западном родственнике жалобного козодоя, которого мне тогда случалось слышать в Мэне): «Впервые я услышал крик белогорлого козодоя в диком каньоне в горах Нью-Мехико. Мы с археологом Чарльзом Люмисом стояли лагерем в давно уже затихшем навсегда селении горных индейцев, высоко в населенных призраками туфовых скалах возле развалин Чуон-йи. Была беззвучная летняя ночь, ярко блестела луна. Пейзаж производил самое сильное впечатление, а когда с той стороны каньона по воздуху внезапно пронесся крик “пуу-уилл, пуу-уилл”[30], показалось, что это заговорили духи». Далее Пирсон сообщает, что белогорлый козодой – птица длиной около 18 сантиметров, ведет строго ночной образ жизни и, как и другие козодои (Caprimulgidae), охотится только на летающих насекомых. Из этого он вполне логично заключает, что «эти птицы с наступлением зимы перемещаются на юг».
Мы судим о том, что возможно, а что нет, по собственному опыту, и научные открытия принимаем постепенно, по одному случаю в опыте за раз. Точно так же, как на рубеже XX века из опыта все еще предстояло многое узнать о белогорлом козодое, сегодня многое неизвестно о корольках. Одним из случаев, которые уже после выхода книги Пирсона существенно расширили наши представления о физиологических границах возможного для птиц, стало удивительное открытие Эдмунда Йегера, сделанное зимой 1946/47 года в горной цепи Чаквелла в калифорнийской пустыне Колорадо (Jaeger, 1948). Оказалось, что белогорлый козодой, которого индейцы хопи прозвали «спящим», проводит зиму в гибернации, а не улетает на юг. Индейцам навахо также знакомы эти птицы, и, когда Йегер спросил знакомого мальчика навахо, где они проводят зиму, тот ответил: «Наверху, среди скал».
И действительно, на гранитном уступе в укромной нише лежал белогорлый козодой, на вид мертвый. Но внешность обманчива. Когда Йегер взял птицу в руки, она зашевелилась, полностью вернулась к жизни и улетела[31]. В следующем, 1947 году, в конце ноября, Йегер снова нашел козодоя в коматозном состоянии – может быть, того же самого – на том же месте. Ученый приходил посмотреть на птицу еженедельно, и та все время казалась мертвой. Но когда в эту зиму он навестил ее в последний раз, 22 февраля 1948 года, то, как только козодоя вынули из укрытия, тот немедленно выпорхнул из рук ученого. Согласно расчетам Йегера, птица должна была находиться в подобном коме оцепенении около 85 дней, в то время, когда в пустыне Колорадо не было или было очень мало летающих насекомых. Вечером 22 февраля Йегер впервые увидел множество насекомых, которые летели на его костер и на свет фар его машины.
За предыдущие 85 дней Йегер пять раз по утрам измерял внутреннюю температуру тела птицы, вставляя термометр в клоаку. Согласно измерениям, температура внутри тела колебалась примерно на уровне температуры воздуха, как обычно бывает у мертвых животных. Ученому не удалось найти сердцебиение с помощью медицинского стетоскопа и разглядеть сопряженные с дыханием движения грудной клетки. Когда перед ноздрями птицы подержали холодное зеркало, на нем не осталось влаги. Совершенно никакой реакции не вызвал луч фонарика, в течение минуты светивший в правый глаз птицы (почти полностью открытый). Йегер заключил: «Я считаю это доказательством того, что птица находилась в состоянии исключительно низкого метаболизма, сродном спячке, которую можно наблюдать у млекопитающих, если не идентичном ей» (Jaeger, 1949. P. 106).
Чтобы понять, возвращается ли птица каждую зиму на одно и то же место, Йегер надел на нее алюминиевое кольцо Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США. К радости исследователя, зимой 1948/49 года птица вернулась зимовать на свое место на гранитной скале. Она пережила сильный ноябрьский шторм с мокрым снегом и градом, после которого земля сутки была покрыта слоем льда, и температуру около 0 °C.
Учитывая то, что уже знали индейцы хопи и навахо, нельзя безоговорочно считать, что Йегер совершил открытие. Но его сообщения удивили специалистов по физиологической экологии не меньше, чем если бы он подтвердил старую байку о ласточках, которые зимуют в иле. Две его статьи повлекли за собой шквал лабораторных исследований: теперь в научной литературе описано 15 работ, выполненных на белогорлом козодое и родственных ему видах. Эти исследования дополняют оригинальную публикацию Йегера и, пожалуй, требуют несколько пересмотреть ее (впрочем, не сильно). Ученые подтвердили, что температура тела козодоя в оцепенении действительно практически соответствует температуре воздуха (Howell, Bartholomew, 1959). Птицы могут спонтанно выходить из оцепенения при температуре тела и воздуха всего 6 °C, хотя это может занять несколько часов (Ligon, 1970). Однако при такой низкой температуре воздуха физиологическая способность пробуждаться используется редко (Howell, Bartholomew, 1959), вероятно, потому, что птице пришлось бы потратить на это слишком много времени и энергии (и она мало что получила бы, поскольку вокруг не было бы летающих насекомых, которых она могла бы ловить).
При температуре около 0 °C белогорлый козодой выйти из оцепенения не может, но может такую низкую температуру тела и воздуха пережить (Ligon, 1970). Это позволяет объяснить, как та птица, которую наблюдал Йегер, перенесла ледяной дождь при температуре около 0 °C или ниже. Однако я сомневаюсь, что его птицы провели 85 дней в оцепенении без перерыва. В неволе козодои регулярно входят в это состояние по ночам, но не остаются в нем дольше четырех дней за раз (Marshall, 1955). Поскольку Йегер всегда измерял температуру своей птицы между 10:20 и 11:30 утра, я не исключаю, что в какие-то теплые ночи его козодой мог согреваться, находить пищу, возвращаться в свое укрытие и к утру снова впадать в оцепенение. Другие козодоевые, например перелетный североамериканский козодой, не так легко впадают в оцепенение по ночам (Lasiewski, Dawson, 1964), вероятно, потому, что вместо этого улетают прочь от холодной погоды.
Лавина исследований, последовавшая за работой Йегера, показала, что модель поведения, характерная для американского белогорлого козодоя, лишь немного отличается от моделей, которые были позже зафиксированы у бессчетного числа других видов птиц. В первую очередь белогорлого козодоя отличает то, что иногда он остается в оцепенении несколько дней подряд, не разогреваясь и тем самым показывая, что физиологической разницы между зимней спячкой и однодневным оцепенением нет.
Чем меньше размер тела, тем быстрее оно склонно остывать по физическим причинам и тем выгоднее ему оставаться охлажденным с точки зрения энергетических затрат. Животное размером с рябчика вряд ли даст себе остыть достаточно, чтобы ночью впасть в оцепенение, но самые мелкие птицы и млекопитающие, весом всего около 3 граммов, включая колибри, некоторых рукокрылых, отдельных мышеобразных млекопитающих и эндотермных насекомых, делают это регулярно, активно и используют как адаптивную реакцию. Они впадают в оцепенение каждый день. Прекращая дрожать по окончании ежедневного (или еженощного) периода активности, некоторые из них за считаные минуты охлаждаются до температуры окружающей среды. Тогда их можно взять в руки, и, поскольку кажется, что они мертвы или умирают, люди часто так и думают. Однако, когда через полдня (или полночи) животное будет готово вернуться в активное состояние, оно начнет дрожать и резко разогреется. Через несколько минут оно будет активно, как прежде. Мелкие воробьинообразные весом более 50 граммов ночью обычно не впадают в полное оцепенение, но сохраняют хотя бы часть энергии благодаря снижению температуры тела на несколько градусов Цельсия.
Об оцепенении как возможном способе беречь энергию мало что было известно до 1950-х, когда Джон Стин (1958) исследовал в Норвегии метаболизм синицевых и пяти распространенных видов вьюрковых, которых отловил в одну и ту же зиму возле своей лаборатории в окрестностях Осло. Ночью птицы теряли меньше тепла, поскольку сидели нахохлившись, похожие на шарик, – для этого они засовывали головку в перья на спине, – но при этом они также вырабатывали меньше тепла благодаря пониженной температуре тела. Однако, если вокруг было много пищи, птицы поддерживали по ночам нормальную температуру, часто постоянно дрожа прямо во сне.
Оцепенение той или иной степени широко известно как стратегия сохранения энергии, к которой прибегают многие зимующие в Северной Америке птицы. Никакая другая птица в этом регионе не исследована в данном отношении так тщательно, как черношапочная гаичка (Parus atricapillus), которая к тому же очень хорошо знакома многим людям. Она весит от 10 до 12 граммов, всю зиму клюет подсолнечные семечки в кормушках, и ни одна прогулка в заснеженном зимнем лесу не будет полной, пока вы не столкнетесь с семейкой этих маленьких, любопытных ручных птичек в поисках пищи. Они в любой мороз сохраняют активность целый день. На Аляске пик работ по накоплению запасов у них приходится на ноябрь (Kessel, 1976), как и у других синицевых (Nakamura, Wako, 1988). То, как черношапочные гаички поддерживают энергетический баланс без пищи долгими холодными ночами, тем не менее оставалось загадкой, пока исследование на этих птицах не провела в начале 1970-х в Корнелльском университете Сьюзен Бадд Чаплин.
Чаплин изучала черношапочных гаичек в бассейне озера Кейюга в штате Нью-Йорк и сосредоточилась на самом остром периоде с точки зрения выживания на холоде: на зимних ночах. Сначала она измеряла расход энергии у птиц в дневное время, когда те, оставаясь активными, поддерживали нормальную температуру тела на уровне 42 °C при температуре воздуха 0 °C и 30 °C. Исследовательница регистрировала уровень расхода энергии (потребления кислорода), поместив птиц в герметичное помещение с постоянной температурой в лаборатории. Подобно всем остальным гомойотермным животным (поддерживающим постоянную высокую температуру тела), при низкой температуре воздуха гаички, как и следовало ожидать, демонстрировали быстрый метаболизм, призванный компенсировать высокую теплопотерю. Зная продолжительность ночи, Чаплин вычислила, сколько калорий птице нужно запасти, чтобы оставаться согретой в ночное время, а затем сравнила этот показатель с количеством калорий в жировых запасах в теле птиц.