21

Коста-Риканские приключения

Кен Ломанн, профессор Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, человек тихий и, может быть, даже несколько застенчивый. Начиная отвечать на вопрос, он иногда говорит с некоторым сомнением в голосе: «Хмм, дайте подумать…» – припоминая все необходимые факты. Однако никто не знает больше, чем он, о том, как морские черепахи используют магнетизм, а те необычайные открытия, которые он сделал за последние 30 лет, вошли в золотой фонд исследований в области бионавигации.

Мне посчастливилось провести неделю в обществе Ломанна, когда мы присоединились к двум его аспирантам – Роджеру Бразерсу и Ванессе Бизи, – которые проводили эксперименты на Тихоокеанском побережье Коста-Рики. Мы с Роджером вместе летели из Майами, а с Ванессой встретились в аэропорту Либерии. Она привезла огромную радиоантенну, которую мы с трудом впихнули во внедорожник, взятый мною напрокат.

После сюрреалистического, приправленного джетлагом обеда на свежем воздухе в немецкой булочной неподалеку от аэропорта мы поехали на юг, к Плайя-Гийонес, пляжному курорту, популярному у серферов, расположенному приблизительно в 125 километрах к югу. По пути Ванесса и Роджер рассказали мне о работе, которой они занимались, о различных проблемах, которые они пытались преодолеть, и о вопросах, на которые они надеялись найти ответы. Кен прилетел отдельно, спустя несколько дней.

Самки оливковой ридлеи, или оливковой черепахи, сотнями тысяч периодически выбираются на сушу, чтобы построить свои гнезда на длинном сером пляже у маленькой деревни Остьональ, километрах в десяти к северу от Плайя-Гийонес. Эти необыкновенные события, которые называются по-испански «арривадами» (arribadas – прибытия), до недавнего времени были совершенно неизвестны науке. Однако для местных жителей они составляют давний и жизненно важный источник дохода, так как черепашьи яйца можно продать по весьма высоким ценам. В наше время сбор яиц строго контролируется, но в некоторые периоды он по-прежнему разрешен. В песке, издающем густой запах, полно осколков скорлупы от черепашьих яиц. Грифы и каракары (крупные соколы) постоянно выискивают только что вылупившихся черепах.

Черепахи, выходящие на берег во время арривады, настолько многочисленны, что, пытаясь найти свободное место для постройки своих гнезд, они громоздятся друг на друга, и довольно часто одна черепаха непреднамеренно разрывает кладку другой. Если бы их цель сводилась только к тому, чтобы запутать потенциальных хищников, им не нужно было бы выбираться на берег в таком бессмысленном множестве. Пока что никто не понимает, почему происходят арривады; кажется, что в них нет почти никакого смысла, хотя они, безусловно, свидетельствуют о замечательной способности этих черепах находить обратную дорогу к местам гнездования.

Как правило, они продолжаются по нескольку дней, и их нельзя назвать редкими событиями: в Остьонале они происходят весьма регулярно в течение большей части месяцев с июня по декабрь (хотя не случаются почти ни в каком другом месте мира). Арривады обычно происходят, когда луна находится в третьей четверти, и это обстоятельство порождает весьма интересные вопросы о том, как черепахи отслеживают ход времени.

У самого пляжа в Остьонале, под прикрытием нескольких кустов, соседствующих с лесничеством национального парка, Роджер построил своими руками – по большей части из материалов, найденных в местных хозяйственных магазинах, – установленную под открытым небом систему магнитных обмоток, которые должны были создавать однородное магнитное поле вокруг круглой пластмассовой арены, заполненной водой. Именно здесь он собирался – с разрешения сотрудников парка – исследовать возможную роль геомагнетизма в навигационном поведении оливковых черепах в период размножения.

Черепах, которые мельче зеленых, нужно было ловить и переносить на арену, и Роджер рассчитывал, что мы с Ванессой и Кеном поможем ему в этом. Ванесса, в свою очередь, пыталась выяснить, что именно служит сигналом к началу этих необычайных приступов массового гнездования. Она планировала прикреплять радиопередатчики к самкам черепахи, еще находящимся в море, а затем отслеживать их перемещения при выходе на сушу. Они с Роджером уже пометили нескольких черепах, выходя в море на маленькой лодке, но первая радиоантенна оказалась неработоспособной. Ванесса надеялась, что новая будет работать лучше.

Дело было в самом конце сезона дождей в Центральной Америке. Путь от аэропорта сначала был легким, но на последних километрах пятидесяти на дорогах было полно огромных, заполненных водой выбоин, через которые приходилось проезжать очень осторожно, даже на полноприводном внедорожнике. Бурлящие речки цвета молока с шоколадом почти выходили из берегов, а на протяженных песчаных пляжах был сильный прибой. Само море было покрыто какими-то бурыми пятнами и плавающими во множестве бревнами и другим мусором. Даже Ванессе, которая живет в Плайя-Гийонес, нечасто приходилось видеть настолько неблагоприятные условия. Они с Роджером были в мрачном настроении, и, когда я наконец пошел спать, утомленный после долгого путешествия из Лондона, я тоже ощущал некоторый упадок духа.

Утром первого дня, еще затемно, меня бесцеремонно разбудили похожие на стоны неприкаянных душ крики обезьян-ревунов с высоких деревьев, росших за моим окном. По-прежнему шел дождь, и, когда мы попытались попасть в Остьональ, мы не смогли даже перебраться через первую речку на нашем пути. Однако через пару дней тучи разошлись. Теперь под горячим тропическим солнцем от земли поднимался пар, огромные игуаны выбирались из своих убежищ, а между цветами порхали великолепные бабочки, среди которых иногда попадались переливчато-синие морфо. Мы наконец смогли перебраться вброд через все речки и доехать по ухабистой грунтовой дороге до Остьоналя.

Ванесса использовала для слежения за черепахами, которые лениво плавали в волнах в нескольких километрах от берега, ожидая неизвестно чего, программируемый дрон с видеокамерой. Это чудесное устройство летело определенным курсом, а потом послушно возвращалось к нам и аккуратно приземлялось рядом с Ванессой, как прирученный сокол. Самки черепахи были хорошо видны в видеоматериалах – их было множество, но день шел за днем, и ничего не происходило. Это красноречивое напоминание о том, насколько непредсказуемой может быть жизнь ученых, работающих в поле, приводило нас в отчаяние, в особенности Роджера и Ванессу.

Хотя время от времени то одна, то другая черепаха вылезала на берег строить гнездо и мы часто видели цепочки только что вылупившихся черепашат, направляющихся в море, в конце концов мне пришлось вернуться домой, так и не увидев самого главного события. Это огорчало, но в некотором смысле непоявление черепашьей армады было даром свыше. Нам не пришлось до изнеможения пасти каждую ночь стада черепах, а потом отсыпаться целыми днями и у нас была масса времени на беседы.

Кен Ломанн вырос в Индиане, далеко-далеко от моря. В детстве он увлекался данаидами монархами, которые во множестве летали возле его дома. Но на каникулы его семья выезжала на океан, и там его очаровали странные создания, которых он находил в приливных заводях. Его интерес к морским животным еще более укрепился, когда он учился на биологическом факультете Университета Дьюка.

Защитив диплом во Флориде (там он исследовал магнитную навигацию у лангустов; впоследствии мы еще вернемся к этой теме), Ломанн перебрался на противоположный конец страны, в морскую лабораторию, расположенную среди великолепных пейзажей островов Сан-Хуан у северо-западного Тихоокеанского побережья Соединенных Штатов. Его по-прежнему увлекали исследования таинственного магнитного чувства, но теперь ему пришлось удовольствоваться изучением тех животных, которые в изобилии водились в холодных северных водах, – тритоний приморских, крупных розовых голожаберных моллюсков рода Tritonia. Это малопривлекательное на вид животное обладает одним огромным достоинством: его легко изучать в лабораторных условиях.

Ломанн начал регистрировать электрические сигналы разных клеток нервной системы моллюска и сделал неожиданное и важное открытие. Оказалось, что моллюски чувствительны к изменениям окружающего их магнитного поля. Более того, казалось, что у них есть магнитное компасное чувство. Защитив диссертацию, Ломанн начал работать под одухотворяющим руководством опытного полевого исследователя Майка Салмона над изучением навигации черепах.

Когда только что вылупившиеся черепашата выбираются из темноты своего песчаного гнезда, перед ними прежде всего встает трудная задача – попасть в море и не погибнуть. Поскольку еноты, крабы и лисы обожают лакомиться новорожденными черепашатами, тем жизненно важно найти кратчайший путь к кромке воды.

Выбравшись из гнезда, крошечные черепашата стремительно пробираются по песку, как маленькие заводные игрушки, пытаясь достичь моря, прежде чем их кто-нибудь съест. По дороге к воде они в основном полагаются на визуальные ориентиры – их привлекают источники света, находящиеся низко в небе, – так что легко понять, почему яркий свет, порожденный присутствием человека, способен создавать среди новорожденных черепах такой хаос. Кроме того, они предпочитают двигаться вниз, что вполне логично, так как пляжи наклонены к морю.

Если черепашатам удается добраться до воды, они немедленно начинают лихорадочно плыть и не останавливаются в течение одного или двух дней, черпая силы в небольшом запасе желтка, содержавшегося в яйце. Преодолев полосу прибоя, они должны как можно скорее уйти от берега, чтобы не попасться многочисленным морским хищникам, поджидающим их на мелководье. Отплыв на солидное расстояние от берега, они попадают в направляющийся на север Гольфстрим и начинают свой путь длиной 15 000 километров, который проведет их по всей Северной Атлантике.

Наконец, иногда через несколько лет океанских скитаний, уже став молодыми черепахами, они возвращаются на пастбища, расположенные вблизи от пляжей, на которых они вылупились, а в должный срок самки этого выводка спариваются и откладывают яйца на том же самом пляже.

Первый вопрос, на который попытались найти ответ Ломанн и его коллеги, заключался в следующем: как вылупившиеся черепахи уходят от берега? Ломанн считал с, по его словам, «типичным нахальством» только что защитившегося ученого, что черепашата, «очевидно», должны прокладывать курс по магнитному компасу. В конце концов, если он есть у морских моллюсков, почему бы ему не быть и у черепах? Дело было в 1988 году, и с этого началась длинная и увлекательная история, не закончившаяся и до сих пор.

Салмон разработал «плавучую ориентационную арену», которая позволяла определять, в каком направлении черепашата предпочитают плыть, оказавшись в море. Исследователи выходили в море на лодке, отходили от берега километров на двадцать или больше и опускали арену в воду. На этом расстоянии черепашата не могли видеть берега, но, по-видимому, продолжали плыть на восток, в сторону открытого моря.

Это укрепляло Ломанна и его жену Кэтрин (которая также занимается наукой и часто работает в сотрудничестве с мужем) в мысли, что черепахи действительно используют компас, но потом – по счастливой случайности – наступил период полного штиля, длившийся несколько суток. Черепахи начали плавать кругами, как будто они полностью потеряли ориентацию. Когда же снова поднялся ветер, черепахи опять поплыли на восток. Исследователи не понимали, что́ происходит: возможно, дело все-таки было не в магнетизме.

Им начало казаться, что направление, которое выбирают черепашата, на самом деле определяется направлением, в котором движутся волны. Эту гипотезу подтвердили эксперименты, проведенные в волновых бассейнах, но также оставалась вероятность, что черепахи следуют по некому градиенту, возможно основанному на каких-то запахах, которые ветер несет в сторону суши. Чтобы опровергнуть эту гипотезу, Ломанну нужен был день, в который ветер не дул бы с моря: тогда черепашатам пришлось бы выбирать между нормальным курсом от берега и направлением, определенным движением волн.

Такая возможность представилась ученым в 1989 году благодаря урагану «Хьюго». Проснувшись однажды утром, они обнаружили, что дует сильный западный ветер – от суши к морю. Ломанны поспешили выйти в море со своими черепашатами и выпустили их в волнующееся море возле восточного побережья Флориды. И действительно, в этих условиях черепашата поплыли к берегу. Вопрос был решен: главным фактором в самом деле оказалось направление волн.

Возможно, черепашата смотрят на волны, чтобы определить, в какую сторону им плыть, но, поскольку обычно они попадают в море в темноте и плывут под водой, лишь время от времени поднимаясь на поверхность за воздухом, это было бы непросто. На самом деле объяснение гораздо сложнее. В конце концов Ломанн выяснил, что они обладают чувствительностью к характерным угловым ускорениям – вверх, назад, вниз, а затем вперед, – которые действуют на них внутри набегающей волны. Эту гипотезу доказали, прикрепляя черепах к «устройству дурацкого вида», которое воспроизводило такие перемещения. Это совершенно автоматическая реакция, которую животные демонстрировали, даже «плавая» в воздухе. Дальнейшие же эксперименты показали, что так же ведут себя почти все – или даже все – морские черепахи других видов.

Хотя теперь стало ясно, что на этом первом этапе жизни новорожденные черепахи не нуждаются в магнитном компасе, Ломанн и его коллеги по-прежнему были уверены, что магнетизм должен играть важную роль в навигации черепах.

Поэтому затем он попытался установить, реагируют ли логгерхеды, временно заключенные в искусственную арену, на изменения магнитного поля. Сначала для этого использовались самодельные арены, переделанные из старых спутниковых тарелок и детских надувных бассейнов. Но, прежде чем начать какие бы то ни было эксперименты, нужно было разработать особую упряжь, которая позволяла бы черепашатам свободно плавать, будучи подвешенными к штанге, проходящей над ареной, а также электронную систему, которая отслеживала бы направление их движения.

Эта работа, как признает Ломанн, была «очень, очень нудной», и одна из главных проблем, с которыми вскоре столкнулись исследователи, заключалась в том, что в полной темноте черепашата упорно отказывались плыть в каком бы то ни было согласованном направлении. В этом не было ничего удивительного, так как на арене отсутствовали обычные для моря ветровые волны, но обнаружилось, что черепашата обладают «тончайшей чувствительностью» к изменениям интенсивности света. Более того, их тенденция к ориентации на любой источник света была настолько сильной, что подавляла любую другую реакцию.

Перед Ломанном возникла по-настоящему трудная проблема: когда он работал в темноте, животные плыли в любых произвольных направлениях, но стоило ему показать им хоть какой-нибудь свет, как они упорно устремлялись к нему, не обращая никакого внимания на любые другие ориентиры. Как же в таких условиях измерить воздействие изменений магнитного поля? Ему необходимо было каким-то образом обойти это препятствие.

* * *

Северные морские слоны  – не менее поразительные океанские путешественники, чем горбатые киты. Эти огромные животные ежегодно совершают переходы туда и обратно между своими лежбищами на островах Чаннел у побережья Калифорнии и – если речь идет о самках – Алеутскими островами. Самцы по каким-то причинам держатся от них особняком и отправляются к заливу Аляска. В течение года самки проплывают не менее 18 000 километров, а самцы – по меньшей мере 21 000 километров, причем их океанские маршруты оказываются на удивление прямыми. Их методы навигации не менее загадочны, чем у китов.

Но дальняя миграция свойственна не только крупным морским млекопитающим. Отслеживание передвижений белых акул  показало, что они пересекают весь Южный океан от Южной Африки до Австралии и обратно. Некоторые виды акул чувствительны к магнитным полям, так что нельзя сбрасывать со счетов возможность, что они могут – по меньшей мере частично – полагаться при навигации на дальние расстояния на магнитную информацию. Но кроме того, они чрезвычайно чувствительны к ольфакторным сигналам, так что этот механизм также может играть свою роль.

Недавний анализ данных слежения за горбатыми китами, морскими слонами и белыми акулами позволяет предположить, что в их навигационных системах даже может использоваться гравитация. Величина силы тяжести неодинакова в разных точках земной поверхности, особенно при перемещении с севера на юг. Поэтому вес животного, а следовательно, и его плавучесть должны изменяться по мере его движения. По-видимому, для того чтобы горбатый кит обычных размеров, не прилагая усилий, держался на плаву, его плавучесть в тропических областях должна быть приблизительно на 90 килограммов меньше по сравнению с плавучестью в высоких широтах. Если эти животные способны чувствовать такие изменения, они теоретически могли бы извлекать из них географическую информацию – хотя при этом необходимо учитывать и соленость воды, поскольку она также влияет на плавучесть животного.