Беседы о бионике

Как известно, суть любой ориентации по Солнцу заключается в определении необходимого направления по положению Солнца в любое время дня. Чтобы добиться этого, люди после долгих поисков изобрели секстант и хронометр. Потом, пользуясь результатами наблюдений Солнца, человек должен выполнять сложные вычисления с помощью специальных таблиц, где учтены поправки к видимому положению небесного светила, которое меняется в зависимости от времени суток и года. А птицы, оказывается, проделывают это моментально, не имея даже низшего образования и не располагая никакими инструментами! Как же это им удается? Оказывается, у птиц есть свой хронометр, удивительные "внутренние часы", как назвал их Крамер.

Чтобы ориентироваться по Солнцу, нужно точно знать время дня. Естественной мерой времени являются сутки. Мы умеем делить их и на более мелкие отрезки времени, применяя часы. И птицы, оказывается, тоже могут каким-то образом вести счет времени. Экспериментируя, Крамер создавал для голубей и скворцов искусственные сутки. Молодых, только что вылупившихся из яиц птенцов помещали в большую клетку, закрытую от солнечного света. Пленники росли под искусственным солнцем — сильной электрической лампой, которая перемещалась так же, как и настоящее светило. Пока искусственное солнце двигалось строго синхронно с подлинным, "внутренние часы" птиц работали нормально. Выпущенные на волю пленники, никогда не видевшие настоящего Солнца, легко ориентировались по его положению на небе и находили дорогу к родному гнезду. Но часть птиц исследователь "обманул". Слегка ускорив движение лампы, озарявшей клетку, ученый как бы "укоротил" сутки. За стенками клетки Солнце совершало свой полный круговой путь за 24 час. А искусственное солнце — за 22 час. И размеренный ход "внутренних часов" у птиц оказался нарушенным. Они привыкли к новому ритму времени и, когда их освободили, стали ошибаться в выборе направления. Спешащие "внутренние часы" не давали им правильно определять поправку на смещение солнечного азимута. Ученый повторял свои опыты снова и снова, видоизменяя и варьируя их в деталях. Выводы были такими: птицы действительно ориентировались по положению Солнца, внося необходимые поправки по своим "внутренним часам". Крамеру даже удавалось заранее предсказать, насколько отклонится от правильного курса птица, выросшая под таким искусственным солнцем. Это зависело от величины сдвига искусственного суточного цикла по сравнению с природным. Сдвиг времени на 6 час заставлял птиц отклоняться от правильного направления на целых 90°, т. е. точно на ¹/₄ окружности! Чтобы добиться такой сильной перестройки "внутренних часов", оказалось достаточным продержать птиц под искусственным солнцем от четырех до двенадцати дней.

Исследования последнего времени показали, что "внутренние биологические часы" есть, видимо, вообще у всех живых организмов. Они мерно "отсчитывают время" в растениях, подсказывают тропическим червям палоло, когда подниматься из вечной тьмы океанских глубин навстречу восходящей полной Луне, подают команду крабам бесчисленными полчищами выходить на берег...

В свете накопленных фактов становится, наконец, понятным, почему птицы часто сбиваются с пути, когда небо закрыто тучами. Хотя, спустившись ниже облаков, пернатые странники могут видеть Землю, по пользоваться солнечным компасом им становится уже трудно. Значит, определение направления по Солнцу важнее простой зрительной ориентации по знакомому ландшафту. Такова в основных чертах суть теории Крамера, который считал, что при ориентации птиц направление определяется ими по углу между проекцией на горизонтальную плоскость наблюдаемого положения Солнца и направлением полета.

Его теория удивительно смела, оригинальна и, главное, правдоподобна. Но чего-то в этой стройной и красивой теории все же не хватало... "Есть два типа ориентации птиц, — писал американский ученый Д. Гриффин, — направленная и целенаправленная". При направленной ориентации птица придерживается какого-то одного направления. Проявлялась эта ориентация в основном при перелетах и была так блестяще объяснена Крамером, Гофманом и другими исследователями. Целенаправленная же ориентация — это способность птиц не только придерживаться какого-то направления, но и чудесным образом выбирать его, как это бывает при хоминге... Целенаправленную ориентацию значительно труднее объяснить, чем направленную. И Крамер это отлично понимал. Он совершенно справедливо указывал, что птицы пользуются для ориентации Солнцем точно так же, как люди компасом. Но компас, как мы знаем, совершенно бесполезен, если неизвестно направление, в котором надо двигаться. И поэтому обычно мы пользуемся компасом вместе с картой или опираясь на наше знание местности, что, в сущности, одно и то же.