Текст книги "Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли"

Автор книги: Андрей Журавлёв

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 14 страниц)

Теперь, когда стало ясно, что чем ярче выглядят животные, тем красочнее их восприятие мира, достаточно посмотреть вокруг, чтобы заметить яркую раскраску оперенья птиц, крылышек насекомых, шкурок ящериц и лягушек (яркое оперенье было и у некоторых динозавров, пусть оно и сохранились только в виде пигментных зерен). Им можно только позавидовать. Цветковые растения, подстраиваясь под видение своих опылителей и разносчиков семян, тоже уподобились радуге, причем не семицветной, а невидимой для нас гораздо более красочной. Хотя тем же птицам цветы в разнообразии оттенков уступают…

Красное море

Рыбы, особенно обитатели мелководья, разнообразием расцветок могут поспорить с птицами и бабочками. И они видят много цветов. Для цихлид, живущих в больших африканских озерах, разница в цветовом восприятии даже стала основой для дальнейшей эволюции: в озере Виктория бурно стали плодиться виды с красной чешуей, а в Ньяса – с синей и фиолетовой. У цихлид зрение, кстати, гексахроматическое: их глаза различают ультрафиолетовый, фиолетовый, синий, сине-зеленый, зеленый и красный спектры. Последний, длинноволновой, лучше других распространяется в мутных водах озера Виктория, поэтому там и преобладают красные рыбы. В основе изменения окраски, конечно, лежат генетические перестройки, в первую очередь касающиеся генов, кодирующих опсины, что и показали работы генетика Ёхи Тераи и его коллег из Токийского технологического института.

Шесть спектральных типов светочувствительных клеток – далеко не предел: у раков-богомолов их 16, и 10 или 12 из них используются для цветового восприятия! Можно только позавидовать, но, увы, даже приблизительно не узнать, что видит это членистоногое. И зачем ему все это видеть?

В море длинноволновая (красная) часть спектра поглощается в пределах десятка метров, затем наступает черед средних (зеленых) волн, а глубже всех проникают короткие (синие). Именно поэтому мелководье нам кажется бирюзовым, а открытое море – синим. Спектральное различие между верхними и нижними слоями воды могло стимулировать появление по крайней мере двух разных фотопигментов. Но зачем рыбам и другим морским обитателям красный цвет? Многие жители океана предпочитают именно его, поскольку сами флюоресцируют – испускают красное свечение. В излюбленном ныряльщиками Красном море среди рыб это – морские иглы, собачки, губаны, бычки, а также некоторые водоросли, губки, кораллы и офиуры. Синее море, если взглянуть на него глазами рыб, действительно оказывается красным.

Даже в многокилометровых глубинах, куда не проникает ни единый солнечный фотон, рыбы не спешат расставаться с цветным зрением. По красным и оранжевым сигнальным вспышкам рыбы-драконы (стомии) находят своих партнеров на расстоянии в несколько метров. Дальше, увы, не получится. Одна из подобных рыб – малакост – для восприятия красного света приспособила зеленый пигмент растений хлорофилл; его малакост получает вместе с пищей – веслоногими рачками, которые в свою очередь питаются одноклеточными водорослями. Чтобы при этом не попасть в зубы хищнику, рыбы испускают контрвспышки, искажающие контур тела. А самое дно океана порой напоминает ночной город, который внезапно разбудили. Проплывающий ромбовый скат частыми взмахами плавников колышет заросли бамбуковых кораллов, и те полыхают рекламным неоном, среди которого мигают габаритные огни офиур, морских пауков и морских лилий.

Как понять, что видно, скажем, на глубине 400 метров? Всего лишь прогуляться лунной ночью по лесу. Освещенность в таком лесу в 100 миллионов раз ниже, чем в поле в безоблачный солнечный день. В безлунную, но звездную ночь – еще в 100 раз ниже, как на глубине 600–700 метров. Мы при этом в лучшем случае различаем размазанные контуры ближайших предметов и никаких цветов. А быстрокрылые бабочки бражники, которые вылетают пить нектар в сумерках, и ящерицы гекконы, которые охотятся по ночам, ориентируются на цвет, что установили биофизики Лина Рот и Альмут Кельбер из Университета Лунда.

У столь разных приборов цветного ночного видения, какими являются фасеточные глаза бражника и камерные глаза геккона, есть одно сходство. И те, и другие имеют особую клеточную выстилку зеркального типа позади сетчатки. Это зеркальце отражает свет, упущенный фоторецепторами, и направляет его обратно прямо в эти клетки. Поэтому глаза бражников сверкают в темноте, если на бабочку направить луч фонарика. Глаза кошки и крокодила тоже светятся: во тьме они горят зелеными или красными огоньками. И в них есть такая же выстилка. Кроме того, улавливать незримый ночной свет им помогают щелевидный зрачок и близкое расположение сетчатки к хрусталику. Но цвета в темноте ни кошка, ни крокодил не различают.

У страха глаза велики

Упомянутые фасеточные и камерные глаза – две основные конструкции органов зрения. Леонардо да Винчи и другие художники Возрождения развлекали своих меценатов камерой-обскурой: в небольшой зале с беленой задней стеной завешивали окна плотной черной тканью и прорезали малюсенькую дырочку. В ясный день на стене отображалось все, что находилось по ту сторону окна, только вверх ногами. Привычный вид отражению возвращали с помощью зеркал. Именно так устроен и наш глаз, а также глаза других позвоночных, осьминогов, кальмаров и некоторых других существ. Такой глаз и называется камерным. У осьминогов и кальмаров он, кстати, устроен лучше человеческого: нет слепого пятна, а кровеносные сосуды не мешают фоторецепторам.

Эволюция камерного глаза началась с нескольких светочувствительных клеток на поверхности тела, которые изначально могли служить для ориентации на свет и наоборот. (Примерно так устроен глаз у плоских червей.) В трехмерном пространстве океана эта задача была не только достаточной, но и необходимой: темнота опасности не сулила, убийствен был именно свет – ультрафиолетовое облучение на поверхности. Для усиления восприятия достаточно было проложить под фоторецепторами слой пигментных клеток – вместе они образуют сетчатку. Иначе свет просто рассеется[4]4
  Излюбленный персонаж писателей-фантастов – человек-невидимка – на самом деле был бы слеп, поскольку не имел никаких пигментов.


[Закрыть].

Чтобы увидеть не просто свет, а картинку, хотя бы размытую, требуется усилить разрешающую способность глаза – сфокусировать его, либо поместив клетки в ямку, либо сократив площадь пигментного слоя. Так уменьшится угол падения луча на поверхность отдельной клетки, а это и есть основное условие остроты зрения. Углубление ямки более простой путь к достижению цели, но лишь до того момента, пока глубина ямки не сравняется с диаметром. Дальше требуется уменьшать ее отверстие. Вот и получилась та самая камера-обскура – камерный глаз с дыркой-зрачком. Роль зрачка видна на таком примере: европейцы, и не только они, плохо видят под водой, из-за того что зрачок не сужается менее 2,5 миллиметра. А у детей из племени мокен, которых называют морскими цыганами, зрачок может уменьшаться до 1,96 миллиметра: они без маски ныряют в Андаманское море, где собирают мелких моллюсков и трепангов. Впрочем, эта разница – результат тренированности, а не природный дар.

Однако и у размера зрачка есть свой предел, обусловленный двойственной природой света: это и волны, и частицы – фотоны. Фотоны, попадая в зрачок, создают статистический шум, который усиливается по мере сужения отверстия. И тогда нужно добавить хрусталик – линзу, которая без искажений сфокусирует луч на наиболее чувствительном участке клеток, где колбочки сидят особенно плотно, – например, в центральной ямке. Изображение обретает четкость, не теряя в яркости. Такая ямка есть у человека, но у дневных хищных птиц клеток в ней намного больше, благодаря чему, скажем, орел, видит муравья с высоты 10-этажного дома.

Для всех этих преобразований требуется всего несколько сотен тысяч лет эволюции. Не удивительно, что глаза, и камерные (у позвоночных), и фасеточные (у членистоногих), появились не позднее 530 миллионов лет назад, всего через 15–20 миллионов лет после возникновения этих организмов. В первую очередь – у подвижных хищников. Хищники и создали современный мир, что подтвердилось в последние два десятилетия. За эти годы в древних слоях, накопившихся в течение «кембрийского взрыва» – временного интервала стремительной эволюции живых существ (540–515 миллионов лет назад), палеонтологи нашли многочисленные остатки разнообразных морских хищных животных. Хищники вынудили прочих своих современников совершенствовать средства защиты, то есть эволюционировать. Но что предопределило быструю эволюцию самих хищников?

В жизни успешных хищников, будь то тигр, орел, стрекоза или человек, важную роль играют глаза. Может быть, разгадка кроется именно в развитии органов зрения? Достаточно «включить свет», и начнется бурное преобразование форм, размеров, цветов и поведения, то есть взрывная эволюция видов. Зоолог Эндрю Паркер из Музея естественной истории в Лондоне так и назвал свою идею, объясняющую причины «кембрийского взрыва», – «гипотезой включенного света». Ведь всего за несколько генных перестроек пропускающая свет дырка в покровах тела со светочувствительными клетками на дне превращается в совершенный орган.

Глаз кембрийского аномалокаридида состоял из 3000 крупных фасеток; это морское животное хорошо видело даже в мутной воде. 515 миллионов лет Остров Кенгуру, Австралия. 5 мм в поперечник! (предоставлено Майклом Ли)

В раннекембрийском морском сообществе китайского Ченцзяна (520 миллионов лет) среди нехищных животных менее 5 процентов обладали глазами, а среди хищников – более половины. А в отложениях, которым 505 миллионов лет, палеонтолог Майкл Ли из Южно-Австралийского музея и его коллеги обнаружили отпечатки больших фасеточных глаз, прекрасно сохранившихся, благодаря минеральному замещению органического вещества (хитина). Их обладатель был зорким сумеречным хищником, высматривавшим жертвы из толщи воды. Подобные глаза характерны для большинства членистоногих. Каждый из пары фасеточных, или сложных, глаз состоит из множества – у стрекоз до 28,5 тысячи – структурных единиц омматидиев. А чем больше омматидиев, тем острее зрение, подобно тому как чем больше пикселей, тем четче картинка на мониторе. Наружная часть омматидия несет роговицу в форме правильного шестигранника и дополнительную линзу – хрустальный конус. Под ними располагаются удлиненные светочувствительные клетки с нервными окончаниями, образующими зрительный нерв. Омматидий окружен экранирующим пигментным слоем: сплошным у дневных насекомых или смещенным к линзе – у ночных. В последнем случае лучи света, попадающие на соседние омматидии, сходятся в определенной точке, что повышает чувствительность глаза. Из-за малого размера и обособленности омматидиев каждый из них проводит очень узкий пучок лучей, и изображение получается мозаичным.

Глаз кембрийского животного включал примерно 3 тысячи крупных омматидиев, в каждом из которых прекрасно выражена линза. Расположение и размер шестигранных линз указывают на то, что эти глаза принадлежали активному хищнику, способному видеть даже при тусклом освещении. По своему устройству они ни в чем не уступают фасеточным глазам наиболее совершенных насекомых – мух. Прежде глаза сравнимой сложности были известны у членистоногих, живших на 85 миллионов лет позже (у силурийских трилобитов). Животные с такими глазами, подобно современным стрекозам или хищным мухам ктырям, могли издалека разглядеть потенциальную добычу и просчитать скорость и направление ее движения. Что, собственно, и нужно для успешной охоты. Вполне возможно, что эти животные уже видели цветную картинку. Во всяком случае, раковинки и панцири многих существ имели радужную окраску благодаря тонкой штриховке на поверхности, которая по-разному преломляет лучи, расщепляя белый свет на цветные составляющие.

Взгляд трилобита на действительность

Благодаря рентгено-томографическому сканированию высокого разрешения Бригитте Шёнеманн из Боннского университета минералогии и палеонтологии удалось заглянуть под каменные (из прозрачного кальцита) линзы трилобита и увидеть остатки пигментных клеток. Со стороны глаза трилобита, наверное, выглядели синими. Они хорошо отражали ультрафиолетовые лучи и, поскольку были кальцитовыми, даже светились под действием этих лучей – флюоресцировали. Использовать минеральные хрусталики для глаз научились также офиуры и многостворчатые моллюски хитоны – у них линзы рассеяны по всему панцирю (ученые догадались заглянуть в эти глаза лишь в последние годы).

Благодаря каменной природе трилобитового глаза, его можно рассмотреть в деталях, и деталей таких немало. Самые сложноустроенные глаза у ордовикских факопин: каждая линза (до двух миллиметров в диаметре) состояла из трех частей: внешней, которая представляла собой совершенную апланатную линзу Рене Декарта (у некоторых – Христиана Гюйгенса), срединного ядра и чаши. Внешняя линза состояла из отдельных оптических цилиндров, изогнутых так, чтобы к поверхности линзы подходить под прямым углом в любой ее части. А ядро отличалось повышенным содержанием магния в кристаллической решетке. Такая конструкция четко фокусировала луч на пигментных клетках; помогала избежать сферических искажений – самой большой проблемы оптических приборов, сработанных руками, даже такими умелыми, как у Декарта и Гюйгенса (и это за 470 миллионов лет до рождения гениальных физиков XVII века); хорошо видеть в водной среде благодаря близкому коэффициенту преломления; была бифокальной (или даже трифокальной). То есть как в бифокальных очках, не меняя их, можно было рассматривать либо удаленные объекты, либо те, что под «носом» – прямо под антеннами и другими передними конечностями. Причем если у человеческих очков центры фокусировки находятся в верхней и нижней частях, то в трилобитовых «очках» эти центры располагались в середине (ближнее зрение) и на периферии линзы (дальнее).

В фасеточном глазу девонского трилобита сохранился светочувствительный пигмент, который указывает, что он видел не хуже, чем крупный современный рак. 390 миллионов лет. Германия. Масштабная риска = 500 мкм (предоставлено Бригиттой Шёнеманн)

Реконструкция глаза трилобита: в фасетке находился хрусталик (2 миллиметра в диаметре), состоявший из нескольких линз, каждая из которых образована множеством столбчатых кристаллов кальцита высокой чистоты. Художник Алина Коноваленко

Эволюция глаз трилобитов тесно связана с изменениями, происходившими в среде их обитания. У первых представителей этой группы, равно как и у других морских раннекембрийских членистоногих, фасеточные глаза не отличались совершенством: фасеток насчитывалось немного и они не имели четкой шестигранной формы. Такие глаза годились в мутных тусклых придонных водах. Держаться ближе к поверхности животным не позволяла высокая ультрафиолетовая радиация. К концу ордовикского периода (450 миллионов лет назад) появились пелагические трилобиты с огромными почти шаровидными глазами и сферическим обзором – это значит, что атмосфера насытилась кислородом и образовавшийся озоновый щит отражал большую часть ультрафиолетового излучения. Можно было плавать у самой поверхности, не опасаясь, что флюоресценция собственных глаз ухудшит зрение. А в конце девонского периода (360 миллионов лет назад) многие трилобиты почти ослепли – либо лишились органов зрения, либо остались с маленькими, в несколько фасеток, глазками. Это было время, когда уровень кислорода вновь сильно упал, а в прибрежные моря стали выноситься большие объемы нитратов и фосфатов, вызывавшие цветение фитопланктона, из-за чего водная толща утратила прозрачность. А зачем в темноте столь дорогостоящий прибор, как глаза?

Впрочем, острота зрения у всех животных со сложными глазами сравнительно небольшая, не лучше, чем у мыши, и зависит от числа и размера фасеток. Если бы человек имел такие глаза, то при нормальной остроте зрения каждый из них был бы не менее метра в поперечнике! Авторы фантастических триллеров до этого не додумались: они приставляют человеческому телу мушиную голову и вместо монстра получается слепой неудачник.

Так, по мнению авторов кинотриллера «Муха», должен был выглядеть человек с мушиными генами (справа). Но чтобы обладать остротой зрения человека, он, по расчетам нейробиолога Куно Киршфельда, должен иметь глаза метрового поперечника. Художник Алина Коноваленко

Камерные глаза – прекрасный прибор для разглядывания мелких деталей. И только в этом отношении человеческие глаза одни из лучших. Если принять остроту нашего зрения за единицу, то лошади придется надеть очки с 5 диоптриями, собаке – с 7, кошке – с 8, а мыши – с 10. В данной шкале и единица далеко не высший балл: у некоторых кальмаров зрение лучше, а у орла и сокола зрение раз в десять острее нашего. В очках бы ползали и змеи, причем не только очковые. В общем, чем меньше камерный глаз, тем хуже он видит.

Самые большие камерные глаза среди наземных животных – у страуса и лошади (5 и 3,4 сантиметра в диаметре соответственно). У нас – 2,4 сантиметра. Лошадь в естественных условиях – животное сумеречное, а в темноте нужно ловить каждый фотон. Для человека темнота наступает тогда, когда на один фоторецептор приходится меньше одного фотона в минуту. Притом в сумерках вместо фоторецепторов колбочек, различающих цвета, в дело вступают палочки, воспринимающие все в черно-белых тонах, зато с лучшей разрешающей способностью. У глубоководных рыб сетчатка превращается в многослойную (до 28 слоев) батарею для охоты за фотонами. И глаза у них по сравнению с размером тела становятся неимоверно большими и в 120 раз более чувствительными, чем у человека. По абсолютным размерам глазного яблока морские организмы тоже обошли наземных: синий кит – 11 сантиметров, меч-рыба – 9 сантиметров в диаметре. Чтобы лучше видеть, этот хищник направляет тепло, вырабатываемое мускулатурой при быстром движении, к мозгу и глазам, поднимая их температуру на 10–15 °C выше окружающей среды. Среди палеозойских организмов самые большеглазые – некоторые виды трилобитов, вероятно, тоже были обитателями глубин: многоканальное устройство и высокая степень прозрачности их минеральных фасеточных глаз указывают на способность улавливать даже небольшое число фотонов.

Проверка остроты зрения: что бы видели животные на месте человека с неиспорченным зрением, равным 1; у гигантских кальмаров (внизу) зрение острее, а для орлов и соколов в стандартной таблице даже строчки не видно. Художник Алина Коноваленко

Рекордсменами среди глазастых животных являются гигантские кальмары: глазное яблоко – 27 сантиметров в диаметре, зрачок – 9. А нужны им такие большие глаза… конечно, чтобы лучше видеть, но не Красную Шапочку, то есть добычу, а своих недругов – кашалотов. На 600-метровой глубине кашалот, двигаясь сквозь облака планктона, вызывает свечение микроорганизмов, которое и улавливает чуткий взгляд кальмара. Кальмар различает темный силуэт кашалота на светящемся фоне за 120 метров. Скрыться он не успеет, но сможет приготовиться к встрече с врагом во всеоружии. Крупнее, чем у кальмаров, глаза были только у вымерших морских ящеров ихтиозавров – до 35 сантиметров в диаметре. Наверное, для тех же целей: избегать своих соперников – плиозавров. Вполне возможно, что глубоководная охота и, следовательно, необходимость подогрева глаз вызвали развитие теплокровности у юрских и меловых гигантских морских ящеров – плезиозавров, ихтиозавров и мозазавров. Во всяком случае, геохимик Орельен Бернар из Лионского университета и его группа обнаружили, что кости этих животных по изотопному составу кислорода очень отличаются от рыбьих, и оценили температуру тела ящеров в 35–39 °C в 12-градусной воде.

Убивающая взглядом

Как только органы зрения появились, их можно было приспосабливать к различным условиям, уменьшая или увеличивая размеры глаза, разнообразя строение сетчатки или смещая глаза в разные части головы, если она есть, для создания панорамного, стерео– или телескопического зрения. У кубомедуз, например, нет ни головы, ни мозгов, а камерные глаза с хрусталиком и сетчаткой имеются. Личинки этих медуз с помощью глаз и передвигаются. Это совсем не сложно: светочувствительные клетки происходят от жгутиковых предшественников, основной задачей которых было именно движение.

Древние греки придумали множество мифических существ, казалось бы обладавших совершенно неправдоподобными способностями. Медуза Горгона убивала взглядом, а у девятиголовой змееподобной Лернейской гидры заново отрастали отрубленные головы. В эпоху Просвещения ученые ввели традицию присваивать имена мифических созданий реальным организмам, в чем-то напоминающим своих фантастических тезок. У маленькой пресноводной гидры действительно заново отрастают многочисленные щупальца, а некоторые ее морские родственники – медузы – способны убивать людей. Яды воздействуют на нервную и кровеносную системы, а одно из самых опасных животных – тихоокеанская кубомедуза Chironex fleckeri – насмерть поразила более 200 человек. Люди, пережившие ее нападение, утверждают, что в момент укуса чувствовали будто тысячи раскаленных гвоздей вонзаются в тело.

Эти «тысячи гвоздей» являются стрекательными клетками, которые есть в щупальцах и гидры, и медузы, и коралла, потому всех этих животных называют стрекающими (книдарии). Каждая такая клетка содержит пузырек с ядом и спирально свернутую трубочку с похожим на гарпун наконечником. Если чувствительные клетки гидры ощущают приближение возможной добычи, трубочка мгновенно – всего за 700 наносекунд – раскручивается и выстреливает с такой силой, что пробивает даже панцирь рака. И яд поступает в ткани обреченной жертвы.

Лишь недавно зоолог Дэвид Плачецки из Калифорнийского университета (Дэвис) смог раскрыть некоторые секреты стрекательных клеток. Оказалось, что их эластичная оболочка состоит из белка, близкого по составу к тому белку, который образует паутину. А каждая чувствительная клетка иннервирует батарею из примерно 30 стрекательных. Хотя глаз, в нашем понимании, у гидры нет, она, когда тень жертвы падает на нее, разряжает свои ядовитые клетки, причем лучше попадает в цель в условиях плохой освещенности.

В таких клетках гидры и медузы содержатся светочувствительные рецепторы и белки, контролирующие восприимчивость к свету. Еще в них есть регуляторные гены, которые являются предковыми для генного комплекса, отвечающего у позвоночных за формирование не только органов зрения, но и слуха. Выходит, что наши способности видеть и слышать имеют сходство на генном уровне. А медузы, получается, убивают взглядом, поскольку стрекательные клетки одновременно служат у них глазами.

Магический кристалл

Всем этим возможности глаз не исчерпываются. Так, вблизи глубоководных черных курильщиков, извергающих 350-градусные гейзеры, обитают многочисленные креветки и крабы, которые, чтобы не заблудиться в холодной безжизненной мгле, со всех сторон окружающей теплые оазисы, приспособились видеть инфракрасное излучение (700–1000 нанометров), исходящее от горячих растворов. Но не только: нейробиолог Стивен Чемберлен из Сиракузского университета в штате Нью-Йорк обнаружил в глазах этих ракообразных пигменты, восприимчивые к зеленому свету. На такую глубину световые волны средней длины не проникают. Значит, источник зеленого свечения нужно искать в курильщиках. Геофизики его открыли: мириады пузырьков газа, выделяющиеся при извержении курильщиков, взрываются и излучают зеленый свет. Это явление называется сонолюминесценция.

Пресноводная гидра… убивает взглядом: на кончиках ее щупалец стрекательные клетки сопряжены со светочувствительными (темные пятна на периферии диска). Они мгновенно реагируют на любые изменения освещенности, впрыскивая яд жертве. Диаметр диска 200 мкм (предоставлено Дэвидом Плачецки)

На суше инфракрасный свет видят гремучие, или ямкоголовые, змеи. На голове у такой змеи есть пара ямок, которые устроены почти так же, как камерные глаза: не хватает лишь хрусталика. Тепло, исходящее от тела мыши, попадает в ямку и возбуждает чувствительные клетки, способные различать разницу температур в тысячную долю градуса (Кельвина). Мозг обрабатывает полученную информацию, сопоставляет ее с той, что поступила через обычные органы зрения, и складывает в достаточно понятное изображение мыши. Не исключено, что дополнительный прибор видения понадобился змеям для улучшения зрения. Ведь их «прозрачная роговица» является сросшимися и не вполне прозрачными веками. Они пронизаны густой кровеносной сетью. Герпетолог Кевин ванн Дорн из канадского Университета Ватерлоо выяснил, что относительно четкую картинку змея видит в моменты единовременного сокращения сосудов, длящегося около 100 секунд.

Лучи света различаются не только по спектру: проходя сквозь атмосферу, отражаясь от гладкой водной поверхности или глянцевой листвы, они поляризуются. Если в обычном пучке света электромагнитные волны колеблются в любых плоскостях поля, перпендикулярных его распространению, то в поляризованном – большинство волн колеблется в одной плоскости. И многие насекомые, и птицы приспособились видеть поляризованный свет, чтобы находить его источник: днем – солнце, ночью – луну. Конечно, в ясную погоду такой необходимости нет, но, когда небо тучами покрыто, определить, где находится светило, непросто. В море главная плоскость поляризации лежит параллельно поверхности, и хищники – рыбы и головоногие моллюски – научились извлекать из этого выгоду: если зрачок и расположение наиболее чувствительных участков сетчатки – вертикальные (как у рыб) или, наоборот, горизонтальные (как у осьминогов и каракатиц), то разрешающая способность глаза увеличивается почти в два раза. Используя разницу в поляризации различных световых потоков, в воде можно разглядеть прозрачные объекты, а ведь многие морские организмы (медузы, гребневики, кальмары), чтобы слиться с окружающим фоном, используют прозрачный камуфляж. А кальмары и каракатицы имеют окраску, различимую только для тех, кто видит поляризованный свет.

Меловой глубоководный ихтиозавр Leninia, открытый палеонтологом Максимом Архангельским в Ульяновской области, был одним из рекордсменов по размеру глаз (диаметр зрачка 7,7 сантиметра). 120 миллионов лет (предоставлено Паскалем Годфруа)

Пользовались поляризованным светом и люди. В скандинавских сагах рассказывается о магическом солнечном камне, который помогал викингам находить дорогу при любой погоде. До недавнего времени все это представлялось не более чем легендой, но неожиданно на юге Гренландии археологи обнаружили фрагменты деревянного диска и камня, испещренные прямыми и гиперболическими кривыми линиями. Как выяснили биофизик Габор Хорват из Университета имени Этвёша в Будапеште и его коллеги, на широте 61°, где плавали викинги, в мае – августе тень от каменного столбика, установленного в центре такого диска, точно следовала бы начертанной на диске гиперболической линии с полудня до заката. Для выбора направления на север достаточно было повернуть диск так, чтобы кончик тени совпал с определенной календарной насечкой. Но это в солнечный день. В непогоду можно было откалибровать компас с помощью кристалла, определив по яркому свечению, где прячется солнце. Опыты показали, что при плотном облачном покрове, установить положение солнца, полагаясь на невооруженный взгляд, не удается. А с помощью поляризационного фильтра – вполне. Солнечным камнем мог быть, например, исландский шпат – двоякопреломляющая прозрачная разновидность кальцита. И это не единственный магический кристалл…

Шестое чувство

Другим магическим кристаллом является магнитный железняк, или магнетит. Более 2000 лет назад китайцы использовали его свойства, чтобы создать компас. Вооруженный китайским изобретением Христофор Колумб и отплыл на поиски Индии…

Этот путь – из Старого Света в Новый – буквально вымощен панцирями морских черепах. Если бы Колумбу и его матросам вовремя не подвернулись неисчислимые стада рептилий, не миновать бы мореплавателю голодного бунта. К тому историческому моменту небольшая флотилия уже готова была повернуть назад. «Великий мореплаватель» так и не стал бы таковым, кончив жизнь на рее или в пучине, а Испания не превратилась бы в державу, где «никогда не заходит солнце». Хотя для страны, возможно, это было бы и к лучшему: сто лет благоденствия на дармовых природных ископаемых (во времена конкистадоров то были золото и серебро, сейчас – нефть и газ) в конце концов привели к полному экономическому и политическому краху.

Впрочем, не имеет история сослагательного наклонения. И судьба морских черепах тоже. Зеленая черепаха, а повстречалась Колумбовой братве именно она, достигала величины хорошей телки, плодилась в изобилии, ловилась легко и долгое время после поимки оставалась вполне съедобной. Перед отплытием на родину испанцы набивали свои камбузы, складируя рептилий живьем, лишь перевернув на спину, чтобы лишнего места не занимали. А флибустьеры избрали своим пристанищем остров Тортуга[5]5
  Черепаха (исп.).


[Закрыть], воспетый в блокбастерах «Пираты Карибского моря». В итоге и черепах там не осталось, и остров переименовали в Большой Кайман.

Английский флот, вышедший на просторы Атлантики после гибели Великой Армады, перенял нехитрые секреты заготовки неспешных морских обитателей у испанцев: ароматная черепаховая похлебка наполняла и медные котлы простых матросов, и голубые супницы адмиралов. От адмиралов вкусную и питательную традицию перенял высший свет: «Правь, Британия, морями», – заводили лондонские олдермены, повязывая грудь салфеткой, глотнув рюмку черри и придвинув поближе тарелку с прозрачно-зеленой «олдерменской черепахой». Когда свежего мяса не хватало, домашние повара клали в воду телячью голову, копыта, хвост, изрядно сдабривали варево специями, и получалась «фальшивая черепаха». Последняя стала одним из персонажей «Алисы в Стране чудес» Льюиса Кэрролла, а его не менее знаменитый иллюстратор Джон Тенниел даже изобразил корову в панцире с ластами вместо передних копыт. «Однажды я была настоящей черепахой», – с грустью вспоминает Фальшивая Черепаха, проливая обильные слезы. К слезам этих рептилий, которые имеют немаловажное значение в их жизни, мы еще вернемся…

Зеленая, она же суповая, черепаха сыграла и другую важную роль в истории освоения американских континентов. Дело даже не в ее яйцах, которые черепахи-мамы откладывают сотнями на песчаных пляжах: чуть мельче, чем куриные, но не менее готовые к употреблению в пищу. Испанские конкистадоры подметили, что дальние странники – черепахи – неплохо умеют использовать морские течения для перемещения из одной части света в другую, экономя силы и энергию. Возможно наблюдая за морскими рептилиями, конкистадор Хуан Понсе де Леон и обнаружил Гольфстрим. Это открытие испанцы долгое время хранили в секрете, ставя свои парусники на естественную транспортную ленту для быстрых трансатлантических переходов.