Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Речь идет об очень простом соображении. Какова напряженность магнитного поля на северном магнитном полюсе? Около 60 000 нТл. А на магнитном экваторе? Приблизительно в два раза меньше — 30 000 нТл.

Значит, разница составляет 30 000 нТл. Чему равна окружность Земли по экватору? Около 40 000 километров. А расстояние от экватора до полюса — около четверти этого, то есть 10 000 километров. На сколько в среднем изменяется магнитное поле на каждом километре? Всего на 3 нТл. А чему равно суточное колебание? От 30 до 100 нТл [348] Более подробное обсуждение см.: Mouritsen, H. (2013). ‘The Magnetic Senses’, in: C. G. Galizia, P.-M. Lledo (eds.), Neurosciences — From Molecule to Behavior: A University Textbook, DOI 10.1007/978–3–642–10769–6_20. P. 427–443. .

Остается еще теоретическая возможность, что голуби могут эффективно использовать в навигации градиенты напряженности, усредняя сигналы по времени, но это возможно только при очень медленном движении или частых остановках, а на практике эти птицы ведут себя совсем иначе.

Таким образом, магнитная карта, основанная на напряженности или наклонении, просто не может быть достаточно точной, чтобы голуби могли успешно находить по ней обратную дорогу.

Но это не значит, что магнитные карты не могут использоваться другими животными. Нахождение точного местоположения — очень сложная навигационная задача, и, по-видимому, некоторые перелетные птицы — а также другие животные, например черепахи, лососи и омары, — вполне способны использовать магнитные карты в других целях, не требующих столь высокой точности.

Мы уже видели, как важен поляризованный солнечный свет для насекомых; судя по некоторым данным, перелетные птицы также могут использовать его для калибровки своих солнечных компасов [349] Muheim, R. (2011). ‘Behavioural and physiological mechanisms of polarized light sensitivity in birds’, Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 366 (1565). P. 763–771. ; но кроме того, возможно, что он помогает в навигации и морским животным.

Более пятидесяти лет назад Талбот Уотермен показал, что узоры Е-векторов видны под водой — даже на глубинах до 200 метров. Их ориентация непосредственно связана с положением солнца, а следовательно, их можно использовать для определения направления приблизительно так же, как Е-векторы в небе [350] Waterman, T. H. (2006). ‘Reviving a neglected celestial underwater polarization compass for aquatic animals’, Biological Reviews, 81 (1). P. 111–115. . Тот факт, что подводные Е-векторы могут, таким образом, использоваться в качестве основы для солнечного компаса, давно признан, но недавние исследования демонстрируют, что они также могут помочь животным в определении их местоположения [351] Powell, S. B., Garnett, R., Marshall, J., Rizk, C., & Gruev, V. (2018). ‘Bioinspired polarization vision enables underwater geolocalization’, Science Advances, 4 (4), eaao6841. .

При помощи датчика поляризации, имитирующего зрительную систему раков-богомолов [352] Они же ротоногие ( Stomatopoda ), отряд ракообразных. , ученые показали, что животные в принципе могут определять не только азимут, но и высоту солнца, тем самым приблизительно устанавливая свое местоположение. Данные, зарегистрированные в разных точках по всему миру, на разных глубинах и в разное время суток, позволяют предположить, что такая система может давать на удивление точную информацию о местоположении, а также об ориентации относительно сторон света.

Известно, что чувствительностью к поляризованному свету обладают многие морские животные, в том числе лососи, но, поскольку эта навигационная система обладает в точности теми же недостатками, что и все остальные методы определения положения по астрономическим данным, трудно поверить, чтобы она действительно использовалась какими-либо морскими животными. Тем не менее природа уже не раз удивляла нас, так что, возможно, лучше оставаться беспристрастными.

Ученые давно пытаются выяснить, играют ли карты какую-нибудь — и какую именно — роль в навигации птиц, но до недавнего времени картина оставалась очень неясной. Эта задача действительно сложна, хотя трудности с получением непротиворечивых результатов, возможно, отражают и то обстоятельство, что изучается множество очень разных видов: в конце концов, скворцы не слишком-то похожи на буревестников. Но сейчас положение начинает меняться. За последние лет десять было проведено несколько экспериментов, давших убедительные — хотя еще не окончательные — свидетельства того, что некоторые птицы действительно могут использовать своего рода навигацию по карте и компасу.