Книга: Супернавигаторы
Назад: 19 Умеют ли птицы решать задачу определения долготы?
Дальше: 21 Коста-Риканские приключения
20
Тайна навигации морских черепах
Самка морской черепахи, с трудом вылезающая из моря и пробирающаяся вверх по склону песчаного пляжа строить гнездо, представляет собой зрелище почти невыносимо трогательное. Ее упорство и самоотверженность делают из нее настоящее олицетворение материнства – или, если такое сравнение кажется вам слишком антропоцентрическим, непреодолимого стремления любого животного к воспроизводству.
Но исследователей бионавигации самки черепахи интересуют по другим причинам: они обладают поразительной способностью находить дорогу домой, и теперь, как кажется, становится ясно, что для ее определения они активно используют магнитные сигналы.
Паоло Луски не только специалист по голубям, но и один из немногих ученых, проводивших обширные исследования черепах в дикой природе. Обычно для этого к панцирям черепах, выходящих на берег для строительства гнезд, прикрепляют отслеживающие устройства. Когда я встречался с Луски в Пизе, он рассказал мне о трудностях, с которыми связана работа такого рода.
Морские черепахи – животные крупные и сильные. Например, зеленые черепахи имеют около метра в длину и весят по 200 килограммов или даже больше. Когда они выходят из моря, что обычно происходит по ночам, они выползают на берег, подтягиваясь на передних ластах, до того места, где начинается растительность.
Найдя подходящее место для строительства гнезда, черепаха прежде всего выкапывает неглубокую лунку – «яму для тела». Затем она с удивительной ловкостью создает приблизительно цилиндрическую камеру для кладки (по словам Луски, «очень неплохое архитектурное сооружение»), вынимая из нее песок то одним, то другим задним ластом. Часто бывает, что результат этой работы черепахе не нравится: тогда она либо бросает все и возвращается в море, либо начинает все сначала, чем приводит в отчаяние ждущих в засаде ученых.
Построив наконец достаточно хорошую камеру для яиц, черепаха начинает их откладывать. В кладке обычно бывает от 80 до 100 мягких на ощупь яиц, каждое размером приблизительно с шарик для настольного тенниса. Начав откладывание, черепаха уже не останавливается и не проявляет никакого страха. Этот процесс – цель всей ее жизни. Более того, отвлечь ее практически невозможно: в этот момент, говорит Луски, «с ними можно делать все, что угодно».
Именно этого и ждут ученые, но им приходится действовать быстро, так как откладывание яиц продолжается всего лишь около получаса. Чтобы прикрепить трекер, им нужно сперва очистить панцирь – сначала наждачной бумагой, а затем ацетоном. После этого они приклеивают трекер к панцирю водостойкой эпоксидной смолой. Черепахи, кажется, ничего не имеют против этой процедуры.
Закончив откладывать яйца, черепаха осторожно покрывает их песком, подгребая его задними ластами. Потом она быстро засыпает основную яму при помощи своих мощных передних ластов. В это время песок летит во все стороны, и исследователям приходится постараться, чтобы не попасть под его струи, которые бьют весьма болезненно. Черепаха стремится спрятать гнездо от потенциальных грабителей; полностью покрыв его песком, она направляется прямо в море. Если клей еще не успел засохнуть, иногда бывает нужно задержать черепах до того, как они вернутся в воду.
Сделать это при помощи грубой силы совсем не легко, так как черепаха движется очень целеустремленно: она похожа на «маленький танк», и, чтобы ее остановить, требуются два или три человека. Но в этом нет необходимости. Достаточно показать черепахе включенный фонарик, и она следует за ним. Это, как говорит Луски, чем-то похоже на прогулку с большой, медлительной собакой.
За последние 30 лет ученые обнаружили у этих замечательных рептилий навигационные способности, по меньшей мере не уступающие талантам лосося, но до 1950-х годов о них больше говорилось в легендах, чем в научных работах.
Существовало множество рассказов рыбаков о черепахах, возвращающихся на те же пляжи, на которых они родились, но об образе их жизни был известно очень мало – за исключением того, что они периодически строят гнезда на определенных пляжах, а в другое время совершают дальние путешествия. Главной причиной интереса людей к морским черепахам было то обстоятельство, что они чрезвычайно вкусны. На банкете лорд-мэра – роскошном пире, который ежегодно устраивают в Лондоне для богатых и влиятельных гостей, – непременно подавали черепаховый суп, считавшийся большим деликатесом. В лондонском меню его давно уже нет, но черепахи и их яйца по-прежнему остаются важным источником дохода (и белка), и многие жители тропических стран, в которых обычно гнездятся морские черепахи, живут добычей их мяса и яиц. Это порождает весьма неприятные противоречия между природоохранными требованиями и потребностями человека.
Одним из первых ученых, занявшихся изучением черепах в дикой природе, был Арчи Карр (1909–1987). Он был влиятельным борцом за охрану природы еще до того, как дело защиты окружающей среды приобрело широкую популярность, и многое сделал, чтобы убедить власти создать на восточном побережье Коста-Рики Национальный парк Тортугеро – первый в мире заповедник для черепах. На восточном берегу Флориды также был создан заповедник, носящий его имя.
Чтобы узнать как можно больше о том, чем занимаются зеленые черепахи, когда они покидают пляжи со своими гнездами, Карр сначала пытался следить за самками, прикрепляя к ним воздушные шары. Этот метод работал только на очень коротких расстояниях, и тогда, следуя примеру орнитологов, он начал метить черепах. Тут тоже ничего не получалось. Вначале метки прикрепляли к панцирям черепах крепкой проволокой, но они часто отваливались еще до того, как черепахи покидали район гнездования.
Хотя многое из того, чем занимаются самки черепах в интервалах между откладыванием яиц (которое повторяется несколько раз), оставалось тайной, одно было известно наверняка: совсем рядом с берегом «разыгрываются бурные романы», и вскоре стало ясно, что в потере меток виноваты любвеобильные самцы:
Морские черепахи в любви буквально не знают удержу… Чтобы удержаться в необходимой позе на выпуклом, гладком, мокром, подбрасываемом волнами панцире самки, самец цепляется за него в трех точках – длинным толстым изогнутым хвостом с ороговевшим кончиком и мощными изогнутыми когтями передних ластов (по одному на каждом). Морские черепахи, естественно, дышат воздухом, а поэтому, разумеется, и самец, и самка в процессе бурного ухаживания пытаются остаться на поверхности воды. Это усложняет акробатические номера, которые и без того приходится проделывать самцу, и он с еще большей яростью дергает и царапает панцирь своей нареченной… А тем временем вокруг собираются другие самцы, и все они пытаются разом взгромоздиться на самку, исчезая вместе с ней в бешено клубящейся пене, и с берега уже вообще невозможно разобрать, что там происходит, – видно только, что страсти бушуют.
В конце концов Карр начал использовать бирки для коров, которые он прикреплял к передним ластам, и этот вариант оказался гораздо надежнее. Но главной причиной успеха своей программы мечения он считал вознаграждение в пять долларов, обещанное за возврат каждой метки. В 1950-х годах это были весьма солидные деньги для карибских рыбаков; что еще важнее, эта сумма была больше цены, которую давали за черепаху на рынке.
По мере получения все большего количества меток Карр смог доказать, что казавшиеся невероятными истории о миграции и возвращении черепах были совершенно правдивы. Как именно черепахи ориентируются в море, оставалось большой загадкой, разрешить которую он не мог, но он сделал важный первый шаг, обозначив многие из ключевых вопросов, на которые следовало найти ответ.
Особенно интересовали Карра те зеленые черепахи, которые совершали переход со своих пастбищ у берегов Бразилии к пляжам острова Вознесения, на которых они откладывали яйца. Остров Вознесения, «клочок земли посреди моря между Африкой и Южной Америкой», настолько мал и изолирован, что его бывает трудно найти даже штурману-человеку. Во время Второй мировой войны его использовали в качестве пункта дозаправки для самолетов, которые перегоняли из Соединенных Штатов в Бирму через Бразилию и Африку. Если такой самолет пролетал мимо острова, ему приходилось совершать вынужденную посадку на воду прямо посреди Южной Атлантики. У летчиков была даже поговорка: «Вознесенья не нашли – женам пенсии пошли». Это, надо думать, не давало штурманам расслабиться.
Изолированное расположение острова Вознесения
Как же находят остров Вознесения черепахи? Карр понимал, что на большей части пути длиной 2250 километров видимые ориентиры должны быть бесполезны, хотя можно предположить, что черепахи видят расположенный в центре острова вулканический пик (высотой 859 метров) с весьма большого расстояния. Он хорошо знал об открытии компасного чувства у насекомых и других животных и задавался вопросом о том, не могут ли подобные способности иметься и у самок черепахи. Однако «насколько точно выйдет к пятимильной цели животное… после того, как покроет тысячу миль, руководствуясь только компасным чувством?».
Даже если бы не приходилось учитывать воздействие течений, Карр считал, что такой результат был бы невероятным достижением в области навигации. А поскольку на пути черепахи имеется устойчивое течение, направленное на запад, не говоря уже о возможных морских волнениях, Карр заключил, что одного лишь компаса никак не может быть достаточно: «Процесс ориентирования в открытом море должен опираться на что-то еще. Необходимо найти ответ на общую загадку – каким образом различные птицы, тюлени и черепахи находят все острова, которые они регулярно посещают?»
Карр рассматривал возможность того, что ориентиром может служить какой-нибудь запах или вкус, исходящий от острова Вознесения и распространяющийся по морю. Однако казалось маловероятным, что дело именно в этом, потому что тогда черепахе пришлось бы, как мотыльку, следовать по длинному, утомительному зигзагообразному маршруту, пытаясь проследить шлейф такого запаха до его источника. Он также обдумывал, не могут ли черепахи ориентироваться по контурам рельефа морского дна или, возможно, по звукам, например необычайно громкому шуму, который производят раки-щелкуны. Правда, инфразвука он не рассматривал.
Оставались и другие возможные варианты, например инерционная или астрономическая навигация, но экспериментальных данных для дальнейшей разработки этих гипотез у Карра не было. Он думал даже о так называемой силе Кориолиса. Возможно, черепаха умеет определять свою географическую широту, чувствуя во время передвижения на север или на юг небольшие изменения ускорения, вызванного вращением Земли. Но это предположение казалось слишком надуманным. Наконец, он рассматривал роль геомагнетизма. Хотя в то время (в середине 1960-х годов) убедительных доказательств использования какими бы то ни было животными магнитных сигналов еще не было, Карр справедливо считал это направление исследований многообещающим.
Возвращение зеленой черепахи
Поиск ответов на увлекательные вопросы, которые поднял Карр, выпал на долю следующего поколения исследователей черепах, среди которых выделялись Флориано Папи и его ученик Паоло Луски.
Хотя Папи прославился своей работой по ольфакторной навигации у голубей, сам он всегда настаивал, что он не орнитолог, а этолог: его интересовало не поведение какого-либо конкретного вида животных, а бионавигация в целом. Кроме того, он был в большом восторге от новых технических средств слежения, которые появились в конце 1980-х.
В начале 1990-х Папи познакомился на конференции с двумя исследователями из Малайзии. Они отслеживали перемещения черепах при помощи коротковолновых радиопередатчиков, и Папи, обладавший ненасытным любопытством, так заинтересовался этой работой, что сам начал изучать вопрос о навигации черепах. Луски, закончивший университет только в 1989 году, работал в то время с голубями, и, когда Папи спросил его, не хочет ли он съездить в тропики, это было для него полной неожиданностью. Разумеется, Луски не мог отказаться от такого предложения, особенно когда Папи поделился с ним своими планами.
Итак, в 1993 году молодой исследователь отправился на далекий остров Реданг, лежащий у берегов Малайзии, проводить свой первый эксперимент с черепахами. До этого он никогда не выезжал за пределы Европы, и незапятнанная красота пляжа, на который зеленые черепахи выходили для строительства гнезд – по многу раз в течение нескольких месяцев, – совершенно его очаровала.
Время этой первой экспедиции было выбрано так, чтобы оно совпадало со временем летних каникул в Италии. Июль был не самым удачным моментом, так как приходился на самую середину периода спаривания черепах, и любые трекеры, прикрепленные к самкам, с высокой вероятностью вскоре могли быть оторваны перевозбужденными самцами. Поэтому нужно было выбирать самок, находившихся в самом конце цикла откладывания яиц, которые, покинув пляж, отправлялись бы прямо в море.
Мало того, первые трекеры, которые испытали ученые, оказались безнадежно негерметичными и сломались. Но, как говорит Луски, Папи был человеком везучим. Несмотря на все эти трудности, его группе удалось – благодаря помощи малайских коллег – получить некоторые из самых первых данных спутникового слежения за мигрирующими зелеными черепахами.
В частности, одна из самок проплыла более 600 километров от гнездового пляжа до своего пастбища, расположенного далеко в Южно-Китайском море. Еще поразительнее, чем пройденное ею расстояние, был тот факт, что на последних 475 километрах пути она сохраняла неизменный курс.
Получение точной информации о местоположении животного, которое проводит большую часть времени под водой, – задача непростая. Передатчикам, которые обычно использовал Луски, требовалось несколько секунд, чтобы передать на спутники достаточное количество данных, причем передавать они могли только тогда, когда черепаха всплывала на поверхность, чтобы набрать воздуха, а эти периоды бывают очень короткими. Поэтому зарегистрированные точки маршрута могут быть редкими и малочисленными, а их координаты – даже в самых благоприятных обстоятельствах – весьма неточными. Однако теперь радиотрекеры можно использовать в сочетании с приборами спутниковой навигации, что позволяет определять местоположение с гораздо более высокой точностью.
Поскольку Папи начинал с изучения голубей, ему, естественно, очень хотелось попытаться поставить на черепахах эксперимент с перемещением. В 1994 году Луски, бывший тогда аспирантом, снова приехал в Малайзию, но уже без Папи. Ему и его сотрудникам удалось проследить путь перемещенной самки зеленой черепахи к гнездовому пляжу, а потом восстановить маршруты еще нескольких черепах в гораздо более дальних миграционных путешествиях.
Результаты были поразительными: одна из этих черепах проплыла от Малайзии до самого севера Борнео, а другая – до южной части Филиппин. Снова обнаружилось, что черепахи следуют идеально прямым курсом – на этот раз на расстояниях, заметно превышавших 1000 километров.
Затем Папи и Луски поехали в Южную Африку, где они работали с логгерхедами и огромными кожистыми черепахами – великолепными созданиями с кожистыми спинами в глубоких складках; эти черепахи бывают размером приблизительно со старую модель «Фиата-500». На этот раз они работали в сотрудничестве с Джорджем Хьюзом, руководителем Управления природных парков провинции Наталь, который начал метить черепах еще в начале 1960-х годов.
В одном из экспериментов с перемещением они показали, что самки логгерхеда способны находить обратную дорогу к гнездовьям на расстояниях до 70 километров. Впоследствии они отследили одну такую черепаху, совершившую путешествие длиной почти 7000 километров. На одном протяженном участке маршрута она плыла почти по прямой, хотя это, возможно, отчасти объяснялось наличием сильного океанского течения.
Позднее Луски и его коллеги приехали на остров Вознесения и начали изучать навигационные способности находящихся на воле зеленых черепах. Как это часто бывает с работой в полевых условиях, результаты получились не вполне однозначными. В одном из экспериментов с перемещением они поймали на острове 18 самок, прикрепили к ним трекеры и выпустили их в открытое море на расстоянии от 60 до 450 километров от места поимки – по меркам черепах, не очень далеко. Четыре черепахи направились прямо к Бразилии (где находятся их пастбища), еще четыре в конце концов тоже поплыли в том же направлении, но сначала некоторое время ходили кругами, и только десять самок вернулись к острову Вознесения.
Навигационные достижения вернувшихся к острову черепах были неблестящими. Все зарегистрированные маршруты кроме одного были извилистыми, хотя на последнем участке пути они становились прямыми, «как будто черепахи искали сенсорного контакта с островом и устанавливали его на разных расстояниях от цели». Большинство подплывало к острову с подветренного направления, что заставило Луски предположить, что черепахи ориентировались по некой «передающейся по ветру» информации, приносимой с острова, – возможно, по ароматическому шлейфу.
Дальнейшие исследования дали более ясные свидетельства значения обоняния для возвращения зеленых черепах домой. В этом случае самок забирали с гнездового пляжа на острове Вознесения, снабжали спутниковыми трекерами и перевозили на корабле в точки, расположенные в пятидесяти километрах от острова – либо против ветра, либо по ветру. Все черепахи, выпущенные с подветренной стороны, добрались до острова за несколько дней, а тем, которых увезли в наветренном направлении, снова найти остров было гораздо труднее.
Более того, одна из «наветренных» черепах так и не смогла найти остров Вознесения за 59 суток слежения, хотя в течение этого периода она оказывалась на расстоянии 26 километров от него. Представляется вполне вероятным, что «подветренным» черепахам помогал найти обратную дорогу ароматический шлейф, распространяющийся от острова, хотя неоспоримых доказательств этого нет.
После этого Луски провел непростое исследование на Коморских островах, изолированном архипелаге в Индийском океане, между Мадагаскаром и Африкой. Он хотел выяснить, может ли искусственное магнитное поле повлиять на способность зеленых черепах находить обратную дорогу. Попасть на гнездовой пляж можно было только с моря, и Луски отправился туда на небольшой яхте, а поскольку он сильно страдает от морской болезни, это путешествие не доставило ему особенного удовольствия. Его сотрудникам удалось поднять черепах на борт яхты при помощи самодельных носилок, хоть и не без труда: по счастью, в составе группы был один дюжий регбист. Но после этого поднялся сильный ветер, не позволявший им выйти из-под прикрытия лагуны.
В то время как они ждали, пока стихнет ветер, Луски уже было нехорошо, но, когда они наконец вышли в море, ему стало еще хуже. Переход до места выпуска занял 12 часов, и все это время его мучила сильная морская болезнь; к концу перехода он почти не держался на ногах. На обратном пути на Майотту у них кончилось топливо, и пришлось идти под парусом. Хотя прекращение грохота мотора принесло некоторое облегчение, переход занял гораздо больше времени, чем предполагалось, а поскольку на яхте не было радиотелефона, они не могли предупредить об этой задержке своих коллег. Луски и его команда были счастливы наконец-то сойти на сушу, а береговая группа испытала большое облегчение, увидев их.
В этой экспедиции Луски и его французские коллеги выпустили в Мозамбикском проливе, на расстоянии 100–120 километров от места поимки, 20 черепах. У тринадцати из них к головам были прикреплены магниты. Всем, кроме одной, в конце концов удалось добраться до Майотты, хотя и не всегда самым прямым путем; по-видимому, черепахи учитывали воздействие океанских течений. Однако черепахи, обремененные магнитами, возвращались по гораздо более длинным маршрутам. Так было получено первое свидетельство того, что черепахи, возможно, действительно используют в навигации магнитные сигналы.
* * *
Многие морские рыбы мечут икру, из которой вылупляются личинки, дрейфующие наподобие планктона. Вероятность того, что они в конце концов вырастут во взрослых рыб, способных вернуться к тому месту, где были зачаты, может показаться весьма низкой. Тем не менее, по-видимому, именно это и происходит с атлантической треской.
Современные методы анализа химического состава и морфологии слуховых камешков (отолитов), находящихся в органах слуха рыбы, позволяют ученым точно определить, где именно началась жизнь этой конкретной особи. В одном недавнем исследовании изучались отолиты, собранные (в течение шестидесяти с лишним лет) у особей трески, которых метили в водах у западного побережья Гренландии. Оказалось, что в 95 % случаев меченые рыбы, повторно пойманные впоследствии в районе Исландии, и родились в водах Исландии. Таким образом, они должны были проплыть до Гренландии (возле которой они были помечены), а затем вернуться к Исландии. Эти данные убедительно доказывают, что треска способна успешно находить дорогу на расстоянии 1000 километров или более.
Хотя мы пока что совершенно не знаем, как треске удается находить дорогу домой, сам факт того, что рыбы ведут себя таким образом, чрезвычайно важен для управления рыбным промыслом.
