[95].
Механизм определения кошкой силы тяжести больше всего поражает, когда она либо намеренно прыгает, либо случайно соскальзывает и падает. Меньше, чем через десятую долю секунды после того, как все четыре лапы потеряют контакт с поверхностью, органы равновесия чувствуют, где находится голова, и рефлексы заставляют шею кошки поворачиваться так, что она получает возможность смотреть вниз, в ту сторону, куда приземлится. Другие рефлексы заставляют повернуться сначала передние лапы, а затем задние — таким образом, чтобы они были направлены вниз. Всё это происходит в воздухе, где кошке не за что зацепиться. Пока передние лапы вращаются, они подтянуты к животу, что сокращает вращательный момент, при этом задние лапы остаются вытянутыми. Затем на какое-то короткое время передние лапы вытягиваются, а задние подтягиваются к телу (см. таблицу ниже). Фигуристы используют тот же самый принцип, чтобы ускорить или замедлить вращение за счёт того, что прижимают к телу или вытягивают руки или свободную ногу. Кошка тоже ненадолго выгибает свою гибкую спину во время вращения, что предотвращает дальнейший поворот её задней части и останавливает поворот передней[96]. И, наконец, все четыре лапы вытягиваются, готовясь к приземлению, а спина при этом выгибается, смягчая толчок при соприкосновении с землёй.
Пока в воздухе происходит этот сложный балет, кошка уже может пролететь 3 м. Поэтому при падении с маленькой высоты кошка может получить не менее, а иногда и более серьёзные повреждения, чем при падении с большой высоты, если ей не хватило времени, чтобы подготовиться к приземлению. Если кошка падает с высотного здания или высокого дерева, она пользуется ещё одним доступным ей приёмом — «эффектом парашюта» (за счёт вытягивания всех четырёх лап в стороны), а нужную позицию принимает за минуту до приземления. Лабораторные эксперименты показали, что это ограничивает скорость падения до максимальных 85 км/час. Данная тактика, очевидно, помогает отдельным кошкам отделываться лишь небольшими травмами после падения с высотных зданий.
Поворот тела кошки во время падения
Обоняние
Как и собаки, кошки полагаются в основном на своё обоняние. И чувство равновесия, и слух, и ночное видение у кошек превосходят наши. Но органы обоняния у кошек работают ещё лучше. Всем известно, что у собак превосходные носы — то, что использовали люди на протяжении тысячелетий. И эта их гордость частично заключена в крупных обонятельных луковицах — той части мозга, где запахи анализируются в первую очередь. В соответствии с их размером обонятельные луковицы у кошек меньше, чем у собак, и всё равно они значительно крупнее, чем наши. Хотя учёные ещё не исследовали органы обоняния у кошек так же тщательно, как у собак, у нас нет оснований полагать, что обоняние у кошек намного менее острое. Но оно, несомненно, намного лучше, чем у нас.
Как и у собак, у кошек в примерно в пять раз больше, чем у нас, участков внутренней поверхности носа, которые чувствительны к запахам. На самом деле, именно Homo sapiens фактически является неполноценным в этом смысле. В процессе эволюции наших предков-приматов мы, похоже, обменяли большую часть наших обонятельных способностей на преимущества трёхцветного зрения, которое, как полагают учёные-эволюционисты, позволили нам отличать красные спелые плоды и нежно-розовые листья от менее питательных зелёных стеблей. Чувство обоняния у кошек в целом типично для млекопитающих, а у собак оно более острое. Как и у большинства млекопитающих, у кошек воздух, попадающий в нос, сначала очищается, увлажняется и при необходимости согревается, когда проходит над слизистой оболочкой, покрывающей лабиринт решётчатых раковин, внутри которых обонятельный эпителий извлекает и расшифровывает запах. Так как в отличие от собак кошкам не нужно преследовать добычу на длинные расстояния, решётчатые раковины у них не особенно крупные. Собаки должны принюхиваться и бежать одновременно, и пока они это делают, их обонятельный эпителий рискует быть повреждённым пылью, сухим или холодным воздухом. Привычка кошек выжидать свою жертву создаёт намного меньше напряжения в «системе кондиционирования» их носа.
Нервные окончания, расположенные на обонятельном эпителии, ловят молекулы, составляющие запах. Нервные окончания слишком нежные, чтобы самостоятельно контактировать с воздухом, поэтому они покрыты защитной пленкой слизи, сквозь которую проходят молекулы. Но плёнка должна быть очень тонкой, иначе молекулы от потока воздуха будут двигаться к нервным окончаниям несколько секунд. И если бы так произошло, тогда бы информация, содержащаяся в запахе, устарела бы ещё до того, как кошка унюхала этот запах. Для обеспечения быстрой реакции слизь должна быть распределена очень тонко, поэтому нервные окончания периодически повреждаются — например, они могут высохнуть, оказавшись под воздействием потока воздуха. Таким образом, они обновляются раз в месяц. Другими концами обонятельные нервы связываются в пучки количеством от 10 до 100, чтобы передать информацию в мозг. У кошек несколько сотен видов обонятельных рецепторов, и информация появляется в тех из них, которых коснулся запах, проникший в полость носа. Каждый пучок состоит из нервов только с одним видом рецептора, чтобы усилить сигнал, не путая при этом содержащейся в нём информации. В мозге поступившая с разных рецепторов информация сравнивается, выстраивая полную картину данного запаха.
Система обоняния отличается от системы зрительной, где изображение выстраивается каждым отделом сетчатки, передающим эту информацию напрямую в мозг. Нос не создаёт «двухмерное» изображение, которое обеспечивают оба глаза. Когда кошка делает вдох, воздух так сильно закручивается в ноздрях, что вопрос, какая молекула запаха коснётся какого рецептора, дело случая. Не ясно даже, способны ли кошки разобраться в слегка разных количествах запаха, попадающего в левую и правую ноздрю.
Кошки, вероятно, могут различать много тысяч различных запахов, поэтому у них не бывает одного рецептора, отвечающего за каждый отдельный запах. Скорее, они определяют характер каждого встретившегося им запаха по тому, на какой тип рецептора он воздействовал и насколько сильно по сравнению с другими типами. Хотя учёные пока не знают точно, каким образом полученная информация объединяется у всех видов млекопитающих, потенциальная разрешимая способность данной системы поражает. Представьте, наш мозг способен выдавать примерно миллион различных цветов всего тремя типами колбочек. Следовательно, несколько сотен обонятельных рецепторов должны обладать способностью различать миллиарды других запахов. Сложно сказать, получается ли у кошек то же самое. Мы даже не знаем точно, какое количество запахов способны различать наши собственные носы. Мы обладаем примерно 16 % тех типов рецепторов, которые есть у кошек. Таким образом, система обонятельных рецепторов у млекопитающих выглядит слишком усложнённой. Но наука пока не ответила на вопрос, для чего это нужно. Достаточно сказать, что кошки теоретически должны быть способны различать больше запахов, чем им может встретиться в жизни.
Учёным мало что известно о том, как кошки пользуются преимуществом такого нюха. Самую яркую реакцию кошка выдаёт на запах кошачьей мяты, но это, скорее, похоже на некое помрачение ума (см. фрагмент «Кошачья мята и другие возбуждающие средства» на с. 156). Об обонятельных способностях собак известно гораздо больше потому, что люди ценили собачий нюх по нескольким причинам: поиск дичи, выслеживание беглецов, обнаружение контрабанды — список можно продолжить. Если бы кошек можно было так же легко натренировать, как собак, мы бы, вероятно, удивились, узнав, что их производительность в этом деле близка к собачьей. Несколько минут беглого наблюдения за любой кошкой показывают, что кошка постоянно обнюхивает окружающее её пространство, подтверждая тот факт, что она уделяет первостепенное внимание запахам. Но как ни удивительно, первое научное исследование, посвящённое тому, как применяют кошки свои обонятельные способности во время охоты, было опубликовано только в 2010 г.[97]
Данное исследование показало, что кошки действительно обнаруживают добычу по своим запаховым меткам. Многие грызуны, на которых охотятся кошки, в особенности мыши, общаются друг с другом с помощью запаховых сигналов, содержащихся в их моче. И кошки, и мыши — млекопитающие, и их носы функционируют очень похоже, так что маловероятно, чтобы мыши умудрялись прятать свои метки так, что кошки не могли их обнаружить. Австралийские биологи подтвердили этот факт, собрав песок из клеток мышей и разложив его на земле по краям обочины. Почти ко всем участкам песка подходили хищники — в основном лисы, но были найдены также и следы одичавших кошек. При этом на чистом песке их не было. Исходя из имеющейся информации, было неясно, с каких расстояний приходили эти кошки, но возможно, что там фигурировали и существенные дистанции. То есть кошки, вероятно, шли против ветра, ориентируясь, скорее, на запахи, а не просто изучая участки песка из-за того, что они необычно выглядят. Мы знаем, что большинство собак охотится обычно, полагаясь на свой нюх, и они могут улавливать, а затем находить источники запахов, расположенные на расстоянии 100—150 м. При том, что кошки предпочитают полагаться на зрение, охотясь в дневное время, ночью, когда даже их чувствительное ночное видение ослабевает, они переключаются на органы обоняния.
Найти добычу по запаху может быть непросто. Запаховые метки редко указывают на текущее местонахождение животного, оставившего их — лишь на то место, где животное оставило эти метки несколькими часами ранее. В эксперименте с песком образцы мочи продолжали привлекать кошек ещё в течение минимум пары дней. Возможно, кошки, будучи выжидающими охотниками, пользуются запаховыми метками, чтобы понять, привлекут ли они других представителей данного вида, которые их оставили. Мыши метят землю мочой, оставляя другим мышам большое количество полезной информации о себе. Таким образом, то животное, которое оставило метку, не рискует так сильно, как другие представители этого же вида, что объявляются там с целью изучить метку.
Запахи могут также распространяться из исходных источников самым непредсказуемым образом. Мы интуитивно знаем, что свет распространяется по прямой, а не огибая препятствия, которые встречаются у него на пути, а звук идёт во всех направлениях, в том числе вокруг препятствий. Учитывая, что мы мало полагаемся на запахи в том, что касается важной информации, нельзя делать быстрых выводов относительно того, с какими проблемами сталкиваются животные, определяя местонахождение источника запаха. Конечно, уличные запахи быстро улетучиваются — по ветру, но не против ветра, но воздушные потоки, идущие близко к земле, обычно очень насыщенные. Несмотря на то, что ветер может дуть в устойчивом направлении в нескольких метрах над землей, трение, возникающее при контакте с землей и, особенно, с растительностью, разбивает его на завихрения различных размеров. Эти завихрения уносят «карманы» запаха от его источника, так что до кошки, находящейся где-то с подветренной стороны от гнезда мыши, дойдут прерывистые волны её запаха.
Определение источника этого запаха, особенно в густой траве, потребует кропотливого выслеживания и, возможно, поиска с возвратами. Когда кошка обнаружит источник запаха, она теоретически может сообразить расположиться с подветренной стороны от мышиного гнезда, чтобы та не смогла почувствовать запаха самой кошки, и потом уже ждать появления мыши. В то время как метод выжидания, которым пользуются кошки в процессе охоты, является научно подтверждённым фактом, нам не известно, выбирают ли кошки для осмотра традиционно подветренные стороны, к примеру, живых изгородей, чтобы не выдать своё собственное присутствие. Но легко предположить, что столь хитрый хищник, как кошка, способен быстро изучить подобную тактику, даже если она действует, не руководствуясь инстинктами.
Пара трубок — носонёбных каналов — отходят от нёба кошки, прямо позади верхних резцов, вверх к ноздрям. А где-то посередине каждого из этих каналов расположена капсула — непосредственно сам вомероназальный орган, заполненный химическими рецепторами. В отличие от носа, весь ВНО наполнен жидкостью, поэтому, чтобы кошка могла определить запахи, они должны раствориться в слюне. Более того, протоки, соединяющие ВНО с каналами, в ширину составляют всего 0,025 мм. Они настолько тонкие, что запахи должны вкачиваться и выкачиваться из капсул с помощью определённой группы крошечных мышц[99]. Это позволяет кошке чётко контролировать, когда она расходует ВНО, в отличие от носа, который автоматически получает запах каждый раз, когда кошка делает вдох. Таким образом, ВНО объединяет в себе функции наших органов обоняния и вкуса. Чтобы оценить, как кошки пользуются этим своим даром, человеку нужно обладать очень хорошим воображением. Этот процесс выглядит довольно необычно: кошки слегка приподнимают верхнюю губу, обнажая верхние зубы, пасть при этом чуть приоткрыта. Такая поза обычно сохраняется в течение нескольких секунд, когда она демонстрирует реакцию зевания, или «реакцию Флемена». Учёные полагают, что в эти секунды язык вжимает слюну в каналы, откуда закачивающий механизм доставляет её к ВНО.
Кошки демонстрируют реакцию Флемена исключительно при социальных контактах, то есть они пользуются своим ВНО, чтобы определять запахи других кошек[100]. Самцы проделывают это, обнюхав метки мочи, оставленные самками, в том числе во время ухаживания. А самки делают то же самое с метками, оставленными самцами, хотя обычно без их присутствия.
Кошачий ВНО способен, вероятно, определять и анализировать широкий спектр различных «запахов», так как он содержит по меньшей мере тридцать разных видов рецепторов — больше, чем собачий (у собак их девять). Эти рецепторы отличаются от тех, что расположены в носу. Нервы, идущие от ВНО, несут импульсы во вспомогательную обонятельную луковицу, откуда они следуют напрямую в подкорковые области мозга.
Зачем большинству млекопитающих нужны две обонятельные системы? Зависит от конкретного вида. У мышей очень сложные ВНО, включающие несколько сотен типов рецепторов и два отдельных канала связи со вспомогательной обонятельной луковицей, а не один, как у кошек. Пахучие вещества, которые улавливают мыши, регулируют процесс их воспроизводства, а также помогают отличить каждую вторую живущую по соседству мышь по её уникальному запаховому «отпечатку». У многих видов часть запаховой коммуникации осуществляется через ВНО, а часть — через нос. Например, у кроликов в химической коммуникации между взрослыми особями задействован ВНО. Но запах матери, который стимулирует их сосать её, улавливается носами. Баланс между двумя этими системами может меняться, когда животное взрослеет: у морских свинок ВНО и нос работают в тандеме в первый сезон их размножения, но на следующий год им будет достаточно уже одного носа. Хотя кошек не изучали столь подробно, вполне возможно, что они интерпретируют «обонятельную» информацию, используя похожий гибкий подход.
Если допустить, что ВНО в первую очередь предназначен для анализа запахов других представителей данного вида, тогда тот факт, что собаки в целом более общительные животные, чем кошки, противоречит тому, что их ВНО меньше способны различать. Собаки, произошедшие от социальных предков, общаются с другими собаками в основном «лицом к лицу», а значит, пользуются визуальными подсказками, чтобы понять, какая собака перед ними и что она собирается сделать. Следовательно, к ВНО они могут прибегать не так уж часто.
Одинокие предки домашней кошки лишь изредка имели возможность встретиться друг с другом. Исключение составляют самцы, когда они ухаживают за самками, и самки, взаимодействующие со своими помётами в течение нескольких месяцев. В естественных условиях большая часть социальной жизни кошек осуществлялась, скорее всего, через запаховые метки, причём другая кошка могла унюхать эти запахи спустя несколько дней, а иногда и несколько недель. Так как дикие кошки редко встречаются с представителями своего вида, то любая информация, полученная с помощью этих запаховых меток, является ключевой для принятия решения, в случае, если они всё-таки встретятся друг с другом. Что касается выживания потомства, то для самки ещё более важным является возможность оценить различных претендентов на отцовство, которых, в свою очередь, привлекает запах самки, меняющийся к началу сезона спаривания. К тому моменту она уже может получить полезную информацию о каждом из них, обнюхав оставленные ими на её территории метки. Когда она в итоге встретится с ними, данная информация дополнит визуальную информацию об их физическом состоянии и поведении. Кроме того, кошка может распознать среди этих самцов своих родственников (например, своего сына, который ушёл бродить в другие места и вдруг вернулся спустя несколько лет), чтобы избежать инбридинга. Учёные ещё не изучили эти взаимодействия у кошек, но известно, что подобное случается у других видов.
Чувство обоняния у кошек эволюционировало не только для максимальной адаптации к охоте, но также и по социальным причинам. До начала процесса одомашнивания успешная охота имела жизненно важное значение для любой кошки. Однако сама по себе охота не может гарантировать сохранение генов каждой конкретной кошки, здесь также требуется эффективная стратегия спаривания. Каждая самка пытается выбрать лучшего самца каждый раз, когда она спаривается, чтобы её гены унаследовали последующие поколения. В идеале она должна попытаться сделать долгосрочный прогноз, оценив не только вероятность выживания своего потомства, но также насколько успешными они будут, когда сами станут достаточно старыми для размножения. Если она выберет самого сильного и самого здорового самца для спаривания, тогда её котята мужского пола тоже будут сильными и здоровыми во взрослом возрасте. Конечно же, она способна сделать вывод, основываясь на внешности своих кандидатов, но помимо этого их запах может подсказать ей более верное решение относительно здоровья самцов. Таким образом, чувство обоняния способно дать ей дополнительную информацию по столь важному вопросу.
Большую часть запахов, имеющих социальное значение, кошки, вероятно, воспринимают, используя одновременно нос и ВНО. И если обе системы могут понадобиться, когда определённый запах встречается в первый раз (например, когда молодой самец в первый раз определяет самку в период течки), то в последующие разы будет задействовано что-то одно: мозг, предположительно, извлекает воспоминания о предыдущих встречах, заполняя, таким образом, недостающую информацию.
Как и собаки, кошки уделяют большое внимание запаховым меткам, оставленным другими кошками, как в моче, так и при трении о выступающие части предметов железами, расположенными вокруг рта. На морде у кошки расположены многочисленные выделяющие запах железы: под подбородком, по углам рта и под участками с редкой шерстью между глазом и ухом, в то время как само наружное ухо производит отдельный характерный запах. Нам мало известно о том, как кошки пользуются этими запаховыми метками, но они, несомненно, проявляют интерес к запахам других кошек. Так, к примеру, самцы способны различать запахи самок в различные стадии их течки, основываясь исключительно на характере выделений их лицевых желез. Каждая железа вырабатывает уникальную смесь химических веществ, часть которых даже используется для производства препаратов, способствующих уменьшению стресса у беспокойных кошек[101].
Кошка демонстрирует реакцию Флеймена — использует свой ВНО, чтобы обнаружить запах другой кошки, оставившей метку на ветке
Если не брать во внимание социальную функцию ВНО, то все другие органы чувств у кошек настроены исключительно на охотничий образ жизни. Причём в их распоряжении целый арсенал средств: кошки способны находить добычу визуально (их глаза одинаково эффективно функционируют при слабом освещении на рассвете и в сумерках), на слух (улавливая писк высоких тонов и шорохи) или с помощью обоняния (определяя запахи грызунов по их меткам). Когда кошка подбирается к добыче, то её исключительное чувство равновесия и чувствительные волоски на щеках и коленях позволяют ей сделать это максимально тихо и незаметно. Во время прыжка усы на морде кошки наклоняются вперёд, действуя, как коротковолновый радар, благодаря которому её пасть и зубы точно попадают в конкретную точку тела жертвы, нанося ей смертельный укус. Кошки эволюционировали, как охотники, и процесс одомашнивания здесь мало что изменил.
Ощущения кошки при этом — лишь половина истории. Её мозг должен разобраться в огромном количестве информации, которую поставляют глаза, уши, органы равновесия, нос и усы, а затем запустить её в действие. К примеру, скорректировать равновесие кошки, крадущейся по краю забора и выжидающей нужный момент для прыжка на мышь, либо помочь ей обнаружить во дворе запахи других кошек, побывавших там накануне ночью. Абсолютно весь объём информации, который выдаёт каждый орган чувств, фильтруется каждую секунду. Данный процесс можно сравнить с обширными хранилищами информации, что выводится на телеэкраны и мониторы в штаб-квартире НАСА во время запуска космического корабля: важна буквально каждая секунда транслирования, и только очень опытный наблюдатель знает, что в данный момент следует отсматривать, а что можно оставить без внимания. К сожалению, в настоящее время нам намного меньше известно о том, как обрабатывается информация, получаемая органами чувств, чем о том, как она генерируется.
Размер и устройство мозга кошки могут дать нам подсказки касательно их жизненных приоритетов. Исходная форма кошачьего мозга, как видно по форме черепа, эволюционировала минимум 5 000 000 лет назад. Некоторые части мозга, особенно мозжечок, активно обрабатывают информацию, связанную с равновесием и движением. И хотя нам всем известны случаи, когда кошки забирались на верхушки деревьев и не могли оттуда слезть, проблема здесь не в их уме или чувстве равновесия, а больше в том, что все когти у них направлены вперёд, поэтому при спуске они не могут использовать их как фиксаторы. У кошек хорошо развита та часть кортекса, которая ответственна за слух, так же как и обонятельные луковицы.
У кошек, в отличие от большинства других социальных представителей плотоядных, таких как волк и гиеновая собака, не столь хорошо развиты те части мозга, которые важны для регулирования социальных взаимодействий. Это неудивительно, учитывая одинокий образ жизни ближайших предков домашней кошки. Тем не менее, домашние кошки замечательно адаптируются к своему социальному окружению. Часть из них глубоко привязывается к людям, другие остаются жить в кошачьей колонии, и их единственное взаимодействие с людьми состоит в том, что они убегают и прячутся. Однажды сделанный, этот выбор уже не меняется, так как происходит в период социализации кошки. Кошки как вид способны адаптироваться к ряду различных социальных условий, но отдельные кошки обычно не могут. Недостаточная гибкость в данном вопросе, вероятно, определяет в конечном итоге строение их мозга, в частности, тех его частей, которые обрабатывают социальную информацию. Науке ещё предстоит раскрыть факторы, скрывающиеся за этими ограничениями, в результате которых современные кошки имеют ограниченный выбор, сталкиваясь с изменениями в их социальной среде.
КОШАЧЬЯ МЯТА И ДРУГИЕ ВОЗБУЖДАЮЩИЕ СРЕДСТВА
Учёные пока ещё не поняли, почему кошки так остро реагируют на кошачью мяту — традиционный компонент кошачьих игрушек. Причём не все кошки реагируют на неё. Только один ген ответственен за то, будет ли кошка реагировать на этот препарат или нет. У многих кошек, примерно у одной из трёх, обе копии этого гена являются дефектными, что не оказывает заметного влияния на поведение или общее здоровье кошки.
Поведение кошки, понюхавшей кошачью мяту,— это причудливая смесь игры, процесса еды и женского сексуального поведения, и не важно, самец это или самка. Поначалу кошка может играть с игрушкой, посыпанной кошачьей мятой, словно она воспринимает её как маленькую добычу, но потом следуют приступы явно экстатического состояния, когда животное трётся мордочкой и катается по полу, что напоминает поведение самки в сезон спаривания. У большинства кошек также текут слюни, и они пытаются лизать кошачью мяту. Данное поведение может продолжаться несколько минут, пока кошка не придёт в себя и не удалится из комнаты. Но если оставить игрушку на том же месте, кошка может повторить всё в той же последовательности, хоть и с меньшей интенсивностью, двадцать-тридцать минут спустя.
Есть ещё несколько растений, которые запускают похожую реакцию. Это, в частности, актинидия полигамная, или серебряная лоза, и корни лианы киви, которая, несмотря на своё название, была завезена из южного Китая. В 1970‑е об этих корнях узнали первые французские садоводы, занимавшиеся выращиванием киви. К своему прискорбию, они обнаружили, что кошки выкапывали и жевали всходы лианы киви. Все три растения содержат похожие ароматические вещества, которые предположительно ответственны за кошачью реакцию.
По воле эволюционного случая эти вещества стали воздействовать на кошачий нос, запуская в мозге нейронные цепи, которые при обычных условиях не активизировались бы одновременно. Этот процесс происходит в обход нормальных механизмов, которые бы не дали кошке выполнить два несовместимых действия сразу. Во время приступов забытья, вызванных кошачьей мятой, кошки, похоже, становятся незащищёнными и открытыми для нападения. А так как они предположительно не получают никакой долгосрочной выгоды от подобного опыта, процесс эволюции должен был бы «стереть» соответствующий ген. Большинство видов кошачьего семейства, от львов до домашних кошек, реагирует на эти растения одинаково, так что этот ген, вероятно, эволюционировал несколько миллионов лет назад. Почему так произошло, пока остаётся тайной.
Кошка катается по кошачьей мяте