Тропою легенд Акимушкин Игорь
Раз зашла речь о домовом, видно, и о ведьмах придется здесь немного рассказать: несколько необычных явлений из жизни растительного царства нашей природы суеверное поверье связывает с их именем.
Вот на лугу у опушки стоит лесная «карусель». Широким кольцом тесно друг за другом выстроились грибы. С двух сторон, снаружи и изнутри, зеленой изгородью окаймляют их пышно разросшиеся травы.
Это ведьмины кольца. Трижды очертила колдунья магический круг, заклинанье прочла: «Кто бел-горюч камень алатырь изгложет, тот мой заговор переможет», и выросли по ее наговору три кольца грибов и трав. В центре круга трава не растет – здесь плясала лукавая баба, а может, клад зарыла. Только ведь его простым глазом не увидишь! Ведьмины кольца быстро найдешь – они приметные, но сколько ни копай в том месте, клада не сыщешь. Разрыв-травой нужно глаза натереть – тогда увидишь.
«А разрыв-трава на Иванов день в полночь цветет и цвет держит не долее чем нужно прочитать „Отче наш“, „Богородицу“ и „Верую“. А то еще есть примета: „О котору траву коса переломится в Иванову ночь, та и разрыв-трава“.
В старину люди верили в это. Странный вид имеют ведьмины кольца. Кто так тщательно размерил землю и высадил правильными кругами луговые травы и грибы?
Да никто, сами выросли.
Сначала проросло здесь грибное семечко – спора. Во все стороны по радиусам пустило оно свои корни-мицелии – тонкие микроскопические веточки. Чем дальше рос мицелий, тем толще он становился. А когда окончательно созрел, на нем стали развиваться плодовые тела, то есть грибы. Во всех направлениях мицелий рос почти с одинаковой скоростью, и на одинаковом расстоянии от проросшей споры образовались на нем грибы. Веточки мицелия расходились от споры по радиусам, как лучи от центра звезды, и поэтому, когда грибы выбрались из-под земли, оказалось, что они стоят замкнутым кольцом. Мицелий снаружи и изнутри грибного кольца сгнил. На удобренной его перегноем почве пышно разрослись травы, живой изгородью окружили со всех сторон грибное кольцо. Между грибами трава не растет. Ее убивают обильные здесь переплетения живого еще мицелия.
В наших лугах и лесах ведьмины кольца образуют луговые опята, дождевики, некоторые сморчки, рядовки и другие грибы.
Много разных поверий связано с этой грибной «каруселью». В Тироле их называют альберовыми кольцами. По преданию, в день святого Мартина, а в особенности во время звездного дождя, обычного около дня святого Лаврентия, 23 августа по новому стилю, альбер – змей с огненным хвостом – пролетает над лугами. Альбер живет в дыре среди скал. Каждый год в упомянутое время он переселяется (меняет квартиру) и летит над долинами в другую дыру. При этом змей крутит хвостом и, задевая им луговую траву, оставляет на ней опаленные кольца. Трава выгорает, и ничто здесь, кроме грибов, не растет.
В Швеции крестьяне верят, что эльфы, лесные духи-малютки, играют по ночам на лугах, танцуют, шалят и портят траву, вытаптывая ее. Но человек не должен и близко подходить к этим колдовским «танцплощадкам», а то «заболеет болезнью, называемой эльфенблестер, которая особенно опасна для детей».
Однако чаще всего суеверная молва связывает образование грибных колец с деятельностью злокозненных ведьм. Во многих странах Европы считают эти кольца местом сборища ведьм – своего рода «стартплощадками», с которых отвратительные твари вылетают на свои игрища. В Вальпургиеву ночь (1 мая) ведьмы со всей Германии (а возможно, и всей Западной Европы), стартуя с кольцевых аэродромов, летят верхом на помелах и приземляются на вершине Брокена – высшей точки (1142 м) Гарца.[49] Там справляют они дьявольский шабаш.
Наши русские ведьмы облюбовали для своих «пикников» другое место: медведские дубы. Около Мещовска, в бывшей Калужской губернии, близ села Медвежки росли прежде два больших сухих дуба. Здесь, по преданию, и собирались ведьмы.
Ведьмины метлы
Вы заблуждаетесь, если думаете, что ведьмы летают на шабаш на обычных помелах. Нет, для этой цели они выращивают особые метелки. Предварительно колдуньи натираются ведьминой мазью, которую приготавливают из паслена, снотворного мака, болиголова, белладонны и адамова корня (то есть из растений, содержащих наркотики!). Вымазавшись в этой дьявольской смеси, совершают колдовские обряды, околдовывая кусты и деревья. И вырастают на них метлы-самолеты!
Да вы не раз, наверное, видели на суках берез, дубов, сосен, лиственниц и пихт густые, торчащие вертикально вверх метелки. Иные из них действительно похожи на веники, а некоторые напоминают издали птичьи гнезда. Это и есть ведьмины метлы.
Местами, встречаются они очень часто: что ни дерево, то метла на нем. Кому случалось ездить на Дальний Восток по Великой сибирской магистрали, тот, любуясь из окна поезда великолепием таежных лесов, не раз, наверное, обращал внимание на множество сухих серых метел, хорошо заметных среди зеленых ветвей лиственниц и пихт. Окаянные колдуньи – сколько деревьев перепортили!
За окном бушует зеленый океан, сомкнутыми рядами подступили полчища деревьев-богатырей к самой насыпи. Сколько же здесь, если посчитать, ведьминых метел! Учтите колоссальную протяженность наших таежных лесов. Надо полагать, одна Сибирь производит колдовских метел больше, чем требуется для удовлетворения потребительских нужд ведьм всего света.
Что же такое на самом деле эти странные метелки?
Раковые опухоли деревьев! Под корой, в тканях дерева, поселяются возбудители рака – паразитические грибки.
Часть пораженной раком древесины отмирает, сохранившиеся ткани разрастаются, принимая причудливую необычную форму. Ветви пихты, например, зараженные грибком, дают густые вертикальные побеги, напоминающие веник. Кора их вздута в виде губки, древесина недоразвита, почки приобретают необычную форму, они распускаются гораздо раньше почек на нормальных побегах. Листья на ведьминой метле недоразвиты, быстро увядают и опадают каждый год, тогда как на здоровых ветвях «вечно зеленеют» в течение шести-восьми лет. Через несколько лет метла отмирает, засыхает, и тогда среди зелени пихты она выделяется мохнатым темным помелом.
Метловидные опухоли разрастаются на многих деревьях: на сосне, лиственнице, буке, дубе, ольхе, березе, акациях, фисташковых кустах, на грабе, барбарисе.
Бывают опухоли и другого вида. На листьях незабудки, например, под влиянием паразитических грибков образуются золотисто-желтые и желто-красные пузырьки. На альпийских розах развиваются под воздействием паразитов румяные «яблоки», сочные и сладковатые на вкус. Странные «плоды» созревают удивительно быстро: растут не по дням, а по часам – через 24 часа после заражения листа грибком опухоль достигает уже в поперечнике двух – двух с половиной сантиметров. А еще через некоторое время она увеличивается до размеров небольшого яблочка.
Всем известная капустная кила, которая иногда полностью уничтожает урожаи капусты, тоже раковая опухоль (иногда величиной с человеческую голову!) корня капусты. Болезнь причиняет так называемый слизевой гриб пласмодиофора. Долгое время капустная кила представляла загадку. Было выдвинуто несколько теорий для объяснения таинственной капустной болезни, пока в конце прошлого века русский ученый, академик М. С. Воронин, классическим исследованием не доказал, что истинный виновник заболевания – паразитический гриб.
Всем известно, что брусника цветет белыми цветами. Но иногда ее побеги вдруг зацветают кроваво-красными махровыми цветами. Академик М. С. Воронин исследовал эти «цветы» и тоже нашел в них паразитический грибок. Пораженные болезнью, собранные мутовкой и укороченные листья брусники и в самом деле похожи издали на цветы.
Ярко-красные опухоли образуются также на побегах голубики, подбела, багульника.
Мистерии летучих мышей
Друзья черта
Самая, пожалуй, интересная мистическая история у летучих мышей. В народных поверьях они слывут за друзей черта или за его собственное воплощение. На церковных иконах черти намалеваны с кожистыми, угловатыми крыльями летучих мышей. У ангелов же крылья оперенные, с мягкими очертаниями, как у голубя. Редкая картина с изображением колдовской кухни какой-нибудь ведьмы или бабы-яги обходится без летучих мышей. Обычно художник, чтобы подчеркнуть демоническую обстановку, рисует в обществе ворона и совы – неизменных атрибутов ведьмы – также и двух-трех летучих мышей.
В Библии летучие мыши упоминаются как животные «нечистые», которых запрещено есть и ловить. В мифологии древних греков они были посвящены богине Персефоне, супруге Аида – царя загробного мира. Летучие мыши считались предвестниками несчастья. Увидеть во сне летучую мышь значило получить уведомление о грозящей болезни, о приближении шторма на море или о нападении бандитов.
В Индии суеверные люди считали летучих мышей «болотными духами», которые подстерегают ночью заблудившихся путников и заманивают их в трясину. Во многих странах Европы и сейчас еще бытует старое поверье, что летучая мышь, пролетая низко над головой человека, извещает тем самым несчастного о его близкой кончине. Хозяйки в сумерки плотно закрывают окна от летучих мышей и не выходят во двор с непокрытой головой, чтобы не вводить в искушение «друзей черта», которые, как утверждают, питают особое пристрастие к женским волосам.[50]
В рассказах об оборотнях летучие мыши играют главную роль. Колдунам и ведьмам полюбился их образ. В ночное время летучие мыши, по-видимому, наиболее удобное средство сообщения в распоряжении нечистой силы. Души умерших грешников для путешествия в ад тоже предпочитают этот вид транспорта.
В Финляндии существует поверье, что душа всякого спящего человека покидает его тело в образе летучей мыши, чтобы к утру вновь возвратиться обратно. Убить летучую мышь – значит погубить уснувшего земляка.
Но есть страны, где люди относятся к летучим мышам с большим почтением и любовью. У индейцев племени майя летучие мыши считались священными животными. Майя очень почитали богиню – летучую мышь, крылатые изображения которой были найдены при раскопках в Центральной Америке.
Летучие мыши священны также у австралийцев и буддистов. Особым почетом эти полезные зверюшки веками пользуются в Китае. На древних предметах здесь часто встречаются символические изображения пяти или восьми летучих мышей. (В Китае пять и восемь – счастливые числа.) Больше того, на китайском языке слово «счастье» и «летучая мышь» звучат одинаково: «фу».
О всякого рода суевериях, связанных с летучими мышами, можно написать толстую книгу. А все дело в том, что летучие мыши ведут ночной образ жизни. Они вылетают на кормежку лишь в сумерки, когда, но поверьям, активизируется всякого рода нечистая сила. Необычный и уродливый, с человеческой точки зрения, внешний вид этих зверюшек тоже, по-видимому, повинен в дурной славе, которой они пользуются у суеверных людей.
Днем летучие мыши куда-то исчезают, прячутся по темным углам и щелям, в брошенных домах, на колокольнях, в кладбищенских склепах. Они боятся света! Весьма подозрительно… Вот народная фантазия и соединила эту биологическую особенность рукокрылых животных с нелепыми поверьями о злых духах и колдунах, которые ведь тоже творят будто бы свое черное дело под покровом ночи и прячутся по углам с первыми криками петухов. Поэтому в древности и петуха считали священной птицей: вестником утра и света, разгоняющим своей песней демонов, ночи.
Впрочем, некоторые летучие мыши и в самом деле обладают опасными для человека свойствами. О том говорят, например, трагические события, которые произошли в Египте в 1922 году.
Месть фараона
Египетские пирамиды слишком хорошо всем известны, чтобы стоило объяснять, кем, когда и для чего они построены. С древнейших времен и до наших дней люди не перестают удивляться гению и трудолюбию египтян, воздвигнувших эти титанические сооружения. Никогда больше человеческие руки не переносили таких огромных камней[51] и не сооружали из них – без помощи всяких строительных машин! – столь грандиозные постройки. Люди древности причислили египетские пирамиды к семи прославленным чудесам света, и до сих пор еще археологи, производящие раскопки на месте гробниц-небоскребов, не перестают удивлять мир своими открытиями.
На левом берегу Нила, у города Эль-Гиза, недалеко от Каира, возвышаются над пустыней гигантские гробницы египетских царей. Среди них пирамида Хеопса – самое высокое сооружение древности. Высота ее когда-то достигала 146 метров. Она была выше Страсбургского собора и собора Святого Петра в Риме, крупнейших зданий средневековья.
Пирамида Хеопса построена 4 тысячи лет назад по повелению фараона Хуфу, которого греки называли Хеопсом. Древнегреческий историк Геродот рассказывает, что строили ее 100 тысяч человек в течение 20 лет. На постройку пирамиды были мобилизованы не только рабы, но почти все жители древнего Египта. Геродот сообщает, что Хеопс закрыл даже храмы и прекратил жертвоприношения богам, чтобы все силы народа обратить на постройку своего могильного памятника.
И другие фараоны заставляли египетское население строить огромные гробницы. Измученный народ поднял восстание. Строители пирамид выбросили мумии царей из некоторых усыпальниц.
Правившие позднее фараоны уже не сооружали таких огромных гробниц. Пирамиды становились все ниже и ниже и, наконец, совсем исчезли под землей. Начиная с Тутмоса I египетские цари строили подземные тайные склепы с замаскированными входами и выходами.
Для своего погребения Тутмос I выбрал пустынную местность в одной из долин между скал Ливийского плато. Другие фараоны последовали его примеру. Так на краю Ливийской пустыни родилась знаменитая Долина царей.
Уже к началу нашего века здесь было открыто около тридцати подземных гробниц, сейчас насчитывают шестьдесят одну. Но как тщательно ни прятали фараоны свои загробные обиталища, ловкие грабители успевали побывать в них раньше ученых, дочиста разграбив драгоценные для науки сокровища. Начали уже сомневаться, существуют ли вообще неразграбленные гробницы. И вдруг – небывалая удача! В Долине царей найдена богатейшая усыпальница, полная сказочных сокровищ.
Гробница принадлежала фараону Тутанхамону, жившему в XIV веке до нашей эры, а открыл ее английский археолог Говард Картер.[52] В начале двадцатых годов внимание всей мировой прессы было привлечено к этому открытию. Сотни журналистов, репортеров, просто любопытных устремились в Долину царей. Никогда прежде Ливийскую пустыню не посещало столь многолюдное общество.
«Подходы к гробнице, – писал один из корреспондентов, – напоминают подъезд к ипподрому в день больших скачек. Вся дорога к замкнутой среди скал котловине запружена всевозможными повозками и животными. Гиды, погонщики ослов, продавцы „древностей“, разносчики лимонада – все ведут шумный торг. Когда из подземелья вынесли последний на тот день предмет, все корреспонденты устремились к берегу Нила. На ослах, на конях, на верблюдах и в похожих на колесницы повозках пустыни они мчались наперегонки, стараясь раньше других добраться до телеграфа…»
Ошеломляющие события, которые последовали вскоре за открытием, гробницы Тутанхамона, дали прессе еще более обильную пищу.
Шесть лет Говард Картер тщательно, но безуспешно обыскивал каждую трещину, каждый фут земли в Долине царей. Он уже хотел бросить свои поиски. Но однажды утром, 4 ноября 1922 года, когда археолог пришел на место раскопок, рабочие встретили его радостными криками: под одной из развалившихся хижин, в которых тысячи лет назад жили строители гробниц, откопали высеченную в скале ступеньку. Стали расчищать землю вокруг и вскоре обнаружили лестницу, ведущую в подземелье. Так, шаг за шагом, осторожно расчищая каменные ступени, добрались до подземного склепа. Дверь в него была замурована известью и опечатана странными печатями, изображавшими шакала и девять связанных пленников. То был знак царского некрополя, оповещавший, что в глубине подземелья в богатых саркофагах покоится царская мумия. Печати не были сломаны, значит после того, как их наложили, дверь не открывалась. Все это обещало интереснейшие открытия.
Картер послал в Англию телеграмму лорду Карнарвону, вместе с которым работал.
Когда лорд Карнарвон, а с ним многочисленные представители прессы прибыли в Долину царей, начали вскрытие двери, ведущей непосредственно в погребальный покой. Исследователи пробили в ней небольшое отверстие и заглянули внутрь. Изумительное зрелище представилось их глазам! Освещенные трепетным пламенем свечи странные звери и птицы, статуи, колесницы, оружие, разнообразные предметы обихода. Впервые за три тысячи лет их снова созерцали глаза человека. И всюду блестело золото! Неподдельное, сверкающее золото – на дорогой одежде, светильниках, ларцах, скамьях. Его блеск буквально ослепил ученых.
Открытая Картером гробница оказалась самой дорогой в прямом смысле этого слова археологической находкой: одного только золота, не считая множества драгоценных камней, из нее извлекли около двухсот килограммов!
В четырех комнатах потаенной гробницы Картер и Карнарвон нашли целиком сохранившуюся обстановку небольшого египетского дворца со всеми необходимыми атрибутами обихода. В одной из комнат стоял царский саркофаг. Он был изготовлен из дерева, выложен золотом и богато украшен фигурной инкрустацией из синего фаянса. Внутри верхнего саркофага помещались один в другом, как куклы-матрешки, еще три деревянных, обитых золотом саркофага и один каменный с гранитной крышкой, которая весила полторы тонны! С трудом сняли крышку, и под ней открылся шестой гроб из… чистого золота. Он весил 300 английских фунтов – 136 килограммов!
В гробу лежала украшенная драгоценной диадемой мумия царя с лицом, прикрытым золотой маской.
Однако сказочные богатства не дешево достались науке. Многие археологи и рабочие, проникшие в мрачную гробницу, заплатили за честь ее открытия своей жизнью. Мучительная и таинственная болезнь поразила их.
Первым заболел лорд Карнарвон. У него начался жар, сильные боли в мускулах. Врачи не могли поставить диагноз. Через три недели лорд Карнарвон умер в страшных мучениях. Затем один за другим стали умирать и другие члены экспедиции, раскопавшей гробницу Тутанхамона. От непонятной и мучительной болезни погибли многие из тех, которые первыми вошли в мрачное обиталище фараоновой мумии. Наука оказалась бессильной установить причины их гибели, и заговорило суеверие.
Весть о трагедии быстро облетела весь мир, и так же быстро следовала за ней легенда: гробокопатели наказаны богом.
А чем еще можно объяснить столь таинственную гибель самых активных[53] членов экспедиции?
Тридцать три года наука не могла ответить на этот вопрос. Ученые делали самые разнообразные предположения. В 1955 году гробницу подвергли даже исследованию на радиоактивность: может быть, древнеегипетские жрецы знали секрет ядерного распада некоторых веществ и применяли его для защиты своих тайников? Но проба дала отрицательные результаты.
Тайну гробницы Тутанхамона разгадали только в 1956 году.
Заболел южноафриканский ученый Джон Уилл. Он исследовал помет летучих мышей в пещерах Центральной Африки и вскоре после этого почувствовал сильное недомогание. Симптомы болезни полностью совпали с признаками заболевания, погубившего товарящей Картера. Лечивший его врач, доктор Дин из Порт-Элизабет, вспомнил и другие случаи подобных заболеваний: например, у исследователей, работавших в пещерах инков в Южной Америке.
Доктор Дин тщательно изучил истории болезни членов экспедиции Говарда Картера и доказал, что их погубила не месть мертвого фараона, а «пещерная болезнь». Возбудителем этого редкого заболевания служит вирус гистоплазмозис, который содержится в… экскрементах летучих мышей.
Исследовали гробницу Тутанхамона и нашли в ее погребальных покоях помет летучих мышей, а в нем – смертоносный вирус.
Летучие мыши «видят» ушами
Выше было упомянуто, что старое поверье о пристрастии летучих мышей к женским волосам, которые они избирают будто бы в качестве посадочных площадок, подтвердилось самым неожиданным образом. С установления этого странного факта в зоологии началась серия замечательных открытий. От летучих мышей к рыбам, от рыб к китам, насекомым, птицам, змеям переходили экспериментаторы со своими исследовательскими приборами, всюду обнаруживая присутствие удивительных, неведомых прежде органов чувств.
Описанием этих неожиданных открытий начнем мы вторую часть нашей книги. Темой ее будут рассказы о некоторых разгаданных недавно секретах природы. Факты, которые раскрылись биологам, изучавшим таинственное царство животных инстинктов и приспособлений, куда более поразительны, чем самые смелые выдумки фантастов.
Издавна предполагалось, что летучие мыши обладают каким-то загадочным чутьем – шестым, неведомым людям чувством.
Да и трудно не думать об этом, наблюдая за полетом летучих мышей. В ночной темноте, во мраке подземелий летают они с такой уверенностью, словно наделены чудесной способностью видеть невидимое.
Как только наука, выбравшись из средневекового болота умозрительных спекуляций, перешла к экспериментальному методу, были поставлены опыты и над летучими мышами с целью установить естественные причины их необъяснимого всевидения.
С той поры и до наших дней, сто пятьдесят лет, длился ученый спор об удивительных способностях рукокрылых летунов. И лишь недавно была, наконец, разгадана тайна.
В конце XVIII века знаменитый итальянский физиолог Ладзаро Спалланцани поставил следующий опыт. Он натянул в большой комнате от потолка к полу многочисленные нити и пустил в комнату летучих мышей, лишенных зрения. Слепые животные отлично летали и не задевали за нитки. Спалланцани решил, что летучие мыши, очевидно, наделены каким-то особым, шестым, чувством, которое помогает им ориентироваться в полете.
Опытами Спалланцани заинтересовался его швейцарский коллега Шарль Жюрин. Он повторил их: да, слепые мыши летают не хуже зрячих! Тогда Шарль Жюрин лишил животных слуха, заткнув их уши воском. Результат был неожиданным: летучие мыши перестали различать окружающие предметы, начали натыкаться на стены, точно слепые.
В чем дело? Не могут же они видеть ушами?
Спалланцани, узнав об опытах Шарля Жюрина, подумал вначале, что произошла какая-то ошибка. Он решил проверить, так ли это. Результат подтвердил выводы Ш. Жюрина: мыши с залепленными воском ушами ничего как будто не видят вокруг.
Совершенно невероятно! Жорж Кювье, знаменитый французский анатом и палеонтолог, крупнейший авторитет в биологической науке того времени, не хотел поверить, что слух имеет какое-то значение в ориентировке летучих мышей. Ж. Кювье выдвинул довольно остроумную гипотезу, которая должна была иначе объяснить таинственные способности летучих мышей.
Летучие мыши, говорил Кювье, обладают очень тонким осязанием. Особенно чувствительна у них кожа крыльев. Настолько чувствительна, что, приближаясь к препятствию, летучая мышь воспринимает крыльями сгущение, повышенную плотность воздуха, возникающую между ее телом и встречным предметом. Это ощущение служит сигналом – впереди препятствие! И «пилот» изменяет курс.
Больше ста лет продержалась в научных представлениях гипотеза Ж. Кювье. Лишь в середине нашего столетия с помощью новейших приборов удалось установить, наконец, истину.
К решению этой интересной проблемы ученые пришли почти одновременно в трех разных странах.
Голландец Дийграаф решил проверить, действительно ли осязание помогает летучим мышам не натыкаться на препятствия. Он перерезал осязательные нервы крыльев: оперированные животные отлично летали. Значит, осязание здесь ни при чем. Тогда экспериментатор лишил летучих мышей слуха – они сразу точно ослепли.
Дийграаф рассуждал так: поскольку стены и предметы, встречающиеся летучим мышам в полете, не издают никаких звуков, значит кричат сами летучие мыши. Эхо их собственного голоса, отраженное от окружающих предметов, извещает зверюшек о препятствии на пути.
Дийграаф заметил, что летучая мышь, прежде чем пуститься в полет, раскрывает рот: издает, очевидно, не слышные для нас звуки, «ощупывая» ими окрестности. В полете летучие мыши тоже то и дело раскрывают рот (даже когда не охотятся за насекомыми).
Это наблюдение подало Дийграафу мысль проделать следующий эксперимент. Он надел на голову зверька бумажный колпак. Спереди, точно забрало у рыцарского шлема, в колпаке открывалась и закрывалась маленькая дверка.
Летучая мышь с закрытой дверкой на колпаке не могла летать, натыкалась на предметы. Стоило лишь в бумажном шлеме поднять забрало, как зверек преображался, его полет вновь становился точным и уверенным.
Свои наблюдения Дийграаф опубликовал в 1940 году. А в 1946 году советский ученый, профессор А. П. Кузякин начал серию опытов над летучими мышами.
Он залепил им пластилином рот и уши и выпустил в комнате с натянутыми вдоль и поперек веревками. Почти все зверьки не смогли летать. Таким образом, результаты опытов Ш. Жюрина еще раз подтвердились. Но экспериментатор установил новый интересный факт: летучие мыши, впервые пущенные в помещение для пробного полета с открытыми глазами, «многократно и с большой силой (как только что пойманные птицы) ударялись о стекла незанавешенных окон».
Это происходило днем. Вечером при свете электрической лампы летучие мыши уже не натыкались на стекла. Значит, днем, когда хорошо видно, летучие мыши доверяют больше зрению, чем другим органам чувств. А ведь зрению летучих мышей многие исследователи склонны были совсем не придавать значения.
Профессор А. П. Кузякин продолжил опыты в лесу. На головы зверькам – рыжим вечерницам он надел колпачки из черной бумаги. Зверьки не могли теперь ни видеть, ни употреблять свой акустический радар. Летучие мыши не рискнули летать в неизвестность. Они раскрывали крылья и опускались на них, как на парашютах, на землю. Лишь некоторые отчаянные зверюшки полетели на авось. Результат был печальным: зверьки ударились о деревья и упали на землю.
Тогда в черных колпачках вырезали три отверстия – одно для рта, два для ушей. Зверьки без страха пустились в полет: «летели быстро и смело, свободно избегая как стволов деревьев, так и мелких веток крон».
А. П. Кузякин пришел к выводу, что органы звуковой ориентировки летучих мышей «могут почти полностью заменить зрение, а органы осязания… никакой роли в ориентировке не играют, и зверьки ими в полете не пользуются».
Несколькими годами раньше американские ученые Д. Гриффин и Р. Галамбос применили другую методику для изучения способов ориентировки летучих мышей.
С помощью электротехнической аппаратуры они сумели обнаружить и исследовать физическую природу издаваемых летучими мышами звуков. Установили также, вводя особые электроды во внутреннее ухо подопытных зверьков, какой частоты звуки воспринимают органы их слуха.
Изучением этой проблемы занялись и другие исследователи. И вот что было установлено.
Акустическое «осязание»
С физической точки зрения всякий звук – это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Звуки, издаваемые животными, возникают как колебания голосовых связок, натянутых в виде своеобразных струн в гортани животного. Связки приводят в колебательные движения прилежащие частицы воздуха. Дальше звук распространяется в виде расходящихся во все стороны воздушных волн.
Чем больше колебаний совершает в секунду колеблющееся тело (или упругая среда), тем выше частота звука. Самый низкий человеческий голос (бас) обладает частотой колебаний около 80 раз в секунду, или, как говорят физики, частота его колебаний достигает 80 герц. Самый высокий голос (например, сопрано южноамериканской певицы Имы Сумак) – около 1400 герц.
В природе и технике известны звуки еще более высоких частот – в сотни тысяч и даже миллионы герц. Рекордно высокий звук у кварца – до одного миллиарда герц! Мощность звука колеблющейся в жидкости кварцевой пластинки в 40 тысяч раз превышает мощность звука мотора самолета. Но мы не можем оглохнуть от этого «адского грохота», потому что не слышим его. Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой колебаний лишь от 16 до 20 тысяч герц. Более высокочастотные акустические колебания принято называть ультразвуками – их волнами летучие мыши и «ощупывают» окрестности.
Ультразвуки возникают в гортани летучей мыши. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток: выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него – возникает «свист» очень высокой частоты, до 70 тысяч герц (человек его не слышит).
Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха через гортань. Затем он с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохое достижение для зверька весом в 8 – 20 граммов!
В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные высокочастотные звуковые колебания – ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс-«взрыв» длится всего 2–5 тысячных долей секунды.
Краткость звукового сигнала очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.
От препятствия, которое удалено от эхолотирующего зверька на 17 метров, отраженный звук возвращается приблизительно через 1 /10 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 1 /10 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, будет восприниматься органами слуха зверька одновременно с основным звучанием.
А ведь именно по промежутку времени между концом посылаемого сигнала и первыми звуками вернувшегося эха летучая мышь инстинктивно получает представление о расстоянии до предмета, отразившего ультразвук.
Поэтому звуковой импульс так краток.
Советский ученый Е. Я. Пумпер сделал в 1946 году очень интересное предположение, которое хорошо объясняет физиологическую природу эхолокации. Он считает, что летучая мышь каждый новый звук издает сразу же после того, как услышит эхо предыдущего сигнала. Таким образом, импульсы рефлекторно следуют друг за другом; раздражителем, вызывающим их, служит воспринимаемое ухом эхо. Чем ближе летучая мышь подлетает к препятствию, тем быстрее возвращается эхо, и, следовательно, тем чаще издает зверек новые эхолотирующие «крики». Наконец при непосредственном приближении к препятствию звуковые импульсы начинают следовать друг за другом с исключительной быстротой. Это сигнал опасности! Летучая мышь инстинктивно изменяет курс полета, уклоняясь от направления, откуда отраженные звуки приходят слишком быстро.
Действительно, опыты показали, что летучие мыши перед стартом издают в секунду лишь 5 – 10 ультразвуковых импульсов. В полете учащают их до 30. При приближении к препятствию звуковые сигналы следуют еще быстрей – до 50–60 раз в секунду. Некоторые летучие мыши во время охоты на ночных насекомых, настигая добычу, издают даже 200 импульсов в секунду.
Эхолокатор летучих мышей очень точный навигационный «прибор»: он в состоянии запеленговать даже микроскопически малый предмет – диаметром всего в 0,2 миллиметра! Но вот дальность его действия не велика: у обычных наших летучих мышей обычно около одного метра.
Живой эхолот в действии.
Однако в последние годы у некоторых видов рукокрылых открыты более, так сказать, мощные эхолокаторы, способные оповещать зверька о препятствиях, удаленных на 6–8 метров. Эти летучие мыши – подковоносы. Некоторые из них обитают на юге нашей страны – в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии. Подковоносами они названы за скульптурные наросты на морде в виде кожистой подковы, странной формы гребней и складок. Наросты не праздные украшения: это своего рода «антенны», направляющие звуковой сигнал и воспринимающие его эхо. Некоторые исследователи утверждают, что носовые отверстия подковоноса расположены в центре сложной системы акустических рефлекторов, роль которых выполняют упомянутые кожистые рельефы.
Подковоносы испускают ультразвук не через рот, как наши обычные (гладконосые) летучие мыши, а через нос. Звуковые импульсы, которые они издают, отличаются гораздо большей (в 20–30 раз) продолжительностью. Принцип эхолотирования у подковоносов, очевидно, иной, нежели у гладконосых летучих мышей. О расстоянии до предметов они, по-видимому, судят не по длительности промежутка между звуковым импульсом и возвращением эха, а по силе отраженного звука: от более удаленных предметов приходит менее громкое эхо, чем от близких.
В Африке найдены летучие мыши, совмещающие, очевидно, оба принципа эхолотирования. Отдаленные предметы они «ощупывают» более продолжительными звуковыми импульсами, а близкие – короткими, обладающими к тому же и большей частотой звука (около 120 тысяч герц).
С помощью эхолокации летучие мыши разведывают не только путь, но и стаи комаров и других ночных насекомых – свою добычу.
Это не черти – это портреты летучих мышей. Причудливые выросты, которые украшают их головы, по мнению некоторых ученых, – акустические рефлекторы. Они облегчают зверькам эхолотирование.
В процессе эволюции и у насекомых выработался ряд защитных от ультразвука приспособлений. Многие ночные мотыльки, например, густо покрыты мелкими волосками. Дело в том, что мягкие материалы – пух, вата, шерсть – поглощают ультразвук: значит, мохнатых мотыльков труднее запеленговать.[54]
У некоторых ночных насекомых развились чувствительные к ультразвуку органы слуха, которые помогают им заблаговременно узнавать о приближающейся опасности. Попадая в радиус действия эхолокатора летучей мыши, они начинают метаться из стороны в сторону, пытаясь выбраться из опасной зоны. Некоторые ночные бабочки, запеленгованные летучей мышью, применяют даже следующий тактический прием: складывают крылья и падают вниз, замирая в неподвижности на земле.
Недавно профессор Редер из университета Тафта (США) обнаружил у ночных насекомых еще более удивительные способы противолокационной защиты. Ему удалось записать на магнитную ленту электрические импульсы, которые испускают какие-то неведомые органы мотыльков.
Профессор Редер пытается выяснить, как использует мотылек свои «электротехнические» средства обнаруживания врага и защиты от его пеленгатора.
Шестое чувство
«Беззвучные» крики рыб и китов
За последние десять-пятнадцать лет зоологи с изумлением установили, что замечательным шестым чувством обладают не только летучие мыши. Ультразвуковыми «навигационными приборами» вооружены, оказывается, многие птицы. Кулики-галстучники, кроншнепы, совы и некоторые певчие птицы, застигнутые в полете туманом или темнотой, разведывают путь с помощью звуковых волн. Своим криком они «ощупывают» землю внизу и узнают по характеру эха о высоте полета, близости препятствий и рельефе местности.
Жирный козодой, или гуахаро,[55] одна из немногих ночных птиц, питающихся плодами, гнездится в пещерах Южной Америки. Весь день гуахаро проводят в глубине подземелий. Пернатые троглодиты быстро и бесшумно летают по темным лабиринтам подземных гротов и никогда не натыкаются на стены. Дональд Гриффин, уже известный нам исследователь эхолокаторов летучих мышей, обратил внимание и на гуахаро. Оказалось, что птица на лету громко щелкает. Звук этот очень краток: длится 1 /1000 секунды, частота его колебаний около 7 килогерц. Звуковые волны, возбужденные щелканьем гуахаро, отражаются от стен пещеры и извещают птицу о близком препятствии. Эхолокатор летучих мышей работает «бесшумно», а щелчки гуахаро человек слышит за 180 метров.
Д. Гриффин заткнул ватой уши некоторым птицам и выпустил их в темный зал. Гуахаро потеряли способность ориентироваться, натыкались буквально на каждый предмет, встречающийся на пути.
Очевидно, с целью эхолокации издают ультразвуки небольшой частоты (20–80 килогерц) и многие другие животные – морские свинки, крысы, сумчатые летяги и даже некоторые южноамериканские обезьяны.
Киты и рыбы, которых долго считали немыми, с помощью ультразвуков обмениваются между собой сигналами, разведывают окрестности, измеряют глубины, узнают о приближении других косяков, о скоплениях рачков.
Каждые 15–20 секунд дельфин испускает серию коротких звуков. Записанные гидрофоном и воспроизведенные громкоговорителем, они напоминают скрип двери.
Малейший всплеск на поверхности воды – и дельфин сейчас же учащает свои крики, «ощупывая» ими погружающийся предмет. Настолько чувствителен эхолокатор дельфина, что даже маленькая дробинка, осторожно опущенная в воду, не ускользает от его внимания. Рыба, брошенная в водоем, засекается немедленно. Дельфин пускается в погоню. Не видя в мутной воде добычу, безошибочно преследует ее. Вслед за рыбой точно меняет курс. Прислушиваясь к, эху своего голоса, дельфин слегка наклоняет голову в одну и другую сторону, как и человек, пытающийся точнее установить направление звука.
Если опустить в бассейн с дельфином одновременно 36 вертикальных стержней, дельфин быстро плавает между ними, совершенно их не задевая. Однако крупноячеистые сети он, по-видимому, не может обнаружить своим эхолокатором. Мелкоячеистые «нащупывает» легко.
Крупный зубастый кит кашалот тоже издает ультразвуки. Воспроизводящий их орган еще как следует не изучен. По-видимому, звуковые колебания возникают от движения слизистых складок гортани и носа под действием сильной струи выдыхаемого воздуха.
Советские исследователи заметили, что дельфины и белухи издают звуки дыхалом, то есть ноздрей,[56] снабженной сильной мускулатурой, замыкающей носовое отверстие во время погружения под воду. Большой знаток китов, советский зоолог А. Г. Томилин установил, что черноморские дельфины белобочки воспроизводят дыхалом звук, похожий на писк. Под водой человек слышит его отчетливо. Видны и пузырьки воздуха, пробивающегося из плотно закрытой ноздри. Писк – это только воспринимаемая нашим ухом часть разнообразной гаммы звуков, которые издает «дельфин. Неслышные ультразвуки у дельфинов достигают еще большей частоты, чем у летучих мышей, – до 150 тысяч герц, а может быть, даже и больше.
Радар водяного слона
Среди многочисленных священных животных древнего Египта была одна рыбка, обладающая совершенно уникальными способностями.
Рыбка эта – мормирус, или водяной слон. Челюсти у нее вытянуты в небольшой хоботок. Необъяснимая способность мормируса видеть невидимое казалась сверхъестественным чудом. Изобретение радиолокатора помогло раскрыть тайну.
Оказывается, природа наделила водяного слона удивительнейшим органом – радаром!
У многих рыб, всем это известно, есть электрические органы. У мормируса в хвосте помещается тоже небольшая «карманная батарейка». Напряжение тока, который она вырабатывает, невелико: всего 6 вольт. Но этого достаточно.
Каждую минуту радиолокатор мормируса посылает в пространство 80 – 100 электрических импульсов. Возникающие от разрядов «батарейки» электромагнитные колебания частично отражаются от окружающих предметов и в виде радиоэха вновь возвращаются к мормирусу. «Приемник», улавливающий эхо, расположен в основании спинного плавника удивительной рыбки. Мормирус «ощупывает» окрестности с помощью радиоволн!
Сообщение о необычайных свойствах мормируса было сделано в 1953 году Восточноафриканским ихтиологическим институтом. Сотрудники института обратили внимание, что содержавшиеся в аквариуме мормирусы начинали беспокойно метаться, когда в воду опускали какой-нибудь предмет, обладающий высокой электропроводностью, например кусок проволоки. Возникла мысль: может быть, мормирус обладает способностью ощущать изменения электромагнитного поля, возбужденного его электрическим органом. Анатомы исследовали рыбку: парные ветви крупных нервов проходили вдоль ее спины от головного мозга к основанию спинного плавника, где, разветвляясь на мелкие веточки, заканчивались в тканевых образованиях на равных друг от друга интервалах. Видимо, здесь помещается орган, улавливающий отраженные радиоволны. Мормирус с перерезанными нервами, обслуживающими этот орган, терял чувствительность к электромагнитному излучению.
Мормирус живет на дне рек и озер и питается личинками насекомых, которых извлекает из ила длинными челюстями, словно пинцетом. Во время поисков пищи рыбка окружена обычно густым облаком взбаламученного ила и ничего вокруг не видит. Капитаны кораблей по собственному опыту знают, насколько незаменим в таких условиях радиолокатор.
Мормирус не единственный на свете «живой радар».[57] Замечательный радиоглаз обнаружен также в хвосте электрического угря Южной Америки, «аккумуляторы» которого развивают рекордное напряжение тока – до 500 и, по некоторым данным, до 800 вольт!
Американский исследователь Кристофор Коутес после серии экспериментов, проведенных в Нью-Йоркском аквариуме, пришел к выводу, что небольшие бородавки на голове электрического угря – воспринимающие антенны радиолокатора. Они улавливают отраженные от окружающих предметов электромагнитные волны, излучатель которых расположен в конце хвоста угря. Чувствительность радарной системы этой рыбы такова, что угорь, очевидно, может установить, какой природы предмет попал в поле действия локатора. Если это годное в пищу животное, электрический угорь немедленно поворачивает голову в его сторону. Затем приводит в действие мощные электрические органы передней части тела – «мечет в жертву молнии» и не спеша пожирает убитую электрическим разрядом добычу.
Физическая природа рыбьего электролокатора еще не совсем ясна. Дело в том, что, как известно, короткие радиоволны сильно поглощаются водой, и радары, созданные человеком, совершенно беспомощны под водой. Длинные радиоволны способны проникать на некоторую глубину, но они не годятся для радиолокации.
Впрочем, из опыта минувшей войны известно, что в определенном диапазоне радиоволн возможна радиосвязь кораблей с подводными лодками, находящимися на небольшой глубине. Радиосвязь с космосом ведется ведь тоже в очень узком спектре электромагнитного излучения. Может быть, мормирус в результате длительной эволюции сумел «подобрать» для своего радиолокатора именно такой диапазон электромагнитных волн, с помощью которого ему удалось осуществить радиолокацию и под водой, разумеется на небольших дистанциях. А может быть, все дело в чувствительности его воспринимающих органов, относительная мощность которых превосходит показатели, достигнутые человеком в радиотехнике?
Наука лишь приоткрыла завесу над входом в обиталище волнующей тайны. Органы радиолокационного чувства животных только начинают изучаться, и нас ожидает здесь много интересных открытий.
Рыбы обладают еще одним необычным чувством – ощущением тончайших колебаний воды.
Всякое движение вызывает в воде волны. Водяные волны распространяются много медленнее радиоволн, но, оказывается, и с их помощью тоже можно «ощупывать» окрестности.
По телу рыбы, от жабер к хвосту, тянется цепочка мельчайших отверстий – будто кто-то тончайшей иглой прострочил рыбу на швейной машинке. Этот чудесный портной – природа, а тончайшая строчка – боковая линия рыбы. Каждое отверстие боковой линии ведет в микроскопическую полость. В ней сидит чувствительный сосочек, нервом он соединен с мозгом. Водяные волны колеблют сосочек – мозг получает соответствующий сигнал. Так рыба узнает о приближении врага.
Слепая рыба плавает не хуже зрячей. На «углы» она никогда не натыкается. Слепая рыба и за добычей охотится, пожалуй, не хуже зрячей. Как-то в аквариум, где жила лишенная зрения щука, пустили рыбешек. Щука насторожилась. Сосочки боковой линии сообщили, что добыча недалеко. Когда рыбки приблизились, щука выскочила из засады и схватила одну из них. Не видя цели, она не промахнулась: боковая линия – очень точный корректировщик.
Органы, улавливающие колебания воды, ученые нашли также у головастиков и тритонов. У лягушек их нет.
Можно ли видеть тепло?
Натуралистов всегда поражала тонкость зрения сов: птицы охотятся в темноте на мелких грызунов и вылавливают их немало – десятки за ночь.
Может быть, совы, как и животные, с которыми мы только что познакомились, тоже разыскивают добычу с помощью какого-нибудь необычного чувства?
Некоторые ученые считают, что совы видят… тепло, которое испускает тело их жертв. Возможно, что глаза совы улавливают невидимые для нашего зрения инфракрасные, то есть тепловые, лучи.
Если пучок света пропустить через призму, то он распадется на составляющие его лучи с разной длиной волн и частотой колебаний, которые воспринимаются нашими органами зрения как цветовые элементы спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Кроме видимых человеческим глазом лучей, пучок света составляют и невидимые лучи – ультрафиолетовые и инфракрасные. Их можно обнаружить с помощью различных приборов: например, фотографической пластинки (ультрафиолетовые лучи) и очень чувствительного термометра (инфракрасные лучи). Установлено, что инфракрасные лучи представляют собой тепловое излучение всякого нагретого тела.
Каждая живая мышь, каждая пичужка тоже излучает инфракрасные лучи. Хищник, наделенный своеобразными «термометрами», чувствительными к тепловым лучам, мог бы определять с их помощью местонахождение своих жертв.
Есть предположение, что сова тоже наделена термоскопическим зрением.
Опыты с совами дали разноречивый результат. Одним ученым удалось подтвердить предположение о «тепловом» зрении совы. Другие же своими работами показали, что такого зрения у совы нет. Вопрос этот еще подлежит уточнению (серая неясыть видела инфракрасные лучи, а ушастая сова нет).
Однако обнаружены другие животные, наделенные инфракрасным «зрением»: черепахи и кальмары!
Польский исследователь Войтузяк, экспериментируя с водяными черепахами трех разных видов (одна из них обычная европейская болотная черепаха), доказал, что они различают длинноволновые лучи солнечного спектра и их можно обучить воспринимать инфракрасный свет как зримый сигнал.
Обладатель термоскопических глаз – глубоководный кальмар хиротевтис.
Что касается кальмаров,[58] то некоторые их глубоководные виды, помимо обычных глаз, наделены еще так называемыми термоскопическими глазами, то есть органами, способными улавливать инфракрасные лучи. Эти глаза рассеяны у них по всей нижней поверхности хвоста. Каждый имеет вид небольшой темной точки. Под микроскопом видно, что устроен он, как обычный глаз, но снабжен светофильтром, задерживающим все лучи, кроме инфракрасных. Светофильтр расположен перед преломляющей линзой – хрусталиком. Линза отбрасывает сконцентрированный пучок тепловых лучей на чувствительный к ним воспринимающий орган.
Термолокаторы иной конструкции изучены недавно у змей. Об этом открытии стоит рассказать подробнее.
Термолокаторы змей
На востоке СССР, от прикаспийского Заволжья и среднеазиатских степей до Забайкалья и уссурийской тайги, водятся некрупные ядовитые змеи, прозванные щитомордниками: голова у них сверху покрыта не мелкой чешуей, а крупными щитками.
Люди, которые рассматривали щитомордников вблизи, утверждают, что у этих змей будто бы четыре ноздри. Во всяком случае, по бокам головы (между настоящей ноздрей и глазом) у щитомордников хорошо заметны две большие (больше ноздри) и глубокие ямки.
Щитомордники – близкие родичи гремучих змей Америки, которых местные жители иногда называют квартонарицами, то есть четырехноздрыми. Значит, и у гремучих змей тоже есть на морде странные ямки.
Всех змей с четырьмя «ноздрями» зоологи объединяют в одно семейство так называемых кроталид, или ямкоголовых. Ямкоголовые змеи водятся в Америке (Северной и Южной) и в Азии. По своему строению они похожи на гадюк, но отличаются от них упомянутыми ямками на голове.
Более двухсот лет ученые решают заданную природой головоломку, пытаясь установить, какую роль в жизни змей играют эти ямки. Какие только не делались предположения!
Думали, что это органы обоняния, осязания, усилители слуха, железы, выделяющие смазку для роговицы глаз, улавливатели тонких колебаний воздуха (вроде боковой линии рыб) и, наконец, даже воздухонагнетатели, доставляющие в ротовую полость необходимый будто бы для образования яда кислород.
Проведенные анатомами тридцать лет назад тщательные исследования показали, что лицевые ямки гремучих змей не связаны ни с ушами, ни с глазами, ни с какими-либо другими известными органами. Они представляют собой углубления в верхней челюсти. Каждая ямка на некоторой глубине от входного отверстия разделена поперечной перегородкой (мембраной) на две камеры – внутреннюю и наружную. Наружная камера лежит впереди и широким воронкообразным отверстием открывается наружу, между глазом и ноздрей (в области слуховых чешуй). Задняя (внутренняя) камера совершенно замкнута. Лишь позднее удалось заметить, что она сообщается с внешней средой узким и длинным каналом, который открывается на поверхности головы около переднего угла глаза почти микроскопической порой. Однако размеры поры, когда это необходимо, могут, по-видимому, значительно увеличиваться: отверстие снабжено кольцевой замыкающей мускулатурой.
Перегородка (мембрана), разделяющая обе камеры, очень тонка (толщина около 0,025 миллиметра). Густые переплетения нервных окончаний пронизывают ее во всех направлениях.
Бесспорно, лицевые ямки представляют собой органы каких-то чувств. Но каких?
В 1937 году два американских ученых – Д. Нобл и А. Шмидт опубликовали большую работу, в которой сообщали о результатах своих многолетних опытов. Им удалось доказать, утверждали авторы, что лицевые ямки представляют собой… термолокаторы! Они улавливают тепловые лучи и определяют по их направлению местонахождение нагретого тела, испускающего эти лучи.
Д. Нобл и А. Шмидт экспериментировали с гремучими змеями, искусственно лишенными всех известных науке органов чувств. К змеям подносили обернутые черной бумагой электрические лампочки. Пока лампы были холодные, змеи не обращали на них никакого внимания. Но вот лампочка нагрелась – змея это сразу почувствовала. Подняла голову, насторожилась. Лампочку еще приблизили. Змея сделала молниеносный бросок и укусила теплую «жертву». Не видела ее, но укусила точно, без промаха.
Экспериментаторы установили, что змеи обнаруживают нагретые предметы, температура которых хотя бы только на 0,2 градуса Цельсия выше окружающего воздуха (если их приблизить к самой морде). Более теплые предметы распознают на расстоянии до 35 сантиметров.
В холодной комнате термолокаторы работают точнее. Они приспособлены, очевидно, для ночной охоты. С их помощью змея разыскивает мелких теплокровных зверьков и птиц. Не запах, а тепло тела выдает жертву! У змей ведь слабое зрение и обоняние и совсем неважный слух. На помощь им пришло новое, совсем особенное чувство – термолокация.
В опытах Д. Нобла и А. Шмидта показателем того, что змея обнаружила теплую лампочку, служил ее бросок. Но ведь змея, конечно, еще до того, как бросалась в атаку, уже чувствовала приближение теплого предмета. Значит, нужно найти какие-то другие, более точные признаки, по которым можно было бы судить о тонкости термолокационного чувства змеи.
Американские физиологи Т. Буллок и Р. Каулс провели в 1952 году более тщательные исследования. В качестве сигнала, оповещающего о том, что предмет обнаружен термолокатором змеи, они выбрали не реакцию змеиной головы, а изменение биотоков в нерве, обслуживающем лицевую ямку.
Известно, что все процессы возбуждения в организме животных (и человека) сопровождаются возникающими в мышцах и нервах электрическими токами. Их напряжение невелико – обычно сотые доли вольта. Это так называемые «биотоки возбуждения». Биотоки нетрудно обнаружить с помощью электроизмерительных приборов.
Т. Буллок и Р. Каулс наркотизировали змей введением определенной дозы яда кураре. Очистили от мышц и других тканей один из нервов, разветвляющихся в мембране лицевой ямки, вывели его наружу и зажали между контактами прибора, измеряющего биотоки. Затем лицевые ямки подвергались различным воздействиям: их освещали светом (без инфракрасных лучей), подносили вплотную сильно пахнущие вещества, раздражали сильным звуком, вибрацией, щипками. Нерв не реагировал: биотоки не возникали.
Но стоило к змеиной голове приблизить нагретый предмет, даже просто человеческую руку (на расстояние 30 сантиметров), как в нерве возникало возбуждение – прибор фиксировал биотоки.
Осветили ямки инфракрасными лучами – нерв возбудился еще сильней. Самая слабая реакция нерва обнаруживалась при облучении его инфракрасными лучами с длиной волны около 0,001 миллиметра. Увеличивалась длина волны – сильнее возбуждался нерв. Наибольшую реакцию вызывали самые длинноволновые инфракрасные лучи (0,01 – 0,015 миллиметра), то есть те лучи, которые несут максимум тепловой энергии, излучаемой телом теплокровных животных.
Оказалось также, что термолокаторы гремучих змей обнаруживают не только более теплые, но даже и более холодные, чем окружающий воздух предметы. Важно лишь, чтобы температура этого предмета была хотя бы на несколько десятых долей градуса выше или ниже окружающего воздуха.
Воронкообразные отверстия лицевых ямок направлены косо вперед. Поэтому зона действия термолокатора лежит перед головой змеи. Вверх от горизонтали она занимает сектор в 45, а вниз – в 35 градусов. Вправо и влево от продольной оси тела змеи поле действия термолокатора ограничено углом в 10 градусов.
Физический принцип, на котором основано устройство термолокаторов змей, совсем другой, чем у кальмаров.
Скорее всего в термоскопических глазах кальмаров восприятие излучающего тепло объекта достигается путем фотохимических реакций. Здесь происходят, вероятно, процессы такого же типа, как и на сетчатке обычного глаза или на фотопластинке в момент экспозиции. Поглощенная органом энергия приводит к перекомбинации светочувствительных (у кальмаров – теплочувствительных) молекул, которые воздействуют на нерв, вызывая в мозгу представление наблюдаемого объекта.
Термолокаторы змей действуют иначе – по принципу своеобразного термоэлемента.
Тончайшая мембрана, разделяющая две камеры лицевой ямки, подвергается с разных сторон воздействию двух разных температур. Внутренняя камера сообщается с внешней средой узким каналом, входное отверстие которого открывается в противоположную сторону от рабочего поля локатора. Поэтому во внутренней камере сохраняется температура окружающего воздуха, (Индикатор нейтрального уровня!) Наружная же камера широким отверстием – тепло-улавливателем направляется в сторону исследуемого объекта. Тепловые лучи, которые тот испускает, нагревают переднюю стенку мембраны. По разности температур на внутренней и наружной поверхностях мембраны, одновременно воспринимаемых нервами в мозгу, и возникает ощущение излучающего тепловую энергию предмета.
Помимо ямкоголовых змей, органы термолокации обнаружены у питонов и удавов (в виде небольших ямок на губах). Маленькие ямки, расположенные над ноздрями у африканской, персидской и некоторых других видов гадюк, служат, очевидно, для той же цели.
Птицы ориентируются по солнцу
Интересные наблюдения сделаны в последние годы орнитологами. Давно волнует людей загадка: как ориентируются птицы? Какое чувство указывает им дорогу к гнезду или в южные страны, на зимовки?
Разные делались предположения. Недавно добыты факты, убедительно показывающие, что птицы при длительных перелетах ориентируются по солнцу. Наиболее тщательными исследованиями этой проблемы наука обязана англичанину Д. Мэтьюзу и немцу Крамеру.
Давно уже замечено, что у многих животных хорошо развито чувство времени. Этот естественный хронометр, физиологическую природу которого еще предстоит изучить, условно называют «эндогенным счетчиком времени». Инстинктивно сопоставляя его показания с высотой и положением в небе солнца (или ночных светил), птицы находят правильный путь. Предполагают, что навигационный орган (своего рода «автопилот»!), независимо от сознания птицы заставляющий ее держаться нужного направления, расположен в «гребешке» – странном выросте внутри глазного яблока. Этот удивительный «прибор» срабатывает очень быстро: уже через 20–30 секунд предварительной ориентировки птицы ложатся на правильный курс.
Делались такие опыты. В лабораторном зале много дней содержали различных птиц. Помещение было темное. Лучи солнца в него не попадали. Вместо солнца светила мощная лампа.
Она передвигалась в поле зрения птиц по той же орбите и в те же часы, как и настоящее солнце над крышей лаборатории. Затем путь движения лампы и часы «восхода» и «заката» были изменены.
После того как птицы привыкли к новому положению «солнца», их завезли подальше и выпустили на волю. Птицы стали возвращаться домой, но избрали неверный курс – полетели в сторону того географического пункта, где солнце перемещалось в небе по той же орбите и в те же часы, к которым они привыкли в лаборатории. Короче говоря, введенные в заблуждение искусством экспериментаторов, птицы пытались найти дом по ложному «адресу»: ведь путь лампы в их темнице не соответствовал действительному передвижению солнца над крышей лаборатории. А именно положение солнца над горизонтом в каждый час светлых суток и есть тот бессознательно заученный адрес, по которому птицы находят дорогу домой.
В серии других опытов экспериментаторам удавалось нарушить врожденное чувство времени у скворцов, отвести, так сказать, на 6 часов назад их «карманные часы». Скворцов приучили летать за кормом в определенное место, около лаборатории. Затем их посадили в помещение с искусственным солнцем. «Восход» и «заход» солнца стал запаздывать на б часов (механику, управляющему передвижной лампой, было нетрудно это сделать). «Эндогенный счетчик времени» подопытных скворцов, который каким-то образом настраивается в один ритм с движением солнца по небу, тоже стал отставать. Он «показывал» теперь время с опозданием на 6 часов. Через 12–18 дней скворцов выпустили на волю. По старой памяти они полетели к кормушкам, но… не смогли их найти. Полетели не в ту сторону (отклонились от курса на 90 градусов) и заблудились. Скворцы «не учли», что их «хронометр» опаздывает теперь на 6 часов.
Известно, что почтовые голуби отлично находят дорогу домой. Решили голубей подвергнуть приблизительно такому же испытанию, как скворцов. Их поместили на 6 дней в комнату с искусственным солнцем. Но «солнце» теперь «всходило» и «заходило» без всякого определенного плана. Закономерный ритм его движения был нарушен. «Природный хронометр» голубей вышел из строя. Когда их выпустили на волю, они потеряли способность ориентироваться и не смогли найти дорогу домой.
Сторонники «солнечной» теории навигации птиц приводят в ее доказательство еще и такие наблюдения.
Замечено, что некоторые птицы, гнездящиеся на севере Европы, при осенних перелетах в теплые края отклоняются сильно к западу. Объясняют это тем, что в более южных широтах и солнце восходит в более южной точке горизонта, чем на севере. Птицы инстинктивно летят под определенным углом к восходящему солнцу и не изменяют этот угол, приближаясь к экватору. Естественно, направление их полета по мере приближения к югу с каждым днем отклоняется все больше к западу – ведь солнце каждое следующее утро восходит в более южной (то есть более смещенной к западу) точке горизонта.
Напротив, птицы, совершающие перелеты в вечерние сумерки (например, дрозды), отклоняются к востоку: они летят под определенным углом к заходящему солнцу.
Конечно, теория, с которой мы сейчас вкратце познакомились, не доказана окончательно. Есть еще немало неясных и спорных вопросов. Непонятно, например, как могут ориентироваться по солнцу птицы, пересекающие во время перелетов экватор.
Можно, однако, считать твердо установленным, что в определенных условиях многие устремляющиеся в далекий путь птицы избирают солнце в качестве главного ориентира.