Пчел из семейства галиктид называют еще потовыми пчелами; это довольно малопривлекательное название объясняется тем, что они любят человеческий пот. Вид Megalopta genalis обитает в тропических зонах Америки. Если более знакомые нам медоносные пчелы летают днем, потовые пчелы Megalopta genalis выбираются из гнезда только на закате и на рассвете: они ведут сумеречный образ жизни. Самки живут в дождевых лесах и строят свои гнезда в мелких полых ветках, скрытых в подлеске. Когда они отправляются на поиски пищи, им приходится пробираться через густую растительность (хотя возможно также, что они летают над растительным покровом: этого пока что никто точно не знает), и, судя по пыльце, которую они собирают, они могут улетать на расстояния по меньшей мере до 300 метров.

В тропиках быстро темнеет, и в дождевом лесу становится по-настоящему темно, так как листва задерживает бо́льшую часть оставшегося света. Навигационные задачи, которые приходится решать потовым пчелам, были бы достаточно сложны и при дневном свете, но после захода солнца скудость освещения делает их «особенно трудными» – мягко говоря.

Я отправился в университет города Лунда на юге Швеции, чтобы встретиться с человеком, группа которого сделала эти необычайные открытия, – Эриком Уоррентом. Этот увлеченный и энергичный австралиец, знающий о зрении насекомых, возможно, больше всех на свете, явно был в восторге, когда обнаружил, что я разделяю его любовь к шестиногим животным.

В ходе наших бесед Уоррент объяснил, что чувствительность отдельной фоторецепторной клетки животного можно измерить, регистрируя ее реакцию на световые точки переменной интенсивности. При чрезвычайно тусклом свете не происходит ничего, но по мере постепенного увеличения яркости света клетка начинает «выстреливать» мельчайшие электрические сигналы. При помощи этой методики было показано, что некоторые животные способны воспринимать даже одиночные фотоны.

Тут имеет смысл задержаться на мгновение и обдумать значение этого утверждения. Фотон – одна из фундаментальных частиц природы, хотя, как ни странно, он также ведет себя как волна. Речь идет об объекте настолько малых размеров, что его называют точечным: другими словами, он не занимает никакого места. Кроме того, у него нет массы. Однако фотон перемещается очень быстро (со скоростью света) и переносит малое количество энергии (величина которой зависит от длины волны фотона).

Тот факт, что глаза любого животного способны регистрировать столь малую порцию энергии, поразителен сам по себе, но потовая пчела Megalopta genalis и тут стоит особняком. Ей удается найти дорогу домой через джунгли, хотя каждый фоторецептор ее глаз получает всего лишь пять фотонов в секунду. Уоррент говорит, что от ее способностей к ночной навигации у него мороз идет по коже:

Одна лишь необычайная чувствительность сложных фасеточных глаз потовых пчел не объясняет, как им удается столь успешно ориентироваться в почти полной темноте. Нужно что-то еще. Это особые клетки их мозга, которые «суммируют» сигналы, приходящие от органов зрения. Именно они позволяют пчелам использовать очень ограниченный поток информации, поступающий от окружающего их мира, с максимальной эффективностью. Низкая скорость полета ночных потовых пчел – низкая по сравнению с пчелами, активными днем, – также дает больше времени для осуществления этого процесса «суммирования». Уоррент считает, что потовые пчелы Megalopta genalis вполне могут использовать очень смутные рисунки, которые создает контраст между контурами растительности и ночным небом, в качестве ориентиров, по которым они находят обратную дорогу к своему гнезду (известно, что этот же механизм работает у некоторых муравьев, живущих в тропических дождевых лесах), но эта гипотеза пока остается недоказанной.

Вылетая из гнезда, потовая пчела Megalopta genalis совершает «ориентировочный полет», во время которого она старательно кружится на одном месте и рассматривает вход в гнездо и его окрестности. Когда Уоррент и его сотрудники передвинули гнездо пчелы после того, как она улетела, они увидели, как пчела вернулась в точности в то же место, где гнездо было раньше, вероятно найдя это место по окрестным визуальным ориентирам.

Чтобы проверить это предположение, перед вылетом пчелы они расположили над входом в гнездо белую карточку, а пока пчела была в отлучке, переместили ее к соседнему, покинутому пчелиному гнезду. По возвращении пчела, введенная в заблуждение карточкой, забралась в чужое гнездо, но быстро покинула его. Дорогу к своему дому она смогла найти только после того, как ученые вернули карточку на прежнее место. Это явно доказывает, что процесс нахождения обратной дороги основывается не на обонянии.

Люди часто относятся к рыбам свысока – и не только потому, что живут на суше. На наш поверхностный взгляд, рыбы кажутся холодными, скользкими и, откровенно говоря, туповатыми. Иначе почему бы они так глупо глотали крючки и заплывали в сети? Однако этим, как и многими другими своими предрассудками, мы лишь выказываем собственное невежество. Рыб гораздо труднее изучать в дикой природе, чем наземных животных, так что наше невежество в их отношении по-прежнему остается глубоким, но одно известно точно: им вовсе не свойственно плавать случайным и бесцельным образом и в их навигационном инструментарии активно используются разного рода ориентиры.

В распоряжении рыб имеются самые разнообразные чувства, некоторые из которых нам совершенно не знакомы. У них есть органы боковой линии – их основу составляют чувствительные к давлению бугорки, которые расположены под кожей в проходящих вдоль тела продольных каналах, соединенных с внешней средой порами, – обладающие поразительной чувствительностью к малейшим движениям окружающей их воды. Именно эти органы обеспечивают косяку рыб поразительную способность к синхронному изменению направления.

Живущая в Мексике слепая пещерная рыба узнает о присутствии и расположении окружающих ее предметов при помощи волн давления, которые порождает ее собственное движение в воде. Когда она плывет в темноте, органы боковой линии регистрируют характерные отражения, которые производят эти предметы, и рыба может научиться перемещаться по маршрутам, отмеченным этими жидкостными «ориентирами».

Другие рыбы, в том числе, например, индийская рыба-ползун, используют визуальные ориентиры. Этот вид живет либо в прудах, либо в быстрых ручьях. Исследователи взяли рыб из этих двух очень разных сред обитания и научили их находить вознаграждение, пробираясь через последовательность узких проходов, установленных в их аквариумах. Сначала рыбы, живущие в текучей воде, показывали гораздо лучшие результаты, чем их собратья из стоячей воды, но, когда у каждого проема поставили по маленькому растению, ситуация сменилась на противоположную: теперь в соревновании побеждали обитатели прудов.

По-видимому, рыбы, живущие в быстро движущейся воде, не обращают особого внимания на растения и тому подобные непостоянные объекты, потому что течение перемещает их слишком быстро, чтобы их можно было использовать в качестве ориентиров. Прудовые же рыбы, напротив, могут рассчитывать, что предметы в большинстве своем остаются на одном и том же месте, и поэтому научились обращать на них более пристальное внимание.

Несколько разных видов рыб, в том числе угри и акулы, чувствительны к электрическим полям и используют электрические ориентиры. У слабоэлектрических рыб, например, есть специальный орган, позволяющий им замечать изменения электрического поля, существующего в окружающей их воде. Одна из таких рыб, живущая на дне африканских озер, ведет ночной образ жизни и, подобно индийской рыбе-ползуну, способна находить отмеченные ориентирами проемы в препятствиях, используя этот метод. Но у нее есть одно радикальное отличие: она делает это в полной темноте.

Даже насекомые иногда используют для обнаружения предметов информацию, передаваемую электрическими сигналами.

Когда мы снимаем с упаковки пластиковую пленку, она часто прилипает к рукам и не хочет от них отцепляться. При прикосновении к металлической поверхности, особенно если до этого пройти по ковру из синтетических волокон, можно почувствовать легкий электрический разряд. Эти любопытные явления вызваны накоплением статического электричества, и они, как ни странно, играют важную роль в существенном с точки зрения экологии процессе опыления цветов пчелами.

Шмели могут чувствовать статическое электрическое поле, окружающее цветки, и способны даже различать разные цветы по конфигурации электрического поля, которое они создают. Пчелы улавливают эти слабые сигналы при помощи чувствительных волосков, которые отклоняются электрическими полями, окружающими цветы. С помощью этой информации они отличают цветы, дающие много нектара, от цветов менее питательных.

Птицы могут летать на большие расстояния, так что навигационные задачи, которые им приходится решать, бывают особенно трудными. Зато в их распоряжении прекрасное зрение, а также широкий ассортимент других навигационных приборов. Точно так же, как мы можем иногда использовать для прокладки маршрута GPS-навигатор, а иногда – обычную карту, птицы по мере надобности переходят с одного метода навигации на другой.

Выяснение роли разных механизмов, которые используют птицы, оказалось делом чрезвычайно сложным, и в этой области до сих пор остается много неясного. Это лишь один из примеров более масштабной проблемы, затрагивающей все направления науки о поведении. Истолкование результатов опытов на высших животных редко бывает очевидным. Взять хотя бы тесты на интеллектуальное развитие людей. Если ребенок показывает плохие результаты, обязательно ли это значит, что он недостаточно умен? Может быть, когда он выполнял задания, он беспокоился, отвлекался или даже скучал, – а может быть, сам тест плохо составлен.

Несмотря на эти затруднения, вполне ясно, что зрительное распознавание – это ключевая часть навигационных приборов, используемых птицами. Особенно замечательных высот в области использования визуальных ориентиров достигает одна конкретная птица.

Североамериканская ореховка, или кедровка Кларка, принадлежащая к отличающемуся высоким интеллектом семейству врановых, живет в высоких горах западной части Северной Америки. Первым ее описал Уильям Кларк, спутник Мериуэдера Льюиса, человека, возглавившего в начале XIX века знаменитую наземную исследовательскую экспедицию от Сент-Луиса до Тихого океана и обратно и составившего карты тех мест, по которым она проходила.

Североамериканская ореховка переживает холодные горные зимы только благодаря запасам семян, которые она, как белка, делает в летние месяцы. Поскольку птица эта далеко не глупа, она не складывает все свои запасы в одном месте: это было бы слишком рискованно, так как другие животные (в том числе другие ореховки) с удовольствием украдут их, представься им такая возможность. Кроме того, если птица не сумеет найти свою собственную закладку, ей грозит голодная смерть.

Но масштабы и сложность работ ореховки по созданию тайных хранилищ пищевых запасов поистине поражают воображение. В каждом тайнике она прячет всего по нескольку зерен, причем тайники эти бывают разбросаны по территории площадью порядка 100 квадратных миль (около 260 квадратных километров). Некоторые из них могут быть закопаны на продуваемых ветрами склонах, другие – в густых лесах, третьи – на пустынных горных вершинах. Одна птица может спрятать более 30 000 зерен в 6000 отдельных закладках. Птицам необходимо помнить расположение этих тайников в течение многих месяцев. Хотя их память неидеальна, она все же производит сильное впечатление, и ее с лихвой хватает, чтобы обеспечить выживание ореховок в той суровой среде, в которой они существуют.

Поведение ореховки в процессе запасания корма иллюстрирует один важный общий принцип, особенно существенный в приложении к навигации: эволюция благоприятствует возникновению систем, не идеальных, а «достаточно хороших». Природа «отбирает» те характеристики, которые позволят организму прожить достаточно долго, чтобы произвести на свет себе подобных. Нет смысла создавать более сложные механизмы, если и более простой удовлетворяет этому основному требованию, тем более если усложнение можно получить только ценой значительного увеличения мозга. Мозг – очень жадный потребитель энергии, и для обеспечения его работы потребовалось бы гораздо большее количество пищи. Иметь мозг больший, чем необходимо, просто невыгодно.

Можно предположить, что в поразительном поведении ореховки какую-то роль играет обоняние, но, по-видимому, это не так. На самом деле птица замечает мелкие ориентиры, расположенные вокруг каждого из тайников, и запоминает геометрические взаимосвязи между ними. В дикой природе такими ориентирами могут служить камни или кусты, хотя в лабораторных опытах птицы ничего не имели и против использования объектов искусственных. Когда экспериментаторы скрытно передвигали ориентиры, сохраняя их взаимное расположение, птицы часто искали свою закладку в месте, обозначенном сдвинутыми предметами.

Кажется, однако, что система поиска тайников, которую используют эти птицы, еще сложнее. В одной недавней работе предполагается, что ореховки используют и более крупные и удаленные ориентиры. Их легче заметить на расстоянии, а размеры птиц делают их менее подверженными воздействию ветра и непогоды.

Пока что не вполне ясно, на что именно птицы обращают внимание в дикой природе, но они, вероятно, замечают выдающиеся элементы ландшафта, окружающего каждый тайник, – например, деревья или крупные валуны, – и, возможно, запоминают своего рода «панорамный снимок» местности. В этом случае поиск тайника состоит, вероятно, из двух стадий. Сначала птица распознает район закладки, применяя процесс своего рода сопоставления изображений с использованием крупных элементов ландшафта, а затем точно ориентируется по более мелким объектам, расположенным ближе к тайнику, чтобы определить его точное местоположение.

На протяжении тысячелетий люди использовали необычайную способность голубей к нахождению дороги домой для быстрой передачи сообщений, часто на очень большие расстояния. Военные использовали почтовых голубей по меньшей мере со времен Римской империи; сотни тысяч голубей использовались разными воюющими сторонами только во время Второй мировой войны. Некоторые из них получили медали за храбрость в благодарность за верную доставку сообщений под огнем.

Существует легенда, что в 1815 году банк Ротшильдов получил огромную прибыль благодаря известию об исходе битвы при Ватерлоо, полученному по голубиной почте раньше, чем об этом узнал рынок. История хорошая, но, по-видимому, не соответствующая историческим фактам. Однако Ротшильды действительно создали систему связи с использованием голубей, которая успешно работала уже к 1840-м годам, за несколько лет до появления первых работоспособных систем электрического телеграфа.

Голуби активно использовались во время осады Парижа прусской армией в 1870–1871 годах. Птиц вывозили за пределы города на воздушных шарах, которые приземлялись там, где они уже не могли попасть в руки вражеской армии, окружавшей город. Птиц кормили и давали им отдохнуть, а затем они уже своим ходом возвращались в Париж с микрофотографическими посланиями для осажденных горожан.

Поскольку голубей легко выращивать и они (в отличие от большинства других птиц) готовы летать на большие расстояния в любое время, их давно используют для проверки различных теорий относительно навигационных способностей птиц. Появившиеся в последние годы электронные отслеживающие устройства – трекеры – позволили исследователям очень подробно изучать их поведение при возвращении домой. Что неудивительно, выяснилось, что большую помощь в навигации оказывают голубям ориентиры, хотя они также способны следовать по заученным «компасным» курсам.

Молодые почтовые голуби подолгу исследуют окрестности своей голубятни, узнавая при этом структуру местного ландшафта, иногда на весьма больших площадях. «Обзорная информация», которую они приобретают таким образом, не поможет им, если они окажутся в местности, в которой никогда раньше не бывали, но, как только они возвращаются на знакомую территорию, они ориентируются по заметным элементам ландшафта – например, шоссе, железным дорогам и рекам. На последних стадиях своего путешествия голуби следуют по привычным, причем часто не самым коротким маршрутам. Однако нам не следует относиться к ним высокомерно: они ведут себя как миллионы ежедневно путешествующих людей, которые, будучи рабами своих привычек, часто поступают точно так же.

По-видимому, голубям легче выучить новый маршрут, когда они летят над ландшафтом, несколько, но не слишком разнообразным. Как говорит ведущий автор этого исследования Ричард Манн:

В противоположность широко распространенному мнению летучие мыши не слепы, а многие из них обладают просто великолепным зрением. Некоторые перелетные виды преодолевают тысячи километров, и способность распознавать удаленные ориентиры, очевидно, играет для них жизненно важную роль.

Несколько лет назад израильские ученые отвезли крыланов, к которым были прикреплены GPS-трекеры, из их родной пещеры в кратер, расположенный в пустыне на расстоянии около 84 километров. Некоторых из летучих мышей выпустили на дне кратера, а других – наверху, на его кромке. Хотя местоположение кратера не было известно никому из них, большинству летучих мышей удалось добраться до дому.

Летучие мыши обеих групп вернулись домой одинаково успешно, но в начале своего путешествия они вели себя очень по-разному. Те, которых выпустили на дне кратера, откуда они сначала не видели окружающего ландшафта, были дезориентированы, в течение некоторого времени летали кругами и лишь потом направились домой; группа, выпущенная на кромке кратера, полетела прямо к своей пещере. Судя по всему, летучие мыши использовали крупномасштабные ориентиры – такие, как дальние горы, – и определяли по ним свое положение, как турист определяет его при помощи карты и компаса.

Даже откормившийся в процессе подготовки к перелету пестрогрудый лесной певун весит в среднем всего лишь около 17 граммов – приблизительно столько же, сколько весят 50 стандартных таблеток аспирина. Хотя считается, что рубиновогорлый колибри, весящий всего 3–4 грамма, перелетает во время своей собственной поразительной сезонной миграции через Мексиканский залив, в его случае речь идет о расстоянии всего лишь 850 километров. Как говорят авторы исследования, безостановочный трансокеанский полет пестрогрудого лесного певуна – это «одно из самых необычайных достижений в области перелетов на нашей планете».