Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Муравей-бегунок живет в чрезвычайно суровых условиях и часто сталкивается с такими высокими температурами, что лишь в течение короткого времени может находиться на открытом воздухе. Поэтому у него есть длинные ноги, которые удерживают его тело подальше от земли, а также позволяют ему очень быстро бегать: Венер удачно назвал этого муравья «скаковой лошадью мира насекомых». Один из видов даже имеет особой формы волоски на теле, которые помогают регулировать температуру тела [112] Shi, N. N., Tsai, C. C., Camino, F., Bernard, G. D., Yu, N., & Wehner, R. (2015). «Keeping Cool: enhanced optical reflection and heat dissipation in silver ants», Science, aab3564. . Способность находить кратчайший путь к гнезду, в котором муравей оказывается в безопасности, — это не просто вопрос экономии ресурсов; от нее зависит сама жизнь муравья.

На Дарвина произвели глубокое впечатление «удивительно разнообразные инстинкты, умственные способности и страсти муравьев»; он писал, что центральная нервная система муравья — «один из самых удивительных комплексов вещественных атомов, может быть, удивительнее, чем мозг человека» [113] Darwin, C., The Descent of Man, op. cit., pt I. P. 54. . Он, несомненно, счел бы сообщения об открытиях Венера восхитительными — и чрезвычайно интересными.

Как пишет Стенли Хайнце, нейробиолог, изучающий навигацию у насекомых в Университете Лунда, «одна из основных функций любого мозга заключается в получении информации от органов чувств, ее использовании для формирования оценки текущего состояния мира и сравнения его с желательным состоянием мира. Если эти два состояния не совпадают, предпринимаются компенсаторные действия, которые мы и называем поведением» [114] Heinze, S. (2015). ‘Neuroethology: unweaving the senses of direction’, Current Biology, 25 (21), R 1034–R 1037. . Это описание применимо к насекомым в той же мере, что и к более сложным животным, например человеку.

По сравнению с птицами и млекопитающими у насекомых совсем крошечный мозг. Если мозг человека содержит около 85 миллиардов нейронов, у муравья-бегунка их всего около 400 000. Но хотя их мозг мал и далеко не столь многофункционален, как у нас, он превосходно приспособлен к тому ограниченному набору операций, который ему приходится выполнять. Хотя большей частью их поведением управляют «аппаратные» нейронные сети мозга, муравьи и пчелы (и другие насекомые) могут, как мы видели, учиться на опыте и формировать потрясающе разнообразный репертуар навигационного поведения. Неудивительно, что разработчики роботов и беспилотных транспортных средств то и дело заимствуют идеи именно у них [115] См., например, Weber, K., Venkatesh, S., & Srinivasan, M. V. (1996, August). ‘Insect inspired behaviours for the autonomous control of mobile robots’, in International Conference on Pattern Recognition, Proceedings, 1996. P. 156, IEEE; Weber, K., Venkatesh, S., & Srinivasan, M. V. (1998, August). ‘An insect-based approach to robotic homing’, in Fourteenth International Conference on Pattern Recognition, 1998, Proceedings, vol. 1. P. 297–299, IEEE; Expert, F., Viollet, S., & Ruffier, F. (2011). ‘Outdoor field performances of insect-based visual motion sensors’, Journal of Field Robotics, 28 (4). P. 529–541; Graham, P., & Philippides, A. (2014). ‘Insect-Inspired Visual Systems and Visually Guided Behavior’, Encyclopedia of Nanotechnology. P. 1–9. .

В головном мозге самых разных насекомых, например муравьев-бегунков, мушек-дрозофил, мотыльков, пчел, саранчи и тараканов, имеются два образования, которые, по-видимому, играют очень важную роль в навигации. Грибовидные тела связаны с хранением долговременных воспоминаний, основанных на обонятельных и зрительных ощущениях, а центральный комплекс определяет маршрут, которым следует насекомое, часто с использованием поляризационных узоров солнечного света. Поскольку эти образования встречаются так широко, предполагается, что они могли возникнуть на очень ранних стадиях эволюционного процесса. Как именно животное выбирает, в какую сторону двигаться, и инициирует соответствующие движения, пока остается тайной, но в этом процессе, по-видимому, играет ключевую роль взаимодействие между грибовидными телами и центральным комплексом [116] Collett, M., & Collett, T. S. (2018). ‘How does the insect central complex use mushroom body output for steering?’, Current Biology, 28 (13), R 733–R 734. .

Живущие в Юго-Восточной Азии и Автралазии гребнистые крокодилы [117] Crocodylus porosus. — самые крупные в мире рептилии. Кроме того, они имеют неприятную привычку есть зазевавшихся людей. На вид они кажутся очень малоподвижными, но на самом деле на короткие расстояния они способны передвигаться весьма быстро, а в более спокойном темпе могут преодолевать сотни километров.

В 2007 году было опубликовано интереснейшее исследование, показавшее, что они к тому же замечательно хорошо умеют находить дорогу домой. Были пойманы три взрослых самца, к которым прикрепили спутниковые трекеры. Затем их перевезли в сетках, подвешенных к вертолету, в разные точки выпуска на полуострове Кейп-Йорк в австралийском штате Квинсленд. Через некоторое время, в течение которого они, по-видимому, обдумывали свои дальнейшие действия, все три крокодила отправились в путь и вернулись в точности в те же места, где были пойманы.