А вот еще одна гипотеза, пожалуй, самая простая из приведенных, но тем не менее ни в коей мере не лишенная смысла, — гипотеза наследуемости навигационных способностей. И подтверждается она в какой-то мере некоторыми парадоксальными направлениями, которые избирают птицы при перелетах. Почему, например, водоплавающие птицы летят через безводные пески Сахары? Вероятно, когда-то, может быть, в четвертичный период, проходила через эти места цепь водоемов, которые постепенно высыхали. И когда водоемы исчезли совсем, птицы по традиции продолжали — и по сей день продолжают — летать в том же направлении. Может быть, это инстинкт заставляет их летать "неудобными" безводными путями? Но, как установили ученые, надеяться на постоянство птичьих привычек особенно не приходится. Был проведен такой оригинальный опыт. Дикие утки, обитающие в Англии, ведут оседлый образ жизни. Утки же, обитающие в Финляндии, перелетают зимой на запад Средиземного моря. Орнитолог взял яйца английских оседлых птиц и подложил их к сестрам на Карельском перешейке, в Финляндии. Там из них вылупились утята, ставшие почти домашними. Однажды, спустя месяц после отлета "финских" уток на юг, в небо поднялись утки, вылупившиеся из "английских" яиц. Эти окольцованные птицы летели над теми же краями, которые обычно пересекают утки из Финляндии, и добрались до места зимовки своих приемных родителей. Весной следующего года большинство "англичан" вернулось в Финляндию, где они родились, причем ни одна из 86 окольцованных уток в Англии не появилась. Так "инстинкт" оказался сломанным в течение одного поколения — птицы стали жить по законам новой для них родины. Но почему же все-таки птицы летят именно над Сахарой? Может быть, в природе и не существует других путей для миграции? Или по советам дедушек или бабушек? Или потому, что нет вблизи водоемов, которые заставляли бы птиц изменить свой путь? Подлинная головоломка! Играет ли все же свою роль наследственность в механизме биологической навигации? "И да, и нет!" — отвечает, например, на это известный немецкий исследователь пчел профессор Карл фон Фриш. "Нет" — это, по всей вероятности, относится к выбору конкретного маршрута перелета. Но сама способность выбирать... Выбирать тот или иной маршрут, а затем неуклонно его придерживаться... Безусловно, к этому пернатые предрасположены. Иначе и не может быть. Это дается им от рождения, заложено самой природой... Но что же все-таки "это" и где оно скрыто? Как много различных гипотез относительно навигационного механизма у птиц: "магнитная" "тепловая", "инерциальная", "наследственная"... И ни одна из них еще не опровергнута, да, пожалуй, и не может быть полностью опровергнута: ведь все они, хотя бы в чем-нибудь, да верны. Но беда всех гипотез в том, что они объясняют или могут объяснить некоторые второстепенные факторы механизма ориентации. А где же главные пружины этого таинственного механизма? Пока они скрыты от нас, хотя и чувствуется, что разгадка великой тайны ориентации где-то совсем рядом... Ведь, безусловно, какие-то элементы внешней среды должны помогать птицам при выборе определенного направления во время перелетов. Что-то во внешнем мире обязательно должно быть связано с этим направлением, как правило, северным — весной и южным — осенью. И если поставить себя на место птицы, то трудно представить, как можно найти дорогу без специальных приборов. И, пожалуй, мало при этом иметь какой-нибудь внешний ориентир. Он был бы бесполезен, если бы у птиц не было соответствующих рецепторов.
Рис. 3. Голова птицы с удаленными Оперением, кожей и частью глазного яблока (по Д. Гриффину). Обратить внимание на величину глаз у птицы
И вот здесь и возникает счастливая идея обратиться к изучению сенсорных аппаратов пернатых — их органов чувств, о которых мы пока знаем, оказывается, слишком мало, чтобы делать какие-либо категорические выводы. Начинается тщательное изучение органов чувств и нервной системы птиц в поисках той специализации, которая могла бы быть связана со способностью птиц совершать дальние перелеты. Осязание было исключено из рассмотрения сразу же. Затем было показано, что обоняние у птиц развито чрезвычайно слабо, примером чему может служить, например, виргинский филин, который охотно поедает скунсов, несмотря на отвратительный запах, издаваемый ими. Многие птицы превосходно слышат, а также способны воспринимать даже очень слабые колебания почвы или предмета, на котором они сидят. Ну и, наконец, зрение птиц. Сразу же привлекает внимание то, что глаза у птиц очень велики относительно общих размеров головы (рис. 3). Поле зрения глаза у птиц втрое больше, чем у человека. К тому же, в отличие от человека, оба зрительных анализатора действуют у птиц независимо. Благодаря боковому расположению глаз общее поле зрения у них достигает 300°! Это уже в шесть раз больше, чем у человека, неспособного независимо воспринимать объекты каждым глазом в отдельности; напомним, что участком наиболее острого зрения является так называемое желтое пятно. В глазу человека имеется только одно такое пятно, в глазу птиц их по два, а у некоторых видов, даже по три. Напомним еще, что длинноволновые желтые и красные лучи дальше проникают сквозь туманную дымку, чем более коротковолновые зеленые и синие. Как известно, в инфракрасных лучах можно делать фотографические снимки и в темноте с расстояния в несколько километров. Возможно, что, обладая особой чувствительностью к такому излучению, птицы, летя над Средиземным морем, даже в туман или ночью могут с большой высоты видеть берег Африки. Один из исследователей попытался вычислить, как далеко способны видеть птицы в хорошую погоду при разной высоте полета. Оказалось, что уже с 200 м видимость превышает 50 км. А поднявшись под облака на 2000 м, птицы смогут увидеть все вокруг в радиусе 160 км. С такой высоты перепела, летящие из наших степей на зимовку, миновав Крым, уже вскоре могли бы разглядеть берега Турции.
Исходя из сказанного выше, можно предположить, как это сделал Гриффин в 1944 г., что ориентация птиц (а может быть, и не только птиц!) — процесс комплексный, в котором участвуют почти все органы чувств, а также какие-то другие, пока не до конца ясные нам механизмы (пожалуй, здесь будет уместно вспомнить и о гипотезах, изложенных выше). Владея таким совершенным способом передвижения, как полет, птицы, несомненно, "знают" гораздо больше нашего о свойствах воздушного океана и поверхности нашей планеты. Воздушные течения, изменения температуры и влажности, конфигурация материковых масс воды, различный характер облаков над различными поверхностями — все это, несомненно, снабжает летящую птицу многочисленными "ключами", помогающими ей ориентироваться. Например, одним из косвенных доказательств ориентации голубей по топографическим признакам может служить опыт Гриффина, который предсказал направление отлета голубей вдоль берега озера, похожего на озеро около их голубятни, хотя такой полет вел их в сторону, противоположную от дома. Интересно еще в том же плане отметить, что голуби из голубятен, расположенных в небольших населенных пунктах, при выпуске в незнакомом месте устремлялись вскоре после выпуска к окраине другого города, сходной с их родным домом.
Но достаточно ли всего этого для полного понимания природы навигационного механизма у птиц? А как же тогда можно объяснить ряд приведенных выше примеров замечательных перелетов, совершаемых крачками и аистами, ржанками и альбатросами?
Вот тут-то и вспомнили ученые об особенностях зрения птиц, дающих им вполне реальную возможность определять направление в полете не только по наземным ориентирам, но и по небесным светилам.
Самые первые упоминания о возможном использовании Солнца для навигации птиц относятся к 1906 г. (Шнайдер) и 1926 г. (Вахс). Однако только в начале 50-х годов были разработаны две довольно убедительные теории солнечной навигации пернатых. Автором одной из них был Густав Крамер из Вильгельмсгафена в Германии, тот самый Крамер, который в свое время так скептически отнесся к выдвинутой некоторыми исследователями гипотезе "электромагнитной чувствительности" птиц; другая теория была предложена Джоффри Мэтьюзом из Кембриджского университета в Англии.
Как известно, суть любой ориентации по Солнцу заключается в определении необходимого направления по положению Солнца в любое время дня. Чтобы добиться этого, люди после долгих поисков изобрели секстант и хронометр. Потом, пользуясь результатами наблюдений Солнца, человек должен выполнять сложные вычисления с помощью специальных таблиц, где учтены поправки к видимому положению небесного светила, которое меняется в зависимости от времени суток и года. А птицы, оказывается, проделывают это моментально, не имея даже низшего образования и не располагая никакими инструментами! Как же это им удается? Оказывается, у птиц есть свой хронометр, удивительные "внутренние часы", как назвал их Крамер.
Чтобы ориентироваться по Солнцу, нужно точно знать время дня. Естественной мерой времени являются сутки. Мы умеем делить их и на более мелкие отрезки времени, применяя часы. И птицы, оказывается, тоже могут каким-то образом вести счет времени. Экспериментируя, Крамер создавал для голубей и скворцов искусственные сутки. Молодых, только что вылупившихся из яиц птенцов помещали в большую клетку, закрытую от солнечного света. Пленники росли под искусственным солнцем — сильной электрической лампой, которая перемещалась так же, как и настоящее светило. Пока искусственное солнце двигалось строго синхронно с подлинным, "внутренние часы" птиц работали нормально. Выпущенные на волю пленники, никогда не видевшие настоящего Солнца, легко ориентировались по его положению на небе и находили дорогу к родному гнезду. Но часть птиц исследователь "обманул". Слегка ускорив движение лампы, озарявшей клетку, ученый как бы "укоротил" сутки. За стенками клетки Солнце совершало свой полный круговой путь за 24 час. А искусственное солнце — за 22 час. И размеренный ход "внутренних часов" у птиц оказался нарушенным. Они привыкли к новому ритму времени и, когда их освободили, стали ошибаться в выборе направления. Спешащие "внутренние часы" не давали им правильно определять поправку на смещение солнечного азимута. Ученый повторял свои опыты снова и снова, видоизменяя и варьируя их в деталях. Выводы были такими: птицы действительно ориентировались по положению Солнца, внося необходимые поправки по своим "внутренним часам". Крамеру даже удавалось заранее предсказать, насколько отклонится от правильного курса птица, выросшая под таким искусственным солнцем. Это зависело от величины сдвига искусственного суточного цикла по сравнению с природным. Сдвиг времени на 6 час заставлял птиц отклоняться от правильного направления на целых 90°, т. е. точно на