13
Навигация по звуку
В 1930-х годах британский исследователь и альпинист Фредерик Спенсер Чапмен (1907–1971), которому впоследствии, во время Второй мировой войны, удалось выжить в течение более чем 18 месяцев в тылу врага в малайских джунглях, шел на байдарке вдоль восточного берега Гренландии с группой охотников-иннуитов. На море было сильное волнение, так что, даже попав в плотный туман, они без труда определяли, где находится берег, по шуму прибоя, но Чапмен не мог понять, как они смогут найти тот фьорд, в котором жили. Его спутники, напротив, были совершенно спокойны, и через час размеренной гребли охотник, бывший в передней байдарке, внезапно повернул к берегу и безошибочно вошел в узкий створ фьорда. Чапмен был озадачен, но объяснение оказалось поразительно простым:
Вдоль всего берега… располагались гнездовья пуночек, и каждый самец… объявлял о правах на свою территорию исполнением своей песни, которую он пел с какого-нибудь высокого валуна. При этом песня каждого самца пуночки несколько отличалась от других, и эскимосы научились различать отдельных исполнителей. Поэтому, как только они слышали пение птицы, устроившей свое гнездо у входа в их фьорд, они понимали, что пора поворачивать к берегу.
В обычной ситуации мы не прокладываем курс по пению птиц, но все мы активно используем в повседневной жизни ориентирование по звукам. Часто оно приносит пользу и мореплавателям. При подходе к высокому берегу резкий звук – например, хлопок в ладоши или выстрел – отражается от вертикальной скалы и создает эхо. Поскольку звук проходит около километра за три секунды, задержка этого эха позволяет оценить, на каком расстоянии находятся скалы – эта информация может быть полезна темной ночью или в условиях плохой видимости. Полезную информацию можно извлечь и из звука прибоя. Волны, разбивающиеся о скалы, производят шум, весьма отличный от того, который дает прибой на гальке, глине или песке, и в некоторых случаях опытные моряки могут определить свое местоположение по одним этим отличиям.
Наши уши – такие же определители направления, как усики насекомых. Мельчайшие различия во времени достижения звуком левого и правого ушей и микроскопическая разница в его интенсивности сообщают нам, с какой стороны от нас находится источник звука. Тот же принцип лежит в основе пространственных звуковых эффектов, которые создают стереодинамики и системы «объемного звучания». Дают информацию и изменения воспринимаемой частоты звука, исходящего от движущегося источника по мере его удаления или приближения, – эффект Доплера. Благодаря ему мы можем определить, например, едет ли автомобиль в нашем направлении, по звуку, который он издает.
Слепые часто полагаются на звуки, помогающие им безопасно передвигаться с места на место. Они постукивают тростью или издают другие звуки и определяют, какие объекты их окружают, отмечая тонкие различия в возвращающемся к ним эхе. Однако интересно отметить, что сами они часто описывают то, что они делают, совершенно по-другому. Они говорят, что просто «ощущают» присутствие предметов, и это может означать, что у таких людей в обработке акустического эха участвуют те области мозга, которые обычно не связаны со слухом.
59-летний канадец Брайан Боровски, слепой от рождения, в возрасте трех или четырех лет самостоятельно научился использовать эхолокацию, цокая языком или щелкая пальцами.
Когда я иду по улице и прохожу мимо деревьев, я слышу каждое дерево: его вертикальный ствол и, может быть, ветви, нависающие надо мной… Я слышу находящегося передо мной человека и могу обойти его.
После некоторой тренировки подобными навыками могут овладеть даже зрячие люди (с повязкой на глазах).
Рыбаки из Ганы, по-видимому, умеют находить рыбу, опуская в воду весло. Его плоская лопасть работает как направленная антенна, собирающая звуки, которые рыбы издают под водой. Приложив ухо к черенку весла, рыбак может приблизительно определить, в какой стороне находится рыба. Но по-настоящему поразительна та изобретательность, с которой используют звуки некоторые животные. Лучше всего известен пример летучих мышей.
Способность летучих мышей точно ориентироваться в полной темноте открыл в 1793 году хитроумный итальянский священник Ладзаро Спалланцани (1729–1799). Он часто замечал, что по ночам летучие мыши залетают в его комнату и кружатся вокруг единственной горящей там свечи. Решив проверить их способности к ночным полетам, он поймал одну из них и привязал к ее ноге нитку. Затем Спалланцани задул свечу и отпустил летучую мышь; по подергиваниям нитки он смог установить, что летучая мышь снова стала летать по комнате кругами – полное отсутствие света ей, по-видимому, нисколько не мешало. В дальнейших экспериментах (которые, несомненно, не прошли бы проверки на соответствие нынешним этическим стандартам) он ослеплял летучих мышей и выяснил, что они по-прежнему могли не только успешно охотиться, но и находить обратную дорогу к колокольне, на которой он их поймал.
В то время открытия Спалланцани остались практически незамеченными; лишь очень немногие из его результатов были опубликованы. Только в 1938 году молодой исследователь из Гарварда Дональд Гриффин (1915–2003), интересовавшийся сезонными миграциями летучих мышей, дал объяснение их способности летать в темноте. В сотрудничестве со своим коллегой Робертом Галамбосом он смог показать, что летучие мыши способны обнаруживать летающих насекомых и точно нацеливаться на них в темноте, испуская ультразвуковые щелчки и гудки и анализируя их эхо – эта система очень похожа на сонары, которые используют для поиска подводных лодок. Гриффин понял, что необычайные навигационные и охотничьи способности летучих мышей основываются на создании чрезвычайно подробной трехмерной картины окружающего их пространства.
Важную часть рациона летучих мышей составляют мотыльки, и у некоторых из них развились собственные средства противодействия. Уловив особый сигнал, который летучая мышь использует при приближении к добыче, они выполняют уклоняющиеся маневры или даже «глушат» сонар летучей мыши, испуская свои сигналы, так что летучей мыши приходится проявить чрезвычайное проворство, чтобы поймать такого мотылька.
Летучие мыши с их эхолокацией вполне могут претендовать на одно из первых мест среди навигаторов мира млекопитающих, и задачи, которые им приходится решать, чрезвычайно сложны. Прежде всего им нужно определять, где они находятся и что их окружает, ориентируясь исключительно на эхо тех звуков, которые они испускают. Только подумайте, что́ это означает: они должны распознавать целую лавину разных звуков, отражающихся от всех окружающих их поверхностей – от луговой травы, от коры и листьев деревьев, от кирпичных стен, от мельчайших летающих насекомых или от поверхности пруда.
Эта задача была бы достаточно сложной, даже если бы летучая мышь была неподвижной, но летучие мыши могут летать очень быстро и редко перемещаются по прямой; более того, маневры, которые они выполняют в полете, сложнее, чем у большинства птиц. Мало того, им, возможно, к тому же приходится отличать свои собственные сигналы от сигналов летучих мышей того же вида, летающих поблизости.
Летая в полной темноте, некоторые летучие мыши способны находить маленькие отверстия в плотной проволочной сетке и пролетать сквозь них, не подвергая себя какой бы то ни было опасности. Другие каждую ночь следуют от гнезда к месту охоты по регулярным «полетным маршрутам», проходящим по запутанным подземным проходам, длина которых может доходить до нескольких километров. Но возможности эхолокации ограниченны: максимальная эффективная дальность ее действия составляет всего лишь около 100 метров, то есть для обнаружения дальних ориентиров она не годится. Поэтому в дальних перелетах летучим мышам приходится использовать для навигации другие чувства – в особенности зрение (см. главу 3).
Сонар также используют для выслеживания и поимки добычи и другие млекопитающие, в частности дельфины, морские свиньи и другие зубатые киты.
Содержащиеся в неволе дельфины чрезвычайно хорошо находят под водой мелкие объекты, даже в полной темноте, и несомненно используют звуки, чтобы избегать столкновения с препятствиями. Интенсивные ультразвуковые щелчки, которые они издают, дают им картину окружающей местности в радиусе приблизительно до 300 метров, а данные слежения за ними в открытом море с использованием радиомаяков говорят о том, что они используют эту систему для следования вдоль подводного рельефа. Исследования двух пойманных морских свиней показали, что и они используют для ориентации относительно элементов ландшафта свои сонары.
Неоспоримых свидетельств того, что киты и дельфины используют сонары для навигации, имеется мало, но было бы удивительно, если бы они этого не делали. Более того, некоторые исследователи предполагают, что их сонарная система, как и аналогичная система у летучих мышей, могла исходно развиться именно для навигации.
Соблазнительно было бы предположить, что в своих дальних миграционных переходах киты ориентируются по подводному «звуковому ландшафту». Хотя испускаемые ими сигналы, вероятно, недостаточно сильны, чтобы давать большое количество полезной информации при глубоководном погружении (где характерная глубина океана составляет три-четыре километра), они могут быть полезны в более мелких морях и на отмелях.
Эффект «Конкорда»
В течение последних двух десятков лет Йон Хагструм, геофизик, работающий в Геологической службе США, пытается убедить весь мир в том, что у голубей есть сложная навигационная система, работающая на звуке чрезвычайно низкой частоты, то есть инфразвуке. То обстоятельство, что он не профессиональный биолог, может на первый взгляд показаться странным, но его необычный профессиональный опыт очень хорошо подготовил его к изучению именно этого вопроса. Я встретился с ним в его кабинете на окраине Менло-Парка, расположенного рядом со Стэнфордским университетом, к югу от Сан-Франциско.
Отец Хагструма был физиком и хотел, чтобы сын пошел по его стопам, но тот упорно стремился выбрать профессию, которая дала бы ему возможность столкнуться с трудностями жизни на свежем воздухе. В идеале хорошо было бы стать фотографом журнала National Geographic, но он выбрал несколько более реалистичный вариант и пошел учиться биологии в Корнеллском университете. Курс был рассчитан на студентов-медиков, и, когда Хагструм узнал, сколько времени ему придется проводить в лаборатории, он перешел на геологию. В 1976 году он попал на лекцию Билла Китона (1933–1980), который был в то время одним из ведущих исследователей навигации у голубей.
Хагструма увлекли рассказы Китона – в особенности о странном поведении некоторых голубей, которых выпускали в окрестностях места под названием Джерси-Хилл. Эти птицы неизменно теряли ориентацию, и им очень редко удавалось успешно вернуться домой. У них была одна общая черта: все они были из голубятни, расположенной в Корнелле. Как ни странно, с птицами из других голубятен штата Нью-Йорк, которых выпускали в том же месте, ничего необычного не происходило. Китон никак не мог придумать правдоподобного объяснения этому странному явлению и спросил своих слушателей, нет ли у них каких-нибудь блестящих мыслей на этот счет. Этот риторический вопрос поразил воображение Хагструма и навсегда остался в его памяти.
Несколько лет спустя интерес Хагструма к этой проблеме оживила статья, появившаяся в National Geographic: как он заметил, гипотеза о том, что недостающим элементом может быть звук, рассматривалась очень мало. К тому времени он уже прошел курс сейсмологии и много знал о распространении звуковых волн; кроме того, он успел почитать и о бионавигации. Но работа геофизика вынуждала его много ездить по всем Соединенным Штатам, и он не мог как следует заняться этой темой. Наконец в 1998 году Хагструм прочитал статьи о голубиных гонках в восточной части США и в Европе, «провалившихся» по непонятным причинам: голубям не удавалось вовремя – или вовсе никогда – вернуться домой.
Уже было достоверно известно, что голуби могут использовать компасы двух типов – солнечный и магнитный. Однако компас сам по себе не позволяет птице найти дорогу к дому из незнакомого ей места. Кроме него нужна какая-то карта. Одна из широко обсуждавшихся теорий гласила, что птицы могут формировать такие карты на основе градиентов интенсивности магнитного поля Земли. Хагструм был уверен, что это решение неверно, хотя в то же время он относился с глубоким скептицизмом и к предложенной Папи гипотезе ольфакторной карты. Как бы то ни было, ни одна из этих теорий не могла удовлетворительно объяснить того, что Китон в течение двадцати лет снова и снова наблюдал в Джерси-Хилл.
Хагструма чрезвычайно сильно привлекала идея, что ключом к разгадке может быть звук. Предположения подобного рода высказывал за много лет до того и Гриффин (прославившийся исследованиями эхолокации у летучих мышей). Перефразируя афоризм, который приписывают великому физику Нильсу Бору, Хагструм думал, что «возможно, эта идея достаточно безумна, чтобы быть правильной».
Звук распространяется в воздухе на не очень большие расстояния, но некоторые животные обладают чувствительностью к звукам чрезвычайно низкой частоты, гораздо меньшей нижнего порога слышимости человека (порядка 20 Гц). Этот так называемый инфразвук распространяется гораздо медленнее и может преодолевать расстояния в тысячи километров. В принципе должна существовать возможность ориентирования по таким сигналам.
Почтовые голуби, несомненно, способны слышать инфразвуки, хотя причины, по которым у них развилась эта способность, точно не известны. Один из возможных вариантов состоит в том, что голуби (и, возможно, другие птицы) используют инфразвук, чтобы узнавать о приближении атмосферных фронтов, которые несут с собой сильный ветер и дождь. Такое умение очень пригодилось бы любой птице, совершающей перелеты на дальние расстояния.
Хагструм задумался, нельзя ли найти какие-нибудь акустические возмущения – вероятно, инфразвуковые, – которые могли исказить «картографическое чувство» птиц в этих провалившихся гонках.
Безуспешно исследовав несколько возможных вариантов, он наконец нашел тот фактор, который мог быть правильным ответом: хлопок, производимый сверхзвуковым авиалайнером «Конкорд» (который в то время еще не был снят с эксплуатации). Не мог ли этот чрезвычайно мощный источник инфразвука сбивать с толку навигационную систему голубей или, может быть, временно оглушать птиц?
Хагструм узнал, что 29 июня 1997 года в городе Нанте на севере Франции «подбросили» (так, довольно бесцеремонно, голубей отправляют в полет) более 60 000 голубей из английских голубятен; эта гонка была устроена в честь столетия британской Королевской ассоциации голубиных гонок. Как правило, 95 % птиц возвращались домой в целости и сохранности, но на этот раз прилетели лишь очень немногие из них. Катастрофа была такой масштабной, что было даже проведено специальное расследование, но его выводы оказались неопределенными. Озадаченные организаторы гонки списали свои потери на обычного виновника – плохую погоду.
Однако Хагструм вычислил, что большинство голубей должно было оказаться над Ла-Маншем в точности в то же время, когда над ними пролетал «Конкорд» ежедневного рейса Париж – Нью-Йорк, набиравший сверхзвуковую скорость после пересечения береговой линии Франции. Что важно, те немногие птицы, которые все же добрались до дома, были из числа отстающих, то есть к этому моменту они еще не успели долететь до моря. Таким образом, это объяснение казалось правдоподобным.
Затем Хагструм стал изучать данные нескольких неудавшихся гонок, проводившихся в 1998 году, – одной во Франции и еще двух в США. Хотя выяснилось, что птицы, участвовавшие в этих гонках, не могли столкнуться с конической ударной волной, которую создает самолет, летящий со сверхзвуковой скоростью, судя по времени (и погодным условиям), они могли встречать медленно движущиеся акустические волны, распространяющиеся перед самолетом, когда он сбрасывает скорость перед посадкой.
Было, однако, одно исключение – провалившаяся гонка в Пенсильвании. Исследуя это событие, Хагструм выяснил, что по расписанию «Конкорд» должен был прилететь слишком рано. Оставалось всего одно возможное объяснение, и оно казалось в высшей степени маловероятным. Если теория Хагструма была верна, это значило, что в этот день «Конкорд» прилетел в Нью-Йорк с более чем двухчасовым опозданием. Хагструм позвонил в представительство авиакомпании Air France в аэропорту имени Кеннеди. Сначала сотрудник авиакомпании, с которым он говорил, высокомерно отмахнулся от этой идеи: как мог могучий «Конкорд» так сильно опоздать? Но когда Хагструм объяснил, что спрашивает об этом ради научного исследования, его собеседник неохотно согласился навести справки.
Через некоторое время Хагструм перезвонил представителю Air France, и тот спросил его: «Вы что, фокусник?» Действительно, в тот день в Париже возникли механические неполадки, из-за которых рейс был задержан на два с половиной часа, так что пенсильванские птицы все же могли столкнуться с ударной волной. Хагструм подчеркивает, что поведение птиц позволило ему не только догадаться о задержке самолета, но даже определить ее длительность. Как он говорит, это был, возможно, самый потрясающий момент его научной карьеры; однако даже после этого ему было трудно добиться публикации своих результатов.
В своей работе Хагструм опирался не только на совпадение нескольких неудавшихся гонок с рейсами пролетавших поблизости «Конкордов». Он также изучил данные 2500 выпусков 45 000 птиц, сохранившиеся со времен работы в Корнелле Китона. Китон был в высшей степени уважаемым ученым, и тот факт, что его данные не были свежими, ни в коей мере не умалял их значения. Более того, это исключало возможность какого-либо неосознанного искажения, которое мог бы внести в работу Хагструм.
Как мы уже говорили, Китон обнаружил, что птицы из корнеллских голубятен, которых выпускали в районе Джерси-Хилл, обычно разлетались в случайных направлениях, и лишь около 10 % из них в конце концов добирались до дому. В районе Кастор-Хилл дело обстояло иначе, но не менее странно. Птицы, выпущенные там, летели обычно в одном и том же направлении, но оно часто бывало неверным. С еще одного места выпуска, близ Уидспорта, птицы почти неизменно находили верный путь к дому, но в одном исключительном случае им это не удалось. Можно ли было объяснить все эти странные результаты какой-нибудь одной причиной?
Инфразвук генерируют разнообразные природные явления, в том числе морские штормы и наземные торнадо, а также взаимодействие сильных ветров с элементами рельефа, например горами. Еще одним его источником является морской прибой. Однако особенно важную роль играют стоячие волны в открытом море. Подобные устойчивые волновые картины возникают на поверхности чашки кофе, если ею несколько раз подряд стукнуть по столу; стоячие волны находятся в основе тонов, которые издают музыкальные духовые инструменты.
Стоячие волны, заинтересовавшие Хагструма, имеют гораздо более крупные масштабы. Они порождаются усиливающей интерференцией огромных ветровых волн, образованных штормами или ураганами в открытом море, и возникают, когда две серии волн одинаковой частоты, распространяющиеся в противоположных направлениях, сталкиваются друг с другом. Такие стоячие волны вызывают колебания атмосферного давления (называемые микробаромами), которые могут распространяться вверх до самой стратосферы.
На этой высоте температурные градиенты и быстрые воздушные течения могут изгибать их к поверхности земли, от которой они снова отражаются вверх. Повторяясь: этот процесс создает «волновод» – своего рода акустический канал, – по которому микробаромы могут распространяться на большие расстояния.
Но это еще не все. Те же стоячие волны порождают также похожие на землетрясение мельчайшие вибрации находящегося под ними океанского дна (так называемые микросейсмы). Они распространяются вовне и в конце концов могут быть зарегистрированы сейсмометрами в самом центре континентальных массивов суши. На самом деле порожденные этими океанскими источниками микросейсмы и микробаромы создают, соответственно, в земной тверди и в атмосфере почти непрерывный фоновый инфразвуковой гул с частотой порядка 0,2 Гц и периодом около шести секунд. Они сильно затрудняют работу ученых, пытающихся обнаружить другие важные явления, например дальние землетрясения или сигналы, порожденные ядерными испытаниями.
Хагструм предположил, что голуби способны слышать инфразвук, возникающий в результате слабых колебаний поверхности суши, и именно эта способность лежит в основе их необычайных талантов в нахождении дороги домой. Точнее говоря, он считает, что каждый голубь научается ассоциировать свою голубятню с определенной инфразвуковой сигнатурой, или акустическим рисунком, которая определяется окружающими ее элементами рельефа. Он не уверен, что именно играет в этом процессе более важную роль – микробаромы, распространяющиеся в воздухе, или микросейсмы, проходящие сквозь землю и поднимающиеся в атмосферу (хотя имеющиеся данные по большей части говорят в пользу второго варианта – см. ниже).
Во всяком случае, окрестность голубятни издает характерный звук, подобный тону колокола (только гораздо более низкий и совершенно неслышный для нас). Звук такой сверхнизкой частоты распространяется в воздухе на огромные расстояния и может служить маяком, который позволяет голубю прокладывать точный курс к дому – в нормальных обстоятельствах.
Но если этот звук отклоняется градиентами температуры воздуха или элементами рельефа, у голубя возникают затруднения, и именно с этим, по мнению Хагструма, было связано необычное поведение птиц в Джерси-Хилл, Кастор-Хилл и Уидспорте.
Улисс С. Грант и акустическая тень
При помощи компьютеризованной системы моделирования атмосферы Хагструм сумел показать, как распределение температур и ветров в атмосфере, а также изменения погоды и физическая форма рельефа влияют на распространение инфразвука. Эти факторы могут приводить к возникновению локальных «зон тишины», или зон акустической тени, попав в которые голуби не слышат характеристических звуков, издаваемых окрестностями их голубятни.
Во время Гражданской войны в Соединенных Штатах зоны акустической тени порождали серьезные проблемы. Военачальники обеих сторон часто держали значительные силы в резерве и вводили их в бой только тогда, когда по шуму битвы становилось понятно, что их участие в ней необходимо. Однако, хотя эти войска находились рядом с полем боя, иногда они ничего не слышали. Вероятно, именно из-за такой акустической тени генерал Улисс Грант не смог вовремя послать подкрепления своему подчиненному, генералу Роузкрансу, в сражении под Иукой 19 сентября 1862 года. Гром орудий до него попросту не доходил.
Модели атмосферы показали, что странная дезориентация корнеллских голубей, выпущенных в Джерси-Хилл, могла быть вызвана акустической тенью. В нормальных условиях инфразвук из Корнелла не доходит до Джерси-Хилл. Однако был один-единственный случай, в котором птицам из Корнелла все же удалось добраться до дома из этого места. Хагструм продемонстрировал, что необычные погодные условия этого дня могли радикально изменить характер распространения инфразвука из Корнелла. Поэтому у птиц, находившихся в Джерси-Хилл, была в этот день необычайно хорошая акустическая связь с Корнеллом, и они смогли – в кои-то веки – найти маяк своей голубятни.
В то же время дезориентация птиц в Кастор-Хилл и Уидспорте, возможно, была результатом того, что инфразвуковые сигналы поступали с нескольких направлений сразу благодаря изменениям погодных условий и элементам рельефа, которые способствовали их распространению в разных направлениях. Некоторые из других редких аномалий, выявленных на основе данных Китона, даже можно объяснить интерференцией инфразвука, порожденного торнадо и ураганами, зарегистрированными в соответствующие дни.
В качестве возражения гипотезе Хагструма часто приводят тот аргумент, что уши голубя расположены так близко друг к другу, что эта птица никак не может извлекать какую бы то ни было полезную ориентационную информацию из низкочастотных звуков, длина волны которых составляет километр или больше. Если бы птица не могла двигаться, это возражение было бы справедливым, но, летая кругами или петлями, голубь может искусственно увеличить размеры своего слухового аппарата. А при помощи эффекта Доплера он может определить, с какой стороны к нему приходит характеристический звук родной голубятни. В точности тот же принцип, который называют апертурным синтезом, используется при проектировании радаров. Тот факт, что голуби часто летают кругами или петлями над местом выпуска и лишь потом направляются в сторону дома, согласуется с предположением, что они извлекают ориентационную информацию из инфразвука.
Гораздо более серьезное возражение состоит в том, что голуби, лишенные слуха методом хирургического вмешательства, все равно сохраняют способность направляться к дому. Но данные в этом отношении неточны и неясны. Первое исследование такого рода было проведено на малой выборке, и результаты его были неоднозначными: некоторые из лишенных слуха птиц не смогли сориентироваться, но, как ни странно, не сумели найти нужного направления и некоторые из птиц контрольной группы, у которых слух сохранялся.
Недавно Хагструм изучил неопубликованный набор данных, также полученных Китоном, которые проливают еще более яркий свет на этот вопрос. В различных опытах Китона лишенные слуха птицы – взятые вместе – действительно вели себя иначе, чем птицы контрольных групп, и обычно ориентировались хуже, хотя и в этих случаях многим из них удавалось успешно вернуться домой. В то же время и в контрольной группе некоторые из птиц, сохранивших слух, также не могли сориентироваться.
Хагструм считает, что птицам контрольных групп иногда мешали акустические тени. Возможно, глухие птицы (понимавшие, что их слух не работает) пользовались одним из своих компасов для отслеживания пути от голубятни к месту выпуска, как делают молодые, неопытные голуби, и возвращались домой по обратному маршруту.
Еще одно свидетельство было извлечено из любопытной сезонной закономерности в способности европейских голубей находить дорогу домой. Зимой они, как правило, хуже ориентируются и затрачивают больше времени на возвращение в свою голубятню. По-немецки эта аномалия называется словом Wintereffekt («зимний эффект»), но в Северной Америке она не наблюдается. Хагструм предположил, что она вызвана усилением фоновых инфразвуковых шумов, связанным с характерным для Северной Атлантики большим количеством зимних штормов, которые предпочтительно движутся в направлении Европы (а не Америки) под воздействием западных стратосферных ветров.
Сторонники гипотезы ольфакторной навигации отмечают, что «зимний эффект» также можно объяснить тем, что в зимние месяцы уменьшается количество полезных с точки зрения навигации запахов, производимых растениями.
Хагструм, безусловно, признает, что такие отдельные случаи могут служить лишь косвенными свидетельствами в пользу его инфразвуковой гипотезы. Его работа не позволяет ему проводить эксперименты, необходимые, чтобы окончательно установить, используют ли голуби инфразвук, но он надеется, что это вскоре смогут сделать другие исследователи.
* * *
Многие животные возвращаются для размножения на место своего рождения, но подробное изучение поведения животных, которые – подобно тюленям – размножаются в крупных колониях, затруднительно, не в последнюю очередь из-за того, что такие животные нападают на всех, кто подходит к ним слишком близко.
Недавно ученым удалось справиться с этой проблемой в крупной колонии кергеленских морских котиков на острове Берд, расположенном у берегов Южной Георгии. На этом острове есть тропа, проходящая на некотором возвышении, с которой можно с большой точностью определять местоположение отдельных котиков. При помощи электронных идентификационных меток, которые можно было считывать прибором, установленным на конце длинного шеста, исследователи установили, что самки кергеленского котика возвращаются на место своего рождения с необычайно высокой точностью – даже по прошествии нескольких лет – и там производят на свет своих собственных детенышей.
Самки по большей части оказывались на расстоянии до 12 метров от места своего рождения, а некоторые – на расстоянии, не превышавшем длину их собственного тела (около двух метров). Хотя самцов, многочисленные партнерши которых образуют «гаремы», еще не исследовали таким же образом, вполне возможно, что они проявляют еще бо́льшую привязанность к родным местам. На фотографиях колонии северных морских котиков, сделанных в 1890-х годах, виден «практически тот же рисунок распределения «гаремов», что и сегодня».
Никто не знает, как морским котикам удается так точно находить свой дом. Может быть, на самом последнем этапе их обратного путешествия, уже после выхода на берег, важную роль играют зрение и обоняние, а находясь в открытом море, они, возможно, используют астрономические или магнитные ориентиры. Как знать?