Но как именно птицы «видят» магнитное поле? Трудно сказать. Возможно, как призрачный узор из точек или из пятен света и тени, наложенный поверх местности и остающийся неизменным, даже когда они поворачивают голову из стороны в сторону.
Вторая гипотеза гласит, что где-то внутри птичьего тела может скрываться магнитный датчик, состоящий из крошечных кристаллов окиси железа, — что-то наподобие компасной иглы. Этот датчик улавливает градиенты магнитного поля и преобразует их в нервные импульсы.
Недавно ученые решили было, что нашли эти магнитные сенсоры в клюве голубей, а именно в шести скоплениях клеток с высоким содержанием железа в носовой полости в верхней части клюва. Но когда исследователи изучили более 250 000 образцов ткани, взятых из клювов почти 200 голубей, оказалось, что количество этих железосодержащих клеток значительно варьируется от птицы к птице. У одного голубя их было обнаружено больше 100 000, у другого всего 200, а у третьего с инфицированным клювом десятки тысяч таких клеток были сосредоточены в месте инфицирования. Судя по всему, эти богатые железом клетки, первоначально принятые за сенсорные, на самом деле просто белые клетки крови, известные как макрофаги, которые перерабатывают железо из поглощаемых ими эритроцитов.
И что же, история на этом закончилась? Не совсем. Новые данные свидетельствуют о том, что где-то в верхней части птичьего клюва, близко к коже, действительно могут находиться магнитные рецепторы, отвечающие за восприятие интенсивности магнитного поля, которая меняется в зависимости от широты. Повреждение нерва, связывающего клюв птицы с мозгом, нарушает ее навигационные способности. Но как именно устроен этот магнитный детектор и где именно в клюве он расположен, пока остается загадкой.
Чтобы еще больше запутать дело: недавно было найдено еще одно возможное место расположения магниторецепторов — в крошечных железных шариках, обнаруженных в волосковых нейронах во внутреннем ухе птиц, что указывает на то, что птицы могут «слышать» магнитные поля. Однако, когда исследователи удалили у почтовых голубей внутреннее ухо, это никак не повлияло на их способность находить дорогу домой.
Где бы ни находился этот магнитный датчик, он обладает невероятной чувствительностью. В 2014 г. Моритцен и его команда сообщили в журнале Nature, что даже чрезвычайно слабый электромагнитный «шум», создаваемый электронными устройствами в городской среде, может нарушать точность магнитных компасов мигрирующих зарянок. Речь идет даже не о вышках сотовой связи или высоковольтных линиях электропередач, а о фоновом шуме от всех приборов, работающих на электрическом токе. Эта новость вызвала глубокий резонанс в научном мире. Если это действительно так, то «электросмог», как его называют, уже мог вызвать серьезные навигационные проблемы у птиц, негативно влияя на их выживаемость.
Долгое время ученые считали, что магнитный компас у птиц служит своего рода резервной системой для навигации в пасмурные дни. Оказывается, это совсем не так. Наряду с солнечным компасом это важнейшая часть их навигационной системы. Вполне вероятно, что птицы располагают не одним, а несколькими различными типами магниторецепторов, благодаря взаимодействию которых они могут улавливать даже мельчайшие колебания магнитных полей. Эволюция, которая постаралась сэкономить буквально на всех птичьих системах, в этом случае позволила себе переусердствовать — чтобы голубь, летящий темной безлунной ночью над Средиземным морем, мог найти путь к дому в Северной Африке.
ИТАК, с местом, которое птичий компас занимает в нашей головоломке, мы определились. Но для навигации пернатым путешественникам также требуется что-то типа карты, чтобы определить свое примерное местоположение в пространстве и направление, в котором им нужно двигаться. Есть ли у птиц в мозгу такая карта?
В 1940-е гг. психолог Калифорнийского университета в Беркли Эдвард Толмен впервые предположил, что млекопитающие могут обладать «когнитивной картой» окружающего пространства. Толмен обратил внимание на то, что крысам в лабиринтах удавалось находить новые, более прямые и короткие пути к месту, где их ждало угощение. «В ходе обучения в мозге крысы формируется карта лабиринта — мысленное представление обо всех проходах, тупиках, маршрутах и их расположении относительно друг друга — на нее крыса впоследствии и опирается». (Эту революционную по тем временам идею поддержали немногие исследователи, которых в шутку прозвали «толманьяками».)
Толмен предположил, что люди также формируют когнитивные карты, и высказал смелую идею, что такие карты помогают нам ориентироваться не только в пространстве, но и в социальных и эмоциональных отношениях — в «этом сложнейшем созданном Богом лабиринте, коим является наш человеческий мир». Ограниченная карта может привести к обесцениванию других людей и в итоге к формированию «чрезвычайно опасной ненависти по отношению к любым „не членам группы“» с широким спектром негативных последствий «от дискриминации меньшинств до мировых войн». И каков выход? Способствовать формированию у людей более глобальных когнитивных карт с более широким географическим и социальным охватом, которые будут поощрять понимание и эмпатию по отношению к тем, кого мы можем считать «другими».
ТОТ ФАКТ, что птицы могут создавать ментальные карты своего физического окружения (если не социального и эмоционального), был установлен с помощью таких же тестов-лабиринтов, как те, которые Толмен использовал для крыс. Как и крысы, голуби продемонстрировали отличную память на пространственную информацию: они прекрасно помнили все места, которые посещали раньше, — как далеко они находятся друг от друга, в каком направлении идут проходы и т. д. — и использовали эту информацию для прокладывания новых маршрутов.
Это называется мелкомасштабной навигацией, и некоторые птицы владеют ею в совершенстве. Пожалуй, чемпионами в этом деле можно назвать птиц, делающих запасы еды, таких как североамериканские ореховки и калифорнийские кустарниковые сойки. Эти члены семейства врановых обладают поистине колоссальными ресурсами пространственной памяти.
Североамериканские ореховки (Nucifraga columbiana), светло-серые птички с красивыми черными крыльями, получили прозвище «палаточных мародеров» за свое пристрастие воровать еду в кемпингах. Они населяют Скалистые горы и другие высокогорные районы в западной части Северной Америки. Чтобы пережить суровые зимы, в летнее время одна ореховка собирает больше 30 000 сосновых семян, перенося до сотни семян за раз в специальном мешочке под языком. Собранные семена птица прячет в кладовых — их число может доходить до 5000, — разбросанных по территории площадью в десятки и даже сотни квадратных километров. При этом птица для поиска местонахождения всех своих заначек в течение девяти месяцев полагается исключительно на свою память — зимой она летит прямиком в нужное место, а не рыщет по всей округе. Ей не мешают даже такие радикальные сезонные изменения окружающего ландшафта, как смена лиственного покрова, выпадение снега, перемещение камней и почвы.
Семена сосны настолько же крохотные, как и сами кладовые. Ореховка выкапывает ямки для припасов своим тонким, кинжалоподобным клювом. Чтобы обнаружить потом это место, требуется миллиметровая точность. Стоит птице ошибиться в своей ментальной карте хотя бы на десяток миллиметров, и она может никогда не найти свою кладовую. Ореховки находят их в семи случаях из десяти. (На этом фоне особенно унизительно думать о том, что в этом году я забыла, где посеяла семена помидоров. А еще я постоянно забываю, куда положила ключи от машины.)
