Дерево, к которому возвращаются
Представь: в июне под крышей вашей дачи живёт ласточка. В сентябре она улетает. Впереди — восемь тысяч километров, Средиземное море, Сахара и половина Африки. А в апреле она возвращается и садится на то же самое гнездо под той же крышей.
У неё нет карты. Нет телефона с навигатором. Мозг у ласточки весит меньше грамма — примерно как одна скрепка. И всё-таки она находит дорогу туда и обратно, через континент, который никогда не видела целиком.
Как?
Короткий ответ: у птицы не один способ ориентироваться, а сразу несколько. Она пользуется ими по очереди, как ты пользуешься то часами, то окном, чтобы понять, пора ли вставать.
Способ первый: солнце
Самый простой ориентир — солнце. Утром оно на востоке, днём на юге, вечером на западе.
Но тут есть загвоздка, и она серьёзная. Чтобы определить сторону света по солнцу, мало его увидеть — надо ещё знать, сколько сейчас времени. Солнце на юге в полдень и на западе в семь вечера, а выглядит одинаково ярко.
Значит, у птицы должны быть внутренние часы. И они есть — у всех животных, и у тебя тоже. Именно из-за внутренних часов тебе хочется спать примерно в одно и то же время, даже если в комнате темно с утра.
Учёные проверили это хитрым опытом. Скворцов поселили в комнату, где свет включали и выключали не как на улице, а со сдвигом на шесть часов. Через несколько дней птичьи часы перевелись. И когда скворцов выпустили, они полетели не туда — ровно на девяносто градусов в сторону от нужного направления. Ошиблись ровно настолько, насколько сдвинулись их часы.
Способ второй: звёзды
Многие мелкие птицы летят ночью. Днём они кормятся, а в темноте поднимаются в небо — прохладнее, спокойнее и меньше хищников.
Ночью солнца нет. Зато есть звёзды.
Немецкий учёный Франц Зауэр в пятидесятые годы посадил славок в планетарий — зал, где на куполе рисуют искусственное звёздное небо. Птицы вертелись и рвались в ту сторону, куда полагалось лететь по нарисованным звёздам. Он поворачивал небо на куполе — и птицы честно разворачивались следом.
Дальше стало ещё интереснее. Оказалось, птицы не запоминают созвездия, как мы запоминаем Большую Медведицу. Они смотрят, вокруг какой точки небо вращается за ночь. Эта точка почти не двигается, и она всегда на севере — сейчас рядом с ней стоит Полярная звезда.
Птенцы учат это заранее. Ещё не умея летать, они по ночам разглядывают небо из гнезда и запоминают неподвижный центр. Если птенцу показать небо, вращающееся вокруг другой звезды, он вырастет с «неправильным» севером и всю жизнь будет держать курс по нему.
Способ третий: магнитное поле
А что делать, если небо затянуто тучами? Ни солнца, ни звёзд. Птицы всё равно летят правильно — значит, есть запасной компас.
Он есть. Земля — это огромный магнит. Внутри неё крутится раскалённое железное ядро, и вокруг планеты стоит магнитное поле. Обычный компас чувствует его стрелкой. Птицы чувствуют как-то иначе.
Причём птичий компас устроен не так, как наш. Наш показывает на северный магнитный полюс. А птичий смотрит не на полюс, а на наклон силовых линий поля. У экватора линии идут параллельно земле, ближе к полюсам — круто вниз. По этому наклону птица понимает, куда лететь: «к экватору» или «к полюсу».
Проверили это так: птицу сажают в клетку внутри большой катушки, которая создаёт своё магнитное поле, и разворачивают поле. Птица разворачивается следом.
Как птица чувствует магнит
Вот здесь начинается самое честное место в этой статье: учёные до сих пор точно не знают.
Есть две главные догадки, и обе, похоже, верны — только для разных частей организма.
Первая догадка — про глаза. В сетчатке птиц нашли особый белок криптохром. Когда в него попадает свет, внутри происходит химическая реакция, и её скорость чуть-чуть зависит от магнитного поля. Получается, птица не просто «знает» направление, а как будто видит его: поверх обычной картинки мира — слабая тень или светлое пятно, которое ползёт, когда птица поворачивает голову.
Косвенный довод в пользу этой версии: в полной темноте многие птицы теряют магнитное чутьё. Компас работает только при свете, а значит, связан с глазами.
Вторая догадка — про клюв. В коже над клювом у некоторых птиц есть крошечные крупинки магнетита — природного магнита. Нервы оттуда идут прямо в мозг. Похоже, эта система измеряет не направление, а силу поля, — то есть работает не компасом, а чем-то вроде высотомера, подсказывающего, как далеко ты забрался.
Спор идёт прямо сейчас. Каждый год выходят новые работы, и кто-то из учёных обязательно недоволен предыдущими.
Компас — это ещё не карта
Допустим, у птицы отличный компас. Достаточно ли этого?
Нет. Компас говорит, где юг. Он не говорит, где ты находишься. Если ветром тебя снесло на пятьсот километров в сторону, компас об этом промолчит.
Опыт голландского учёного Пердека показал разницу. Он поймал большую стаю скворцов, летевших осенью через Голландию в Англию, и увёз их на самолёте в Швейцарию. Молодые птицы, летевшие в первый раз, взяли прежний курс — на запад-юго-запад — и прилетели в Испанию, за сотни километров от цели. У них был компас, но не было карты.
А взрослые скворцы, уже летавшие этим маршрутом, сообразили, что их сдвинули, взяли поправку и вернулись на верную дорогу. Карта у них появилась из опыта.
Чем взрослая птица достраивает карту, точно неизвестно. Подозревают запахи (голуби, у которых заложен нос, путаются), очертания рек и гор, а ещё мелкие различия магнитного поля в разных местах — что-то вроде магнитного адреса.
Главное в трёх строчках
- У перелётных птиц не один компас, а несколько: солнце с внутренними часами, вращение звёздного неба и магнитное поле Земли.
- Птичий магнитный компас определяет не полюс, а наклон силовых линий; скорее всего, птица видит поле глазами, но точный механизм ещё спорят.
- Компас показывает направление, а не место: карту местности молодая птица получает только с опытом первых перелётов.