Что же это за "шестое чувство"? Какова связь между физическими процессами, происходящими в атмосфере и в толще морских глубин, и физиологическим восприятием живых организмов? Ведь человеку, чтобы предсказать изменение погоды, приближение шторма, надо получить сведения о метеорологических условиях на обширной территории[4] и по этой информации составить синоптическую карту, без анализа которой метеоролог не может предсказать изменение погоды. Что же служит "синоптической картой" для морских птиц, рыб и других морских организмов? Какие "приборы" и "приспособления" заблаговременно и абсолютно точно предупреждают их о приближении шторма или бури? Какие огромные перспективы повышения точности прогнозирования погоды открылись бы перед метеорологами, если бы бионикам удалось проникнуть в эту тайну!
Из многочисленных животных, обладающих неизвестными нам механизмам для прогнозирования погоды, бионики в качестве первого подопытного объекта избрали... медузу, которая, по многолетним наблюдениям, задолго до приближения шторма спешит укрыться в безопасные места литоральной зоны.
Как же такое простое животное, как медуза, узнает за много часов о приближении шторма? Оказывается, у медузы имеется инфраухо, оно позволяет ей улавливать недоступные слуху человека инфразвуковые колебания (частотой 8 — 13 гц), которые хорошо распространяются в воде и появляются на 10 — 15 час раньше шторма. Инфраухо медузы — это стебелек, оканчивающийся слуховой колбой — шаром с жидкостью, в которой плавают камешки, соприкасающиеся с нервным окончаниями. Первой воспринимает инфразвуковые колебания слуховая колба, наполненная жидкостью, затем эти колебания через камешки в пузырьке передаются нервам. Используя принцип действия "уха" медузы, сотрудники кафедры биофизики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова создали электронный аппарат — автоматический предсказатель бурь.
Рис. 1. Блок-схема прибора для предсказания штормов (искусственное 'ухо медузы')
Аппарат, имитирующий орган слуха медузы (рис. 1), состоит из рупора, улавливающего колебания воздуха частотой около 10 гц, резонатора, пропускающего именно эти частоты и отсеивающего случайные, пьезодатчика, превращающего пойманные сигналы в импульсы электрического тока, усилителя и измерительного прибора. Аппарат устанавливается на палубе корабля. Когда он включен, рупор медленно вращается, выискивая вокруг штормовые инфразвуки. При обнаружении их рупором особое устройство, действующее по принципу обратной связи, тотчас же останавливает движение рупора, указывая, откуда надвигается шторм. На капитанском мостике находится измерительный прибор и система указателей, оповещающая о наступлении шторма световым или звуковым сигналом.
Испытания показали, что описанный сигнализатор бурь позволяет определять наступление шторма за 15 час.
Более того, он указывает даже мощность надвигающегося шторма.
Многое сулит инструментальной метеорологии проводимое биониками изучение барометрических устройств, которыми обладают некоторые рыбы. Так, например, отшельник дна на глубине — сом перед грозой и ненастьем обязательно всплывает, пугая верховодок. Рыба голец в ясную погоду лежит на дне аквариума без движения, напоминая экспонат зоологического музея. Но вот голец начинает подавать признаки жизни. Виляя длинным телом, он снует вдоль стенок аквариума..., а через некоторое время небо затягивается облаками. А когда голец мечется по аквариуму вверх — вниз, вправо — влево и кажется, что целый клубок темных длинных тел заполнил банку, это значит, что скоро в окно забарабанят капли дождя. Такими живыми барометрами пользуются крестьяне в некоторых районах Китая. Надо сказать, что "предсказания" гольца более точны, чем прогнозы синоптиков: он ошибается только в 3 — 4 случаях из 100! Большой восприимчивостью к изменениям барометрического давления отличается и вьюн. Перед ненастьем эта рыба выходит на поверхность воды, она предугадывает изменение погоды за сутки. Наконец, идеальными барометрами служат красивые мелкие рыбки, обитающие в глубинах подводного царства у берегов Японии. Они заранее и совершенно безошибочно реагируют на малейшие изменения погоды, и за их поведением в аквариуме пристально следят капитаны белоснежных океанских лайнеров, отправляющихся в дальние рейсы, рыбаки и сельские жители прибрежных районов Страны Восходящего Солнца, чьи сады и посевы нередко страдают от штормов.
В чем же секрет умения маленьких обитателей аквариумов столь точно прогнозировать погоду? Как установили ученые, он заключается в оригинальном устройстве плавательного пузыря. Обычно этот орган выполняет у рыб функции гидростатического регулятора, помогая им удерживаться на той или иной глубине. У японских же рыбок плавательный пузырь выполняет еще одну исключительно важную функцию: он является высокочувствительным прибором, воспринимающим тончайшие перепады давления, измеряемые миллионными долями исходного. Не говоря уже о том, что эта чувствительность находится на пределе возможностей технических систем, очень ценно и другое — такой живой барометр чрезвычайно чувствителен к медленным колебаниям давления. Именно это и делает японских рыбок непревзойденными синоптиками, верными помощниками человека.
Чутко реагируют на предстоящие изменения погоды черви и медицинские пиявки. В хорошую погоду медицинские пиявки спокойны и, как правило, лежат на дне стеклянной банки или аквариума. Перед дождем пиявки начинают присасываться к стенкам банки и немного высовываться из воды. А перед грозой и сильным ветром они ведут себя крайне неспокойно: быстро плавают, извиваются, пытаются вылезти из воды и присосаться к стенкам сосуда выше уровня воды. Когда дождевые черви выползают на поверхность, это значит, что ясная сухая погода перейдет в неустойчивую с дождями и грозами.
Значительный интерес представляют для биоников раки и лягушки. Они несут "службу погоды" на берегу. Перед дождем раки выползают из воды на берег. Существует целый набор народных примет, связывающих поведение лягушек с переменой погоды. В сухую погоду они остаются в воде, в сырую — выходят на сушу. Лягушки по суше прыгают — к дождю. Лягушки расквакались — к непогоде. Лягушки квакают вечером с приятной трелью — к ясной погоде. Лягушки с вечера долго кричат — к хорошей погоде. Если же лягушки держатся на поверхности воды и квакают, выставляя мордочки наружу, — к ненастью. Лягушки турчат — на дождь, громко кричат — к вёдру, молчат — перед холодной погодой. У лягушки кожа серого цвета — к дождю; если кожа желтая, в ближайшее время установится вёдро. Зашумит река и закричит лягушка — будет дождь.
Чудесными синоптиками являются многие птицы. Постоянно находясь в атмосфере, непосредственно испытывая на себе воздействие всех происходящих в воздушном океане изменений, птицы в 'течение веков приобрели высокую чувствительность к изменению атмосферного давления, к уменьшению освещенности (тонкие прозрачные облака, ослабляющие солнечный свет, — предвестники ненастья), к скоплению в атмосфере электричества перед грозой и т. д. И что особенно важно — птицы реагируют на все метеорологические изменения заранее. Это находит отражение в их пении, криках, поведении и ежегодных сроках прилета. Наверное, каждый из вас слышал зяблика. Залихватским посвистом серебряного голоска только один певец — зяблик мастак поставить восклицательный знак — заключительный аккорд нежно-звучной, красивой и радостной своей песенки: "пиньк... пиньк... фить-фить-фить-фить... ля-ля-ля...". В другой раз услышите — и не узнаете: что случилось с зябликом? Совсем по-другому, без раската, тихо, монотонно цедит он: "рю-пинь-пинь-рю..." Птицеловы говорят: "Зяблик рюмит — к дождю". И это верно. Зяблик не обманывает. Иволга в солнечный день издает округлые звуки "фиу-лиу", напоминающие чистую мелодию флейты; перед ухудшением погоды крик иволги похож на кошачий визг. Жаворонки много и долго поют — сохранится ясная погода без осадков. Регулярное кукование кукушек указывает на установление теплой погоды и прекращение холодных утренников. Истошный крик в ясную погоду домоседов галок и ворон — верный признак дождя летом и осенью и снегопада зимой. Низко реют ласточки — к непогоде, высоко взвиваются — к вёдру. Воробьи собираются стаями на земле, купаются в пыли или в песке — к дождю. На дождь указывают и беспрерывно ныряющие, плещущиеся в воде утки. В пасмурное или туманное утро ток глухарей начинается и кончается позднее, чем обычно. Если хорошая погода через несколько дней должна смениться ненастной, то глухаря не услышишь. При токовании глухарей в ненастное утро можно быть уверенным в улучшении погоды. Белая трясогузка — признанный предвестник ледохода — всегда прилетает в канун вскрытия рек. Появление же стаек белых трясогузок в сухую осень предвещает наступление ненастной и дождливой погоды. Ранний отлет соек, синиц, сорок, ронж, свиристелей и других птиц в предосеннее время, как правило, предшествует похолоданию и изменению погоды.
Остро чувствуют атмосферные изменения и насекомые. "Паук, — писал Л. Н. Толстой, — делает паутину по погоде, какая есть и какая будет. Глядя на паутину, можно узнать, какая будет погода; если паук сидит, забившись в средине паутины, и не выходит — это к дождю. Если он выходит из гнезда и делает новые паутины, то это к погоде.
Как может паук знать вперед, какая будет погода? Чувства у паука так тонки, что когда в воздухе начинает только собираться сырость, и мы этой сырости не слышим, и для нас погода еще ясная, — для паука уже идет дождь".
О приближении дождя заблаговременно сигнализируют человеку муравьи и пчелы. Первые старательно закрывают входы в муравейник, вторые сидят в ульях и гудят. Мухи и осы перед ненастьем стремятся залететь в помещения или в кабины автомобилей. Хорошо "предчувствуют" грозу бабочки-крапивницы. Если в ясную погоду они ищут укрытия в защищенных от ветра местах, в пучках сухих веток, дуплах деревьев, то это значит, что через несколько часов можно ожидать грозы. Зато, если поздно вечером сильно трещат кузнечики, наутро наступит хороший день. Вьющиеся в воздухе столбом комары и мошки обычно тоже предвещают хорошую, ясную погоду. Некоторые насекомые позволяют нам предугадывать погоду и на более длительный срок. Чем выше к осени муравьиные кучи, тем суровее будет зима. На холодную зиму пчелы залепляют леток, оставляя в нем еле заметное отверстие, а к теплой зиме он остается открытым.