Текст книги "Соседи по планете: Птицы"

Автор книги: Юрий Дмитриев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 32 страниц)

Как прилетают птицы?

Вопрос, который мы будем обсуждать в этой главке, – один из самых главных в проблеме изучения птичьих перелетов. Он интересует людей давно и, пожалуй, наиболее активно изучается сегодня. Вместе с орнитологами работают над его решением физики и психологи, инженеры и медики, географы и биохимики. Накоплено множество фактов, существует много (больше существовало) теорий. И тем не менее вопрос, как прилетают птицы, то есть как они справляются с тремя сложнейшими задачами: а) определяют, где они находятся в данный момент и в каком направлении должны следовать дальше; б) сохраняют направление полета и в случае необходимости изменяют его; в) узнают место назначения и определяют его с максимальной точностью, – остается еще неразрешенным. Ведь даже сами термины «ориентация» и «навигация» до недавнего времени трактовались произвольно и не имели точных границ. Сейчас наиболее приемлемая формулировка такова: «ориентация – это выбор направления, навигация – умение определить положение исходного пункта по отношению к пункту назначения и прибыть в этот пункт». Так, по крайней мере, определил эти термины французский ученый Даржен. (Добавим при этом, что навигация предполагает отсутствие знакомых животному наземных ориентиров.)

Правда, английский ученый Р. Бертон считает иначе – он не выделяет ориентацию отдельно, а объединяет ее с навигацией, отводя ей место более примитивной части навигации. По Бертону, ориентация – определение направления, а вторая часть, собственно сама навигация, – определение местонахождения в начале пути.

Но если термины уточнить можно (и не это, конечно, главное), то суть их остается загадкой в течение тысячелетий. Да, именно так. Ведь мы уже говорили, что люди очень давно пользовались голубиной почтой, использовали способности ласточек возвращаться на родину. Правда, задумываться, как это им удается, люди стали гораздо позже. И пришли к выводу: птицам помогает находить дорогу их удивительная память. Они запоминают мельчайшие детали ландшафта и, ориентируясь по ним, прилетают туда, откуда их увезли или откуда они улетели. Прийти к такому выводу помогли людям голуби: издавна устраивались голубиные соревнования, в которых побеждал голубь, раньше всех вернувшийся в свою голубятню. Для этого птиц заранее знакомили с маршрутами соревнований. И было точно установлено: если голубь знает ориентиры, то быстрее находит дом, если гоночный маршрут ему незнаком, он проигрывает соревнование. Да, голуби частично помогли открыть тайну нахождения маршрута. Но они же и опровергли эту теорию – так называемую «теорию памяти».

Английский ученый Дж. Мэтьюз, много работавший с голубями, заметил, что если птицам предоставляется возможность выбрать незнакомый, но более короткий путь, они выбирают именно его. Большое количество экспериментов показало, что птицы руководствуются все-таки не зрительной памятью при выборе направления или пути к дому, а чем-то иным.

Голубей, как правило, увозят в закрытых коробках, корзинах или ящиках. И уже одно это как-то не вязалось с «теорией памяти». Но, может быть, птицы все-таки что-то запоминают и в таком положении? Чтобы «запутать» голубей, корзинки, в которых их везли, все время крутили на патефонных дисках. Однако и после этого голуби возвращались так же легко и быстро.

Возникла новая теория: ее сторонники утверждали, что голуби запоминают не только направление, в котором их увозят, но и все петли, изгибы, повороты на пути следования как бы отпечатываются у них в мозгу. А когда надо лететь обратно, эти петли и повороты как бы «раскручиваются» в обратную сторону. Теория получила название «кинетической» (или «кинетического чувства»). Чтобы подтвердить или опровергнуть ее, голубей стали усыплять перед дорогой и даже помещать на короткое время в сильные магнитные поля. Но голуби по-прежнему возвращались, несмотря на все ухищрения людей.

В разных странах проделывались подобные опыты и с другими птицами. Но результат был всегда одинаковый – птицы возвращались.

Таким образом, и «теория памяти» и «кинетическая» теория отпали. (Действительно, нельзя же помнить то, чего не знаешь, а птицы летели по явно незнакомому маршруту.) Множество других примеров убедительно доказали несостоятельность этих теорий. В частности, известно, что голуби прилетают домой из других, совершенно иных по ландшафту стран, где ориентиры, если таковые существуют, для голубей не только не знакомы, но и не привычны.

Например, в 1920 году, отступая из Крыма, белогвардейцы прихватили с собой голубей с севастопольской военной станции. Их завезли в Германию. Однако как только той или иной птице предоставлялась возможность, то есть как только ее выпускали из голубятни, она отправлялась на родину. Улетали голуби в разное время, летели поодиночке, преодолевая путь в 2500 километров.

Еще более показателен случай с одним польским голубеводом из Ченстохова. Принадлежащего ему голубя в закрытом ящике на самолете увезли в Токио. А через несколько недель этот голубь вновь оказался в своей родной голубятне. Прилетел обратно!

Другой, не менее удивительный, хотя и несколько иного плана, пример. Почтовый голубь, принадлежавший жителю австрийского города Клагенфурт в тринадцати километрах от города повредил крыло и не мог продолжать путь по воздуху. Тогда он отправился домой… пешком. Эти тринадцать километров измучили птицу до предела, но письмо она все-таки доставила. Голубь доказал свою верность долгу, а заодно подтвердил несостоятельность «теории памяти»: ведь даже если этот отрезок пути и был известен голубю, то знакомые ориентиры он видел бы только с воздуха. А с земли-то все кажется совершенно иным! И даже знакомое место в такой ситуации птице покажется совершенно незнакомым.

Кстати, любопытный опыт был проделан с гусями: им подрезали маховые перья на крыльях так, что птицы не могли подняться в воздух. Тогда они отправились в путь пешком, придерживаясь по возможности точно того направления, в котором должны были лететь.

Теория памяти «методом завоза» – так называется эксперимент, когда птиц увозят от гнезда и выясняют возможность и скорость их возвращения, – почти за сто лет своего существования (первые опыты были проведены в самом начале нашего века) проверялась и опровергалась не только на голубях. Примерно четыре десятка птиц – ласточки, крачки, горихвостки, скворцы, вороны, ястребы, сорокопуты, вертишейки и многие другие помогали ученым решать эти вопросы, но, по сути дела, ставили перед ними только новые загадки. Так, например, вертишейка, окольцованная в Берлине и увезенная в Салоники (Греция), через десять дней, пролетев 1600 километров, оказалась в родном гнезде.

Любопытный опыт был проделан с аистами. Птиц увезли с Украины и выпустили в Малой Азии, примерно в точке, которая находится на половине пути их осеннего перелета. Аисты немедленно отправились в обратный путь и через двенадцать дней уже были на родных гнездах. А через месяц они снова отправились в полет и пролетели над тем местом, где были сравнительно недавно выпущены, но теперь уже птицы летели не к гнезду, а от него на зимовку.

Стремление к дому, или, как это чувство называют ученые, хоминг, проверялось на многих птицах. И часто результаты были удивительными. Так, например, две морские птицы олуши были увезены за пять с половиной тысяч километров – из Уэльса в Северную Америку. Через двенадцать с половиной суток одна птица, перелетев Атлантический океан, вернулась к гнезду (вторая, вероятно, погибла в пути).

Два буревестника были также вывезены из Уэльса и выпущены в Венеции (Италия). От места гнездовья до места завоза, если считать по прямой, – 1 500 километров. Птицы без особого труда могли бы преодолеть это расстояние. Однако они выбрали маршрут в четыре раза длиннее – обогнули Италию, Португалию, двигались вдоль побережья, а уж потом полетели над океаном. Они летели 14 дней, покрыв за это время расстояние в 6000 километров.

Еще один пример: 18 морских птиц были отловлены на гнездах и завезены в отдаленные уголки Тихого океана. Через некоторое время птицы начали возвращаться к гнездам – всего из 18 вернулось 14 (четыре могли погибнуть в пути), причем одна из птиц, увезенная дальше всех, вернулась через 32 дня, пролетев 6590 километров.

Эти и многие другие опыты показали, что птицы не только стремятся к дому, находят его, выбирая если не самый короткий, то, очевидно, самый удобный для них путь, но и находят этот путь, казалось бы, самым непостижимым образом: увезенные на самолетах в закрытых коробках, да к тому же еще в такие места, где они никогда не бывали (и перелетные маршруты, и места зимовок находились вдалеке от тех мест, куда завозили птиц), они тем не менее находили дорогу. Тут уж ни о какой памяти говорить не приходится.

Однако следует задуматься еще над одним вопросом. Сейчас некоторые ученые считают, что каким бы образом птица ни выбирала путь, возможности ее очень ограничены – и путь и расстояние запрограммированы и птица не вольна менять их произвольно или следовать, куда ей захочется. Многочисленные опыты подтверждают это. Но другие опыты, о которых мы говорили выше, то есть перелет птиц из мест и по маршрутам, незнакомым ни им самим, ни их предкам, никак не укладываются в теорию «ограниченности» маршрутов – птицы способны лететь и по новым, неожиданным для них, не запрограммированным естественным отбором и эволюционно не закрепленным.

Итак, «теория памяти» и гипотезы, так или иначе связанные с этой теорией, отпали.

Но если не память, то что помогает птицам? Как иначе они находят дорогу? Может быть, «по спирали»? Такая теория тоже была. Она возникла после того, как стала известна скорость перелетов птиц. Сейчас мы знаем, от чего зависит эта скорость: птицы в пути отдыхают и кормятся, чистятся и пережидают неблагоприятную погоду. Конечно, это учитывалось и при появлении «теории спирали» – тогда уже кое-что было известно. Однако ученые не представляли себе, что птица, способная лететь со скоростью, допустим, 50 километров в час, преодолевает это расстояние за сутки, да и то летит не каждый день. Не могли представить себе люди, что птица, способная от места гнездовья до места зимовки (или наоборот) пролететь за несколько дней, летит несколько недель или даже месяцев. Решили, что дело тут в другом – в поисках направления, в поисках дороги. А сторонники «теории спирали» считали, что птицы ищут и находят дорогу таким образом: поднимаются высоко вверх и начинают кружить, внимательно разглядывая местность внизу. Если не находят знакомых примет, перемещаются несколько в сторону, снова поднимаются вверх и опять начинают спускаться по спирали, делая круги. (Другой принцип, о котором говорили ученые, – птицы начинают с маленьких кругов, постепенно расширяя их.) Вот почему так долго летят птицы, утверждали сторонники «спирали».

Однако если бы это было так, вряд ли птицы уложились бы в те сроки, в которые прилетают на места назначения, – по спирали они летели бы гораздо дольше.

Конечно, «теория спирали» возникла не умозрительно, не только из-за того, что стало известно о длительности перелетов. Наблюдатели обращали внимание и на такой факт: поднявшись в воздух, птицы действительно, прежде чем отправиться в путь, некоторое время кружат над одним и тем же местом, то перемещаясь в сторону, то увеличивая или сужая круги. В других случаях птицы, уже прилетев в нужный им район, начинают кружить над ним, постепенно сужая круги и снижаясь. Однако причины тут, как оказалось, иные. В первом случае птицы, очевидно, используют потоки восходящего воздуха, во втором, уже достигнув района назначения по своему птичьему «компасу», отыскивают конкретно тот участок, где находилось их гнездо. Здесь, возможно, им действительно помогает память и какие-то ориентиры. Или, может быть, помогает, а точнее, облегчает поиск. Но «теорию спирали» это тем не менее не подтверждает.

Несколько похожей на «теорию спирали» была и так называемая «молекулярная» теория. (Такое название она получила потому, что движение птиц сравнивалось с движением молекул газа.) По этой теории, выдвинутой Д. Гриффином, птицы выбирают наугад любое направление и летят по нему довольно долго. Потом поворачивают и снова летят произвольно, но уже в другом направлении. Затем снова поворачивают и опять летят наугад… И так до тех пор, пока не найдут территорию со знакомыми им ориентирами. Однако и эта теория не подтвердилась.

Ну что ж, если не «теория спирали» и не «молекулярная», то, может быть, «теория вожака»? Может быть, молодых, неопытных птиц, еще не совершавших перелеты, ведут за собой опытные, уже побывавшие в путешествиях птицы?

Сейчас известно, что многие птицы летят поодиночке, мы уже говорили об этом. Говорили и о том, что птицы нередко если и летят стаями, то раздельно: молодые – сами по себе, старики – сами по себе. Но это стало известно лишь сейчас. А когда было высказано предположение, что молодых ведут старики, этого еще никто не знал. Потом узнали, и «теория вожака» в принципе тоже отпала. Но кое-что осталось неясным. Например, стало известно, что у некоторых птиц, в частности у аистов, старики все-таки играют определенную роль в выборе направления полета.

Когда молодые и старые летят вместе, все как будто бы ясно. Но вот в экспериментальном порядке задержали несколько тысяч молодых аистов, а затем отпустили. И они полетели туда же, куда улетели взрослые, но маршрут их был не так точен. Тем не менее молодые аисты прибыли к месту назначения. Мало того, завезенные в места, находящиеся достаточно далеко от мест гнездовья, аисты на зимовку летели именно туда, куда улетели бы и из родных мест, хотя их сородичи, живущие там, куда были завезены птицы, улетают зимовать совершенно в иные места.

Но бывает иначе: вороны, летящие зимовать из Прибалтики в Северную Германию, были пойманы на пути и отвезены в Данию. Выпущенные на свободу, они улетели в… Швецию. То есть они взяли то же направление, что берут всегда при отлете, «отмерили» то же расстояние, которое должны были проделать от исходной точки. Но поскольку исходная точка была иной, то и место назначения (прибытия) оказалось совершенно иным. Это позволило сделать вывод, что чувство направления у птиц врожденное – птицы его получают по наследству. Поэтому вполне могут обойтись и без руководства.

Однако, изучая эту проблему, орнитологи столкнулись с очень любопытными вопросами, не очень-то укладывающимися в привычные схемы.

Если птицам «мешать», то можно обнаружить странную закономерность: молодые после вмешательства человека будут вести себя иначе, чем взрослые. Мы уже говорили о воронах, которым помешали следовать их обычным маршрутом, и в результате они оказались совершенно в другом месте. Очевидно, это были молодые птицы. То же самое произошло и с молодыми скворцами, живущими в Прибалтике и улетающими зимовать в Англию. Их отловили во время перелета на трассе в Голландии и перевезли в Швейцарию. Выпущенные там молодые птицы взяли немедленно прежнее направление, «отмерили» положенное число километров и очутились… в Южной Франции. Зато взрослые скворцы, с которыми проделали то же самое, сразу же сориентировались, взяли правильный курс (изменив соответственно угол полета) и в конечном итоге попали на свое обычное место зимовки.

Второй опыт был еще любопытнее и подтвердил разницу в «умении» молодых и взрослых ориентироваться в пространстве и на месте. В этом опыте птиц «избавили» вообще от необходимости лететь на зимовку: когда наступило время отлета, их отловили и отправили на зимовку на самолете. Молодые, оказавшись на зимовке, тут же снова отправились в полет. Они взяли за исходную точку (будто это их гнездовой район) место зимовки и «отмерили» положенное число километров – столько, сколько они должны были пролететь от гнезда до зимовки.

Взрослые же птицы, оказавшись на местах зимовок, остались там, куда их привезли.

Почему молодые в этих ситуациях путаются, а взрослые принимают правильное решение – еще не ясно.

Но такое происходит, лишь когда вмешивается человек. Если птицам не мешать, и молодые и взрослые выбирают самостоятельно правильные и нужные им пути, по которым их предки следуют из года в год в течение тысячелетий.

Но и тут есть исключения: птицы могут поддаться инстинкту стаи (так бывает у скворцов) и, завезенные в новые места, могут улететь на зимовку не туда, где зимуют их сородичи, а туда, где зимуют вновь обретенные соседи. Таким образом, врожденный, унаследованный инстинкт направления может оказаться слабее стайного инстинкта, а затем вновь приобретенный опыт может укрепиться и передаваться по наследству новым поколениям.

Любопытно тут еще одно: наследственный инстинкт у многих птиц закреплен и действует только в одном направлении. Обратно они возвращаются тем же путем, по которому улетали. Поэтому если яйца птиц перенести и птенцы появятся на свет в новых местах, именно эти места станут им родными и именно туда молодые птицы вернутся весной. Этим пользуются сейчас люди при расселении птиц во вновь посаженные леса и рощи.

Известно, что без птиц лесонасаждения существовать не могут. Но все попытки переселить взрослых птиц в новые места оказывались тщетными: отловленные птицы, едва их выпускали, улетали в места прежних гнездовий, молодые же оставались на новой родине. Сюда возвращались они весной. А уж о последующих поколениях и говорить не приходится.

Но это все – факты. А им надо найти обоснования, объяснения. Все упоминавшиеся теории оказались неспособными объяснить, как прилетают птицы в нужный район и как выбирают направление. Тогда вспомнили про магнитные волны.

О них, еще не очень точно даже представляя, что это такое, говорили давно. Мы уже упоминали академика Миддендорфа и его теорию магнитного поля Земли. Она была слабо обоснована тогда и не получила признания.

В нашем веке опять заговорили о магнитных и электрических волнах, якобы влияющих на перелеты птиц. Некоторые ученые доказывали (собственно, доказательств не было – были умозрительные теории), что солнце, перемещаясь с севера на юг, вызывает особые электрические и магнитные явления в атмосфере. Именно поэтому птицы хорошо себя чувствуют летом только в гнездовой области, а зимой только на зимовках. Если же их искусственно перемещать, то они будут стремиться туда, где хорошо себя чувствуют, руководствуясь при этом магнитными и электрическими явлениями, вызванными положением солнца. Предполагалось, что воспринимают эти магнитные и электрические волны перья птиц. (Впрочем, эти свойства приписывались и костям птиц, и даже воздушным мешкам, которые у них имеются.) А вот, мол, если посадить птиц в медные или железные клетки, то птицы будут ограждены от действия электромагнитных волн и не проявят никакого «перелетного беспокойства», даже когда им по срокам надо будет улетать.

Однако и эта гипотеза была отвергнута. Тогда стали говорить, что птицы обладают высокоразвитым магнитным чувством, а орган этого чувства находится во внутреннем ухе.

И это не подтвердилось. И вдруг сравнительно недавно американский физик Иегли заявил, что он наконец разгадал тайну птичьей ориентации – открыл «магнитный орган» у птиц. Этот орган, – утверждал Иегли, – вееровидное образование вокруг глаз птиц. Для доказательства своей теории Иегли прикреплял к крыльям голубей магниты, и птицы теряли способность ориентироваться.

Сообщение Иегли было сенсацией, его утверждение стали проверять и перепроверять многие ученые в разных странах. Птицам прикрепляли магнитные пластинки, облучали радиоволнами, помещали в магнитные поля, укрепляли на головах разные антенны. И все для того, чтоб «испортить» птичий магнитный компас, который, по утверждению американского физика, у них имеется. И компас действительно в одних случаях «портился», но в других, несмотря ни на что, «работал» по-прежнему безукоризненно.

В конце концов выяснилось, что голуби теряют ориентацию не потому, что на них начинают действовать магнитные поля, а потому, что прикрепленные к крыльям магнитные пластинки оказывались слишком тяжелыми и просто-напросто мешали голубям летать.

И опять магнитная теория (в который раз!) была отвергнута. Впрочем, недавно украинские ученые снова занялись этим вопросом и обнаружили, что птицы хорошо чувствуют слабые магнитные поля, а на сильные не реагируют вовсе. Эти ученые считают, что слабые магнитные поля в некоторой степени и каким-то образом влияют на ориентацию птиц.

К таким же примерно выводам недавно пришли и американские орнитологи. Но пока все это находится в стадии проверки, и фактов еще мало, чтобы делать какие-либо серьезные выводы.

Но если не магнитные поля, то что же ведет птиц? Может быть, силы Кориолиса? Эти силы действуют на тело, движущееся по поверхности Земли или летящее над ее поверхностью, и связаны с вращением Земли. Нам нет нужды здесь разбирать это сложное физическое явление, отметим лишь, что силы Кориолиса отклоняют в Южном полушарии всякое движущееся тело влево, в Северном – вправо. Пример тому – реки: в Северном полушарии больше размываются правые берега, в Южном – левые. Считалось, что у птиц есть какой-то орган, на который эти силы отклонения действуют и помогают им выбирать направление. Решили, что орган этот – полукружные каналы внутреннего уха. Каналы эти наполнены жидкостью, и силы Кориолиса действуют на эту жидкость подобно тому, как действуют на воду в реках – отклоняют ее в ту или иную сторону. Жидкость же в свою очередь давит на чувствительные реснички, находящиеся в стенках канала. А так как в разных местах земного шара и в зависимости от того, куда летит птица, давление будет меняться, то и птица может выбирать правильный курс. (Программа такого выбора заложена по наследству.) Однако и эта очень любопытная и заманчивая теория не подтвердилась: действительно, есть и полукружные каналы, есть и очень чувствительные «приемники». Нет лишь одного – достаточной силы воздействия на эти «приемники».

Были выдвинуты еще некоторые более или менее правдоподобные теории, но и они быстро сходили с повестки дня. Ученые зашли в тупик. И тут начал свои опыты немецкий ученый Густав Крамер.

«Перелетное беспокойство», то есть возбуждение птиц в клетках в то время, когда их вольные сородичи улетают, замечено давно и объяснялось по-разному. Мы уже говорили о нем в связи с вопросами о «пусковом механизме». Крамер посмотрел на это поведение птиц несколько иначе. Он обратил внимание на то, что птицы, проявляя беспокойство, прыгают по клеткам не беспорядочно, не панически, как обычно во время какого-то возбуждения ведут себя животные, а беспокойство это, так сказать, целенаправленно: они постоянно стремятся как раз в ту сторону, куда в это время улетают их сородичи, – и прыгают на жердочки, укрепленные именно с той стороны клетки, и бьются о прутья именно с той стороны.

Крамеру пришла мысль проверить давнишнее высказывание немецкого биолога Шнейдера о том, что птицы, в частности голуби, ориентируются по солнцу. В 1906 году, когда Шнейдер высказал это предположение, оно казалось таким невероятным, что на него никто не обратил внимания.

Первым к этому вопросу серьезно подошел английский исследователь Дж. Мэтьюз, о котором мы уже упоминали. Он экспериментировал с голубями, завозя их в самые разные районы и выпуская их с самых разных расстояний от голубятни. Мэтьюз заметил, что голуби легко находят дорогу при ясном небе, хуже – при облачном и плохо в том случае, если небо сплошь затянуто облаками или тучами.

Эти опыты, а также опыты, проведенные Мэтьюзом с буревестниками, показали и необоснованность «теории спирали» и «молекулярной» теории и навели на мысль о роли солнца в ориентации птиц.

Г. Крамер решил вести опыты в лабораторных условиях. Он соорудил круглую клетку, в которой одна жердочка находилась посередине и несколько вдоль стенок. Пол в клетке был прозрачный, и наблюдатель, лежа на спине, сквозь этот прозрачный пол мог наблюдать за поведением птиц.

Вскоре установили первый существенный факт: если небо (а его видно было из клетки) затянуто тучами, птицы ведут себя произвольно, то есть прыгают в любом направлении. Если же появилось солнце, поведение птиц сразу менялось: все их движения были устремлены в одну сторону – на северо-запад.

Клетка была совершенно симметрична, к тому же она могла вращаться. Но сколько ее ни поворачивали, как бы ни менялось положение боковых жердочек по отношению к центральной, птица выбирала всегда северо-западное направление, которое соответствовало направлению их осенних перелетов.

Крамер решил проверить, что же собственно, подсказывает птицам (особенно часто подопытным был один совсем ручной скворец) направление. Ученый окружил клетку непроницаемой ширмой, исключив ориентацию по каким-либо предметам, находящимся вне клетки, но оставил птице возможность видеть небо. Однако поведение птицы не изменилось: в пасмурную погоду она вела себя спокойно, в солнечную прыгала целенаправленно – с центральной жердочки на ту, которая находилась на северо-западной стороне клетки.

Тогда Крамер сделал вывод, что птица ориентируется по солнцу. Он многократно проверял этот вывод и в конце концов убедился, что это именно так.

Следующий опыт был такой: Крамер закрыл всю клетку целиком, в том числе и верх ее, оставив на потолке лишь шесть окошек. К ним он прикрепил зеркала под таким углом, что свет стал падать в клетку не с юго-запада, а с юго-востока. И сейчас же скворцы изменили направление движения в клетке – они стали ориентироваться на юго-восток, причем направление движения их изменилось как раз под тем же углом, под каким изменилось направление света, проникающего в клетку. Еще раз изменили угол – и снова скворцы изменили направленность поведения. И еще раз – и опять тот же результат. Сколько бы раз ни изменяли угол падения света, сколько бы раз ни поворачивали клетку, поведение скворцов точно соответствовало этим изменениям и было строго ориентировано в ту сторону, где находилось мнимое солнце.

Опыты Крамера были, пожалуй, первыми реальными доказательствами ориентации птиц. Крамер доказал, что птицы ориентируются по солнцу. (Этот тип ориентации был назван «солнце-компасной ориентацией».) Для того чтобы выбрать направление, птицы должны были обязательно видеть солнце – реальное или мнимое, но обязательно солнце или хотя бы участок неба, ближайший к солнцу.

Однако Крамер на этом не остановился. Следующая серия опытов принесла еще более удивительные открытия.

В той же круглой клетке прикрепили двенадцать совершенно одинаковых и находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга кормушек. Но кормили птиц только в одной. Птицы быстро освоили ее, а указателем к этой кормушке служило «солнце», то есть отражающиеся от зеркала под определенным градусом лучи сильной лампы. Если эти лучи исчезали, скворцы теряли ориентацию, теряли свою кормушку, когда появлялись снова, птицы вновь обретали уверенность. Но летели к той кормушке, куда «указывало» солнце, причем отклонялись они как раз на столько градусов, на сколько отклонялся угол падающих в клетку лучей. Чтобы избежать случайностей, опыты многократно повторяли и с искусственным солнцем и с настоящим, регулируя солнечный свет с помощью зеркал. Результат всегда был один и тот же. Но это хоть и очень интересное открытие, после того, что установили птичью ориентацию по солнцу, можно было предугадать. Тут людей поразило другое: ведь солнце по отношению к птицам не неподвижно. Оно все время перемещается. Казалось бы, такое положение должно сбивать птиц с толку. Но на самом же деле птицы ориентируются безошибочно, будто знают о движении светила. И не просто знают, а им известно, как час от часа меняется положение солнца на небосводе, будто измеряют меняющийся угол наклона, причем измеряют совершенно точно. Чтоб окончательно убедиться в этом, стали проводить опыты с птенцами. Двухнедельных скворчат, находившихся все время в глубоком темном скворечнике, куда не проникали солнечные лучи, выпустили в круглую клетку. Очень скоро они освоились и стали легко ориентироваться, внося при этом соответствующие коррективы с учетом движения солнца, то есть определяли угол между направлением своего движения и положением солнца.

Это казалось настолько невероятным, что долгое время биологи даже не хотели всерьез обсуждать подобные вопросы. Однако накапливающиеся факты, результаты опытов заставили скептиков поверить и в этот и в другой, кажущийся невероятным, феномен – в способность птиц (и не только птиц) ориентироваться в пространстве и во времени. Иными словами, поверить в то, что у животных есть «часы».

Ученые назвали этот феномен физиологическими часами или эндогенным счетчиком времени. Феномен до сих пор остается загадкой. Нет еще ни одного сколько-нибудь убедительного и точного объяснения ему, нет обоснованной теории, позволяющей понять тайну физиологических часов. И в то же время явление это знакомо всем, даже тем, кто и не слышал о существовании физиологических часов. Мы встречаем их на каждом шагу.

Действительно, кто не знает, что одни цветы открываются ночью, другие – днем, что с наступлением темноты одни животные засыпают, другие – пробуждаются. Это элементарный пример физиологических часов. Другой, тоже элементарный пример: человек, живущий, допустим, в Иркутске и ложащийся спать регулярно в 12 часов ночи, приехав в Москву, в первые дни уже в 7 часов вечера захочет спать (в Иркутске в это время как раз 12). А если он у себя дома встает регулярно в 8 утра, то в Москве будет просыпаться в 3 часа ночи. То же самое произойдет с москвичом, приехавшим в Иркутск: 12 часов ночи в Иркутске наступает тогда, когда в Москве только 7 часов вечера, и москвич вряд ли сможет заснуть в полночь по иркутскому времени, а в 8 утра москвичу будет очень трудно проснуться: ведь в Москве будет только час ночи.

Это элементарные примеры. А вот чуть посложнеё: человек привык вставать в одно и то же время точно по будильнику. Через какой-то период он уже будет просыпаться сам, причем с точностью до минуты. Или, если ему надо проснуться в определенный час, он поставит свои «головные часы» (так называют ученые этот еще не исследованный физиологический механизм) на определенный час и проснется, когда нужно.

Физиологические часы, как уже говорилось, есть и у животных, есть и у растений. Они регулируют или управляют суточной активностью: у растений в определенное время суток поникают листья и открываются или закрываются цветы, усиливается или ослабевает рост, у животных суточная активность проявляется в сне или бодрствовании, отыскивании корма или постройке гнезд и так далее. Причем ритмично и регулярно все повторяется изо дня в день, и дни эти могут совпадать из года в год.