Читать онлайн «Семь экспериментов, которые изменят мир». Страница 13

Папи и его коллеги провели серию замечательных опытов, доказывающих, что голуби действительно испытывают влияние запахов, связанных с направлением ветра.[63] Например, голубей выращивали в условиях, когда они могли ощущать только два запаха: запах оливкового масла, приносимый южным ветром, и запах синтетического скипидара, приносимый северным. Затем птиц выпускали, нанеся на их ноздри вещество с одним из этих запахов, и голуби в первый момент действительно выбирали неверное направление полета — то, с которым ассоциировался запах.[64]

Большинство попыток повторить эксперименты Папи в Германии и США дали противоречивые результаты, и никаких убедительных доказательств алияния запахов на навигационные способности голубей получено не было.[65] Итальянские ученые также не смогли объяснить, каким образом обоняние может влиять на способность голубей находить дорогу к дом^. Даже если птицы, преднамеренно сбитые с курса, поначалу и летели в неверном направлении, рано или поздно они все равно находили правильный путь и всегда возвращались домой. Многие из экспериментальных птиц возвращались в голубятню так же быстро, как и голуби контрольной группы. Птицы с заклеенными ноздрями, с сильно поврежденными обонятельными нервами или с трубками в ноздрях, не позволяющими воздуху воздействовать на эпителий, тоже все-таки находили дорогу домой, хотя возвращались позднее, чем голуби контрольной группы, не подвергавшиеся хирургическим операциям.

Итальянские исследователи настаивали на том, что более позднее возвращение экспериментальных птиц подтверждает гипотезу о ведущей роли обоняния в навигационных способностях голубей.[66] Однако их скептически настроенные коллеги из Германии и США высказали предположение, что более позднее возвращение могло быть следствием полученной травмы. Для того чтобы проверить это предположение, в Германии провели еще один эксперимент: у части голубей эпителий с окончаниями обонятельных нервов был обработан ксилокаином — сильнодействующим препаратом для местной анестезии, что полностью блокировало обоняние голубей, но при этом не травмировало птиц. Как и следовало ожидать, эти голуби вернулись домой так же быстро, как и птицы контрольной группы.[67] В других экспериментах ксилокаиновая анестезия только замедляла возвращение, но не мешала определить верное направление полета.[68]

Из всего изложенного можно заключить, что обоняние иногда оказывает определенное влияние на навигационные способности голубей, но само по себе оно не может полностью объяснить, каким образом птицы находят дорогу к дому.

В 70-е — 80-е гг. гипотеза об определяющей роли магнетизма стала наиболее популярной среди профессиональных исследователей в большинстве стран (кроме Италии, где до сих пор на первом месте стоит теория ведущей роли обоняния). Суть этой гипотезы заключается в том, что для возвращения домой голуби могут использовать карту магнитных полей. Заранее предполагается, что голуби чрезвычайно чувствительны к магнитному воздействию и за счет этого способны не только определить направление его воздействия, но и почувствовать изменение магнитного поля Земли при перемещении из одного места в другое.

Гипотеза строится на том, что определить направление по магнитному полю Земли можно было бы двумя способами. Во-первых, сила поля, достигающая максимального значения на полюсах, уменьшается при движении от полюсов к экватору. Во-вторых, угол магнитного поля относительно земной поверхности также меняется при движении от полюсов к экватору. Стрелка компаса на полюсах направлена вертикально вниз, а на экваторе — располагается горизонтально. На всех остальных территориях она будет менять угол отклонения от вертикали в зависимости от широты: в высоких широтах ее положение будет ближе к вертикали, а в низких — к горизонтали. Если бы голуби могли чувствовать изменение силы или угла магнитного поля, они могли бы и определять, насколько далеко их переместили в северном или южном направлении.

С чисто теоретической точки зрения эта гипотеза вызывает по крайней мере три серьезных вопроса. Во-первых, изменения силы и угла магнитного поля чрезвычайно малы. Например, если мы находимся на северо-востоке США, то при перемещении на 100 миль в направлении с севера на юг средняя величина магнитного поля меняется менее чем на один процент, а угол магнитного поля — менее чем на один градус. Во-вторых, магнитное поле Земли далеко не однородно и может сильно изменяться в зависимости от состава земной коры. Некоторые из таких магнитных аномалий невелики по площади и простираются на несколько сотен ярдов, но встречаются и очень крупные аномалии, которые тянутся на многие сотни миль. В некоторых случаях магнитное поле внутри таких аномалий может в восемь раз превышать по силе магнитное поле Земли. Более того, магнитное поле не постоянно: в нем наблюдаются как небольшие суточные флуктуации, так и сильные отклонения во время магнитных бурь, возникновение которых связано с пятнами на Солнце. При определении положения относительно севера и юга такие изменения могли бы вызвать «погрешность» в десятки и сотни миль.[69]

Кроме того, даже будь голуби настолько чувствительны к магнитным полям, что могли бы точно определить, как далеко их увезли в северном или южном направлении, даже будь они каким-то образом способны вводить поправку на магнитные аномалии и флуктуации магнитного поля в различное время суток, само по себе магнитное поле ничего не может сообщить о перемещениях в направлении восток — запад. Если бы голубей увезли от дома в восточном или западном направлении, угол и сила магнитного поля на новом месте были бы точно такими же, как и дома, и потому птицы не могли бы определить, где располагается их дом. Однако голуби одинаково хорошо находят дорогу к дому, если их увезти в западном, восточном и любом другом направлении. Даже если голуби используют силу или угол магнитного поля Земли для того, чтобы получить сведения о своем перемещении в направлении север — юг, у них должна быть еще одна система, позволяющая ощутить перемещения в направлении восток — запад. Таким образом, магнетизм в принципе может объяснить навигационные способности голубей лишь частично.

Можно предположить, что птицы используют своего рода «магнитный компас», а не «магнитную карту». Но, как и «солнечный компас», «магнитный компас» не может служить объяснением. Сам по себе «компас» не может указать, в каком направлении находится дом.

Идею о том, что навигационные способности голубей могут в той или иной мере объясняться чувствительностью к магнитному полю Земли, впервые выдвинули еще в 1855 г., хотя доказать ее в то время было чрезвычайно трудно. До сих пор периодически возникают новые теории, основанные на этой идее.[70] Вплоть до 70-х гг. научная общественность относилась к этой гипотезе с большим скептицизмом, и прежде всего сомнению подвергалось предположение о том, что живой организм способен ощущать столь малые изменения магнитного поля. Однако точные эксперименты, проведенные в Германии в 60-х гг., убедительно показали, что птицы действительно способны чувствовать магнитное поле. Перелетных птиц перевозили в клетках именно в то время, когда на воле они должны были мигрировать.

Неудивительно, что птицы вели себя необычно. Исследователи назвали такое поведение «миграционным беспокойством»: птицы метались в клетках, пытаясь двигаться в том направлении, в котором на воле осуществлялся бы их перелет. Если направление магнитного поля вокруг клеток менялось на противоположное, птицы устремлялись в другую сторону — в соответствии с новым направлением поля. Если угол магнитного поля менялся на 90°, направление скачков птиц также менялось на 90°.[71] К 70-м гг. уже несколько групп исследователей заинтересовались влиянием магнитного поля на навигационные способности голубей. Было даже обнаружено влияние слабых магнитных полей на пространственную ориентацию человека.[72]

Гипотеза ориентации по магнитному полю, первоначально отвергнутая как совершенно абсурдная, в наши дни принимается вполне благожелательно и считается вполне научным объяснением навигационных способностей птиц во время миграции, тем самым оберегая академическое сообщество от появления еще более странных теорий. Магнетизм по-прежнему в почете, и вы сами можете легко в этом убедиться, заведя с кем-нибудь разговор о проблеме миграции птиц или о способности голубей находить дорогу к дому. Многие научно информированные собеседники, несомненно, ответят вам, что эти необычные способности птиц объясняются чувствительностью к магнитному полю Земли, но едва ли сумеют уточнить подробности.