Avian Orientation and Navigation. London: Academic Press, 1979).
Итальянские исследователи настаивали на том, что более позднее возвращение экспериментальных птиц подтверждает гипотезу о ведущей роли обоняния в навигационных способностях голубей. [66] Однако их скептически настроенные коллеги из Германии и США высказали предположение, что более позднее возвращение могло быть следствием полученной травмы. Для того чтобы проверить это предположение, в Германии провели еще один эксперимент: у части голубей эпителий с окончаниями обонятельных нервов был обработан ксилокаином — сильнодействующим препаратом для местной анестезии, что полностью блокировало обоняние голубей, но при этом не травмировало птиц. Как и следовало ожидать, эти голуби вернулись домой так же быстро, как и птицы контрольной группы. [67] В других экспериментах ксилокаиновая анестезия только замедляла возвращение, но не мешала определить верное направление полета. [68]
66
См., например: Папи. Ф Обоняние и способность голубей находить дорогу к дому: десять лет экспериментов (Papi, F. Olfaction and homing in pigeons: Ten years of experiments. In Avian Navigation, ed. by F. Papi and H. G. Wallraff. Berlin: Springer, 1982).
67
Шмидт-Кениг, К. Ориентирование и навигационные способности у птиц (Schmidt-Koenig, К. Avian Orientation and Navigation. London: Academic Press, 1979); Вилтшко, В. и др. Ориен-тационные способности голубей, лишенных обоняния, по результатам экспериментов во Франкфурте-на-Майне (Германия) (Wiltschko, W., R. Wiltschko, and M. Jahnel. The orientation behaviour of anosmic pigeons in Frankfurt a. M., Germany. Animal Behaviour, 1987, 35:1328–1333). См. также: Вилтшко, В. и др. Способность голубей находить дорогу к дому (Wiltschko, W., R. Wiltschko, and С. Walcott. Pigeon homing: Different aspects of olfactory deprivation in different countries. Behavioral Ecology and Sociobiology, 1987,21:333–342).
68
Кипенхойер и др. Связанная с домом и независимая от дома ориентация голубей при наличии и при отсутствии воздействия окружающей среды на обоняние (Kiepenheuer, J., M.F. Neumann, and H.G. Wallraff. Home-related and home-independent orientation of displaced pigeons with and without olfactory access to environmental air. Animal Behaviour, 1993, 45:169–182).
Из всего изложенного можно заключить, что обоняние иногда оказывает определенное влияние на навигационные способности голубей, но само по себе оно не может полностью объяснить, каким образом птицы находят дорогу к дому.
ЗАВИСЯТ ЛИ НАВИГАЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ ГОЛУБЕЙ ОТ ВОСПРИЯТИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ?
В 70-е — 80-е гг. гипотеза об определяющей роли магнетизма стала наиболее популярной среди профессиональных исследователей в большинстве стран (кроме Италии, где до сих пор на первом месте стоит теория ведущей роли обоняния). Суть этой гипотезы заключается в том, что для возвращения домой голуби могут использовать карту магнитных полей. Заранее предполагается, что голуби чрезвычайно чувствительны к магнитному воздействию и за счет этого способны не только определить направление его воздействия, но и почувствовать изменение магнитного поля Земли при перемещении из одного места в другое.
Гипотеза строится на том, что определить направление по магнитному полю Земли можно было бы двумя способами. Во-первых, сила поля, достигающая максимального значения на полюсах, уменьшается при движении от полюсов к экватору. Во-вторых, угол магнитного поля относительно земной поверхности также меняется при движении от полюсов к экватору. Стрелка компаса на полюсах направлена вертикально вниз, а на экваторе — располагается горизонтально. На всех остальных территориях она будет менять угол отклонения от вертикали в зависимости от широты: в высоких широтах ее положение будет ближе к вертикали, а в низких — к горизонтали. Если бы голуби могли чувствовать изменение силы или угла магнитного поля, они могли бы и определять, насколько далеко их переместили в северном или южном направлении.