Странности эволюции. Увлекательная биология - Йорг Циттлау

Чтобы подкрепить свое утверждение о повышении температуры тела, Рундус устроил своим подопытным сусликам и сосновой змее, которая, в отличие от гремучей, не имеет тепловых рецепторов, очную ставку. Земляные зверьки не стали бить своим хвостом, а вместо этого издавали резкие звуки, чтобы предостеречь собратьев. Оказывается, они очень хорошо могут определять, от какого вида змей могут так защищаться. Прямо-таки гениальный ход сусликов! А для гремучих змей их поведение — настоящая проблема, поскольку эволюция не предложила им никакой иной стратегии. И, пожалуй, однажды им придется отказаться от этих земляных зверьков в своем рационе.

Птицы овладели воздушным пространством благодаря коварству

Прошло приблизительно 250 миллионов лет с тех пор, как маленькие динозавры превратились в птиц, чтобы захватить воздушное пространство. Это было умное решение: ящеры, как известно, вымерли, а вот птицы живут до сих пор. Нет ни одного континента, который бы не стал домом примерно для 10 тысяч известных видов птиц. В то время как другие представители фауны большей частью остаются для нас невидимыми, нам достаточно пройти всего несколько шагов до двери или окна, чтобы сразу сказать: птицы есть всегда и везде!

К захвату воздушного пространства они подошли невероятно творчески и с фантазией. Существуют элегантные планеры альбатросы, быстрые, как стрела, охотники ястребы-перепелятники, способные преодолевать без перерыва длинные дистанции веретенники и наконец, колибри, совершающие до 90 взмахов крыльев в секунду, умеющие не только зависать в воздухе, но и летать задом наперед.

Но некоторые птицы в процессе эволюции отказались от умения летать, так как для них более заманчивым стало кое-что иное. Но птицы, которые отказались от умения летать, заплатили за это высокую цену. Так, пингвины предпочли воду, не подумав, однако, о том, что для выведения потомства им необходимо будет возвращаться на сушу, а для птицы, похожей на подводную лодку, с обрубками вместо ног, это будет сложно и даже опасно для жизни. Другие птицы выросли до слишком больших размеров и пожелали ходить пешком, как, например, страус. Но, возможно, он уже пожалел о том, что не умеет летать. По отношению к объему тела африканская бегающая птица имеет меньшую поверхность, излучающую тепло, чем другие птицы. С одной стороны, это очень экономит энергию, с другой — приводит к тому, что ей иногда бывает настолько жарко, что она вынуждена охлаждать себе ноги собственной мочой. В такие мгновения страусу только и остается, что с тоской смотреть на своих пернатых коллег, которые могут любое время оказаться на прохладном ветерке, в высоте. Но нельзя же иметь все! Эволюция — это не концерт по заявкам.

Путешествия приносят знания? Что у перелетных птиц в голове

Путешествия были привлекательны во все времена. Иоганн Вольфганг фон Гёте писал: «Рассудительный человек получает лучшее образование в путешествиях». А примерно на одно столетие позже Оскар Уайльд утверждал: «Путешествия облагораживают дух и ликвидируют наши предрассудки». Понятно, оба поэта не знали, что такое толпы туристов на Майорке. Кроме того, они признавали возможность образования в путешествиях только для тех, кто и так обладал деятельным духом. Но стоит ли спорить — большинство людей в путешествиях видят многое, что обогащает их жизнь и делает ее увлекательной. Все это воспринимается как кусочек свободы. Не зря мы с тоской смотрим на перелетных птиц, когда они улетают на юг, — не только потому, что пернатые летят к теплу, но и потому, что они просто отправляются в путь, если им надоело находиться на одном и том же месте. Мы с удовольствием делали бы то же самое.

Тем не менее факт остается фактом: перелетные птицы отправляются в путь по необходимости, а не по доброй воле. Когда становится холодно, они уже не могут найти себе никакой пищи и поэтому улетают в более теплые страны, где для них найдется более разнообразное питание. Их перелеты полны сложностей и лишений, об интересных образовательных путешествиях не может быть и речи.

Принципиально перелетных птиц делят на летающих на короткие и на длинные расстояния. Коротким расстоянием, к примеру, является перелет от побережья Северного моря в Грецию, а к длинным расстояниям относится полет из Средней Европы в Южную Африку. Прежний мировой рекорд в перелете на большое расстояние был поставлен в сентябре 2007 года самкой веретенника по имени «Е7» (ученые при выборе имени не проявили никаких поэтических талантов!). Эта птица без перерыва пролетела из Аляски в Новую Зеландию целых 11 500 километров! Черные крачки одолевают гораздо большие расстояния между Северным и Южным полюсами, но при этом они чаще делают остановки.

Конечно, такие успехи зависят не от оперения. Веретенник незадолго до начала путешествия наедает жировые запасы, которые настолько велики, что с таким дополнительным балластом он едва может держаться в воздухе. Поэтому для выравнивания веса он уменьшает желудок, кишки, печень и почки на 25 %, так как во время беспосадочного полета они ему не нужны. Когда он, наконец, достигает места назначения, резервы израсходованы чуть ли не до последнего грамма. Однако их еще хватает, чтобы дотянуть до ближайшего побережья и подкрепиться несколькими червями и крабами.

В целом экстремальное путешествие веретенника является очень рискованным действием. Оно может обернуться катастрофой из-за самых небольших изменений погоды, как, например, встречного ветра или резких падений температуры. Или же из-за того что птица к своей цели прибывает в момент прилива, и подкрепиться на побережье никак не удается. Поэтому возникает вопрос: почему веретенник не выбирает более короткие дистанции? Так, во время полета из Аляски в Новую Зеландию он пролетает мимо многочисленных мест, в которых имеется достаточное количество корма — однако он не выбирает такой вариант. Мотивы приключенческих путешествий загадочны, как погружения кашалота, которому на глубине приходится вести опасные сражения с гигантскими каракатицами, хотя сверху имеются большие запасы рыбы, и питаться ими было бы намного безопаснее.

Другой проблемой перелетных птиц является сон. Понятно, что они, как и человек, не могут от него отказываться. Тем не менее непонятным остается то, спят ли они во время своих беспосадочных полетов, которые иногда длятся сутками, или бодрствуют и восполняют сон позже. И то и другое очень рискованно. Первый вариант опасен потому, что у спящего пилота возникает большая вероятность аварии. И второй вариант небезопасен, так как в сонном состоянии птицы становятся легкой добычей хищников. Возможно, летающие на длинные расстояния имеют такую структуру мозга, которая позволяет его половинам спать попеременно, как это происходит у дельфинов — из-за нехватки воздуха им постоянно приходится подниматься на водную поверхность, что не позволяет спать обоим полушариям сразу. Но пока эти предположения не доказаны, так как птицы во время полета неохотно позволяют надевать на себя шлем для изучения деятельности их мозга.

Для ориентации перелетные птицы используют звездное небо или солнце или же придерживаются магнитного поля Земли, которое даже при облачном небе не бросит их на произвол судьбы. Ученые из Университета Франкфурта обнаружили у почтовых голубей на клюве пучок нервных клеток с окисью железа, который реагирует на магнитное поле Земли, как стрелка компаса. Нейроны обладают трехмерным устройством, так что птицы могут определять свое географическое положение точно и независимо от собственного движения.

Но даже отточенные методы ориентации не исключают ошибок. Так, зимой на баварском озере Аммер можно увидеть различных птиц, которых никак не ожидаешь здесь встретить в это время года, например, серебряную цаплю — ей было бы гораздо теплее в своей летней резиденции в юго-восточной Европе. А как понять поведение утки, которая осенью прилетает из теплой Испании в холодную Баварию? Ученые гадают о мотивах такого странного поведения перелетных птиц. Некоторые предполагают, что животных запутало изменение климата, другие что они потеряли ориентацию в вызванном человеком хаосе электромагнитных волн. Однако ни то ни другое еще не доказано.

Мы же хотим высказать иное предположение: эти птицы так же умны в своем нецикличном поведении, как и успешные биржевые брокеры. Это значит, что зимой они летят с юга на север, так как там у них не будет никаких конкурентов, которые могли бы претендовать на их пищу. Но возникает вопрос, могут ли журавль и утка рассуждать настолько разумно? С одной стороны, нужно им доверять, так как птицы умеют быть хорошими и способными наблюдателями. С другой стороны, перелетные птицы в этом отношении кажутся исключением.

Исследовательская группа из Свободного университета Барселоны обнаружила, что мозг перелетных птиц меньше, чем у тех, кто остается на зимовку дома. Причина в том, что «домоседки» в холодное время года должны думать, как остаться в живых. Например, черный дрозд, чтобы добыть себе пищу, сметает веткой снег. Или снегирь, который зимой переключается на мох (что совершенно нетипично для снегирей!). Перелетные птицы используют абсолютно иную стратегию: если им становится неуютно, они просто улетают. Для ориентации в пространстве необходимо несколько больше нейронов, но это возможно и при небольшой массе мозга.