Животный магнетизм: откуда у морских черепах «экстрасенсорные» способности

Жизнь морской черепахи — вечное перемещение от гнездовий к далеким местам кормежки и обратно. Один такой цикл зачастую занимает несколько лет. В отличие от птиц, которые мигрируют с севера на юг по известным и четким траекториям, морские черепахи, родившиеся на одном и том же берегу, могут отправиться в совершенно разные стороны и оказаться на расстоянии тысяч километров друг от друга, а затем снова вернуться на тот же берег.

Во время всех этих многомесячных или даже многолетних блужданий черепахам просто необходима способность ориентироваться в океане, который нам кажется настолько однообразным, что парализует человеческое мышление.

Данные со спутниковых передатчиков показывают, что черепахи неделями плывут в одну сторону практически по прямым траекториям. Сомнений не остается: черепахи знают, куда направляются. Они обладают теми же пятью органами чувств, что и мы, а плюс к тому у них есть и несколько своих.

На воздухе их зрение затуманено — примерно как у нас в воде. При этом у черепах очень острый нюх: это помогает им находить не только пищу, но и подходящее место для гнезда на берегу. Но самое главное для перемещений на далекие расстояния: черепахи чувствуют магнитное поле Земли.

Есть у них своего рода «картографическое чувство», благодаря которому они определяют свое текущее местоположение по отношению к другим объектам. (Однако, если черепаху поймать и переместить, она может сбиться с пути. Возможно, чувство местоположения отчасти связано с непрерывным запоминанием всего маршрута путешествия: так человек, чтобы не заблудиться в незнакомом городе, предпочитает возвращаться в отель знакомой дорогой.) Но есть еще кое-что необычное: на самой узкой части темного матового черепа кожистой черепахи расположен уникальный орган — почти прозрачное розовое пятно^*.

Это в буквальном смысле окошко в мозг, возможно, помогает черепашьему эпифизу обрабатывать информацию о количестве света и длине светового дня. Настроив таким образом биологические часы, животное может лучше определить свое географическое положение в пространстве.

Многие животные обладают способностями, которые нам кажутся почти экстрасенсорными. Они могут сориентироваться в пространстве, построить маршрут и добраться к цели, которая находится на расстоянии тысяч километров.

Птицы для этого используют несколько сигналов, включая положение звезд и, возможно, поляризацию света. Многие животные ориентируются на запах, особенно это касается коротких расстояний. Так, приближаясь к местам нереста и гнездования, лососи и морские черепахи начинают их чуять.

Но кроме того, некоторые млекопитающие, многие птицы, рептилии, лягушки, саламандры, рыбы, насекомые и даже некоторые бактерии чувствуют магнитное поле Земли. Все эти существа чутко реагируют на мельчайшие изменения магнитного поля. Как они это делают, мы пока не можем понять до конца. Многие десятилетия ученые бились над этой загадкой и только сейчас приходят к примерному пониманию.

Магнитное поле возникает из-за циркуляции расплавленного железа в жидком ядре Земли. Механическая энергия превращается в электрическую; так же работает, к примеру, автомобильный генератор. Некоторые свойства магнитного поля варьируются в разных точках земной поверхности.

«Наклонение» магнитного поля меняется в зависимости от широты, т. е. силовые линии пересекают поверхность Земли на разных широтах под четко определенными углами: от нуля градусов на экваторе (тут магнитное поле параллельно поверхности) до девяноста градусов на магнитных полюсах. Кроме того, магнитное поле обладает напряженностью, которая тоже строго определенным образом зависит от географического положения.

Собственно, эти не меняющиеся на протяжении долгого времени значения наклонения и напряженности магнитного поля и служат подсказками для животных. (Раз в несколько миллионов лет магнитные полюса меняются местами, но это уже другая история.)

Подсказки эти имеют мало общего с компасом, которым пользуются люди. Стрелка компаса просто всегда указывает на Северный полюс, а линии равного наклонения и напряженности магнитного поля образуют что-то вроде сплошной координатной сетки. И хотя эти линии не такие ровные и четкие, как меридианы и параллели на наших картах, они образуют уникальную комбинацию в каждой точке земной поверхности.

(Уместно сравнить эти линии с сигналами, которые используются в радионавигационных системах: они расходятся от базовых передатчиков, но, пересекаясь, образуют в каждой точке свою уникальную комбинацию, так что человек с приемником всегда может точно определить свое местоположение.) Иными словами, вся информация — на поверхности.

Черепахи просто умеют ею пользоваться. Исследователи черепах из Флориды Кен и Кэтрин Ломанн проводили эксперименты с детенышами логгерхедов в закрытом бассейне. С помощью специального оборудования они генерировали искусственные магнитные волны разного наклонения и напряженности, имитируя магнитное поле Земли в разных частях Северной Атлантики.

В природе детеныши логгерхедов, появившись на свет на берегу океана, сразу же отправляются к огромному, растянувшемуся через бóльшую часть Северной Атлантики водовороту Саргассова моря и остаются там примерно на десять лет.

Когда в рамках эксперимента ученые создавали магнитное поле с таким же наклонением, как у северной границы Североатлантического круговорота, детеныши черепах начинали плыть на юго-юго-запад. В природе это помогло бы им вернуться ближе к центру кругового течения. Если ученые индуцировали поле с таким же наклонением, как на южной границе течения, детеныши начинали грести на северо-восток.

Если напряжение магнитного поля было таким, как у берегов Северной и Южной Каролины, черепахи плыли строго на восток. Когда напряжение равнялось показателям у берегов Западной Африки, они плыли на запад. То есть каждый раз они стремились оказаться ближе к центру Североатлантического круговорота. А вот если ученые включали поле, похожее на то, что существует внутри самого течения, детеныши переставали плыть в какую-то конкретную сторону.

Мне кажется, это совершенно потрясающий факт. Маленький детеныш, только что вылупившийся из яйца, обладает прекрасно работающей системой навигации с многоступенчатым механизмом корректировки, которая работает с самых первых минут, с самых первых шагов по песку, — и все для того, чтобы в ближайшие несколько лет он не сбился с пути. Когда детеныши покидают берег и, как нам кажется, отправляются в неизвестность, им даже не нужно думать о том, что делать дальше. Внутри каждого из них включается автопилот.

В конце концов, миновав сотни и тысячи километров, они вернутся на это побережье, чтобы оставить потомство. Если это самка, она наверняка снова поднимется на тот же берег, где появилась на свет, и замкнет собой цепочку жизни.

Многие места гнездования черепах — крохотные изолированные уголки Земли. Навыки ориентации позволяют некоторым животным не только находить регионы размножения, но и возвращаться к привычным местам кормежки — рифам или плавучим полям водорослей.

Но чтобы точно попадать в нужное место, черепаха должна четко понимать, где именно она находится в данный момент. Чтобы добраться до нужного места, черепахе необходима внутренняя карта, какое-то понимание направлений. Способность животных чувствовать и распознавать направления можно назвать одной из «самых таинственных загадок» в их поведении.

Ученые предложили две гипотезы, чтобы объяснить, как животные могут чувствовать магнитное поле Земли. Согласно первой, кристаллы магнетита взаимодействуют с нервной системой, так что у животного появляется нечто вроде внутреннего компаса.

По второй версии, некоторые виды животных могут видеть магнитные поля. У кого-то может быть и то и другое. Чтобы увидеть магнитное поле, нужен свет, пусть даже очень слабый.

Однако в условиях лаборатории детеныши черепахи даже в полной темноте ориентируются по магнитному полю и меняют направление движения при изменении его характеристик. Это означает, что черепахи так или иначе чувствуют магнитное поле и ориентируются по нему даже без визуальных подсказок.

У морских черепах, а также у птиц, пчел, лосося и некоторых других видов в теле есть крошечные кристаллы магнетита в виде миниатюрного магнита с двумя полюсами. Ученые так до конца и не выяснили, как они работают. К примеру, у форели клетки, содержащие магнетиты, расположены на морде и соединены с ответвлением третичного нерва.

То же самое можно наблюдать и у птицы под названием рисовый трупиал: к клюву с магнито-чувствительными клетками подходит ответвление третичного нерва, который реагирует на изменения напряженности магнитного поля.

Таково примерное строение животного компаса. Возможно, однажды мы поймем, как именно работает этот тончайший внутренний механизм, благодаря которому морские черепахи и другие животные ориентируются в пространстве, но у нас самих он напрочь отсутствует.

А пока нам остается следовать по миграционным маршрутам кожистых черепах, которые уже отправились дальше на север, и надеяться, что мы сможем их догнать.

_{Отрывок из книги Карла Сафины «В погоне за черепахой: Путешествие длиной в 200 миллионов лет». М.: Издательство Альпина нон-фикшн, 2023.}