Беседы о бионике

Так как же работает "система" ориентации у животных, когда не видна ни сама цель, ни прилежащие к ней ориентиры? Где они прячут свой загадочный "компас"? И в чем все же секрет идеальной точности действия "механизма навигации" животных?

Однако ответить на все эти вопросы оказывается не так-то просто. Начнем с того, что систематические наблюдения за ориентацией морских животных, рыб и членистоногих (муравьев, пчел, паукообразных) сопряжены со значительными трудностями. Попробуйте, скажем, проследить за путешествиями, совершаемыми осетровыми от американских рек до берегов Гренландии. Еще сложнее изучить подводные "одиссеи" европейских угрей: они выходят из рек в Балтийское море, пересекают Северное море и Атлантический океан и нерестятся у Бермудских островов. Не менее трудно проследить и "марафонские" заплывы морских черепах. Они "стартуют", например, в Китайском море, а "финишируют" у берегов Малайи, откладывая там яйца. Вообще говоря, для систематических наблюдений птицы представляют собой более, благодарные объекты, хотя и здесь не все обстоит так уж благополучно, как хотелось бы, ведь не случайно же миграция и хоминг птиц считаются одними из сложнейших проблем биофизики. Дело в том, что изучать привычки птиц тоже нелегко. Ясно, что для этой цели птиц надо наблюдать в основном в природе. А как это сделать, если они порхают с места на место? Одни осенью далеко улетают, другие, наоборот, прилетают к нам зимовать. Одни летают днем, другие — только по ночам. Есть птицы кочующие, например серые куропатки. Они перебираются на зимовку неподалеку, в соседние районы. Но в других местах те же куропатки никуда не улетают, ведут "оседлый" образ жизни. А в Юго-Западной Сибири это перелетные птицы. Попробуй тут разберись. Но ученые понемногу разбираются в этом хитросплетении птичьих загадок. "Господь бог хитер, но не злонамерен!" — пошутил как-то А. Эйнштейн. Природа хотя и неохотно, но все же расстается со своими тайнами, в том числе и с тайнами "птичьей навигации". Как же исследуют ученые маршруты пернатых, скорость, дальность и продолжительность их перелетов? Прежде всего, конечно, методом кольцевания — самым старым методом, известным орнитологам еще в древности и тем не менее широко применяемым и в наши дни. Пойманной птице надевают на лапку кольцо, обычно алюминиевое, легкое и нержавеющее. На нем есть номер и условный краткий адрес научной организации, занимающейся кольцеванием. Потом, сделав отметку в журнале наблюдений, птицу выпускают. Когда ее снова поймают, быть может, через несколько лет и где-нибудь в далеких краях, кольцо вернут по указанному на нем адресу. Оно о многом может рассказать ученым.

Значительно позже кольцевания, в начале XX века, австрийский ученый Экснер ввел в практику метод измерения времени нахождения птицы в полете, основанный на испарении камфоры из трубки, прикрепленной к птице. В 1950 г. англичанин Уилкинсон для той же цели использовал закрытый цилиндр, на одном конце которого был расположен источник радиоактивных частиц, а на другом — фотоэмульсия. Между ними размещался шарик, закрывающий поток излучения, когда трубка находилась в вертикальном положении. Эта трубка привязывалась к крылу, и все взмахи крыла, а следовательно, и время полета отмечались на фотоэмульсии.

Начиная с 1943 г. по инициативе известного американского биофизика Дональда Р. Гриффина для наблюдения за летящими птицами с воздуха стали систематически использоваться легкие самолеты, следующие за стаями на достаточно большом расстоянии. Наконец, примерно в то же время — в конце второй мировой войны — повышение мощности и разрешающей способности радаров позволило использовать их для наблюдения за птицами. Следует еще заметить, что, наряду с наблюдениями птиц на воле, для выяснения механизма их ориентации огромное значение имеют еще и специальные лабораторные эксперименты, подчас весьма сложные и тонкие. А все эти исследования, вместе взятые, помогают ученым установить множество интересных и важных фактов, так или иначе связанных с природой навигации у птиц и в конечном итоге высказать ряд научных гипотез и даже разработать теории, объясняющие физиологические механизмы навигации. Но лучше все-таки по порядку. И сначала, пожалуй, о гипотезах. Потому что нередко для решения какой-нибудь научной проблемы, и особенно такой сложной, как навигация птиц, полезно немного отвлечься и посмотреть на проблему несколько шире, начиная с самых азов, а быть может, даже с повторения первоначального пути проб и ошибок. Ведь бывает же и так: некоторые, вроде бы явные на ранних стадиях исследования нелепости впоследствии звучат чуть ли не как гениальные пророчества. Пожалуй, здесь будет уместно вспомнить, что писал Даниил Гранин об эволюции открытия: на первой стадии "Это невероятно!", на второй "В этом что-то есть...", и в конце "А кто в этом сомневался?!" И в шутке этой, безусловно, заложен здравый смысл. Итак, о различных гипотезах ориентации птиц при миграции и хоминге, в том числе и о самых древних из них.