Текст книги "Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире"

В 1969 году Венер в сопровождении пары студентов отправился на машине, а затем на пароме в Северную Африку. Они проехали на юг до солончака Шотт-эль-Джерид, расположенного вблизи оазиса Габес на юге Туниса, и именно там они впервые встретили занятого поисками пищи муравья-бегунка, которого они впоследствии идентифицировали как вид Cataglyphis fortis. Это длинноногое насекомое стремительно бегало в поисках пищи под обжигающим солнцем и в конце концов нашло останки мертвой мухи. Венера поразило, что после этого муравей побежал прямо к своему гнезду, представлявшему собой всего лишь маленькую дырочку в земле, бывшую от него на расстоянии более 100 метров. Муравей никак не мог видеть вход в гнездо на таком расстоянии – как же ему это удалось?

В течение шести недель они работали в пустыне возле Габеса, но любопытные проезжие так часто прерывали их работу, что Венер решил поискать более изолированное место. В том же году он еще раз вернулся в Тунис с маленькой группой студентов. Вскоре они нашли идеальное место – засоленные песчаные равнины у прибрежного города Махареса (тогда он был всего лишь деревней) – и разбили там лагерь. В то время Венер и не подозревал, что эта экспедиция станет первым шагом целой научной карьеры, посвященной в основном муравью-бегунку, и что он будет возвращаться в Тунис каждое лето на протяжении более чем 30 лет.

В 1968 году Махарес вовсе не был популярным курортом, но Венер и его жена Сибилла, которая тоже занималась биологией и работала вместе с ним почти во всех его экспедициях в пустыню, были людьми крепкими и предприимчивыми. В этих местах было непросто достать продукты, а во время работы в пустыне они страдали от изнурительной жары. При помощи местного администратора они смогли найти себе простое жилье на верхнем этаже дома одного местного жителя, но обитатели деревни относились к их деятельности с большим изумлением, а иногда и с подозрением. Как-то раз местная полиция приняла Венеров за шпионов, и только благодаря языковым талантам Сибиллы им удалось избежать крупных неприятностей.

Задолго до этого Санчи продемонстрировал, что живущие в пустыне муравьи способны находить обратную дорогу к гнезду, даже когда им виден только маленький кружок неба, ограниченный картонным цилиндром. Впоследствии фон Фриш выяснил, что медоносные пчелы пользуются своего рода солнечным компасом с поправками на время, работающим с поляризованным светом. Логично было предположить, что и муравьи используют ту же систему, хотя точно этого никто не знал. Тайной оставался и механизм работы такой системы – даже у пчел. Таким образом, перед исследователями стояла достойная задача.

Венер решил сначала исследовать, какую роль в решении навигационных задач играет зрение муравья. Разумеется, следить за муравьями гораздо легче, чем за пчелами, и вскоре Венер уже сопровождал их по запекшимся пескам, используя хитроумно сконструированную рамку на колесиках, на которой были установлены разнообразные фильтры: это позволяло удерживать фильтры над бегущими муравьями. Кроме того, эта «колесная оптическая лаборатория» закрывала муравьев от ветра и загораживала им все элементы ландшафта, которые они могли использовать в качестве визуальных ориентиров. При помощи этого устройства Венер установил, что навигационные способности муравьев действительно отчасти обеспечиваются их чувствительностью к поляризованному свету.

Вернувшись в лабораторию, Венер нашел при помощи электронного микроскопа последовательность клеток, расположенных вдоль обращенного к небу (дорсального) края муравьиного глаза: казалось, что они идеально подходят для реагирования на свет такого рода. Закрашивая разные участки сложных фасеточных глаз муравьев, Венер смог продемонстрировать, что эта область, так называемая «зона дорсального края глаза» (Dorsal Rim Area, DRA), не только является ключевым элементом системы, позволяющей муравью воспринимать поляризованный свет, но и обеспечивает работу солнечного компаса с поправками на время. Это открытие, которое вскоре было распространено и на медоносных пчел, имело революционное значение. Почти у всех насекомых, исследованных с тех пор, были найдены сходные специализированные области, отвечающие за восприятие поляризованного света. Собственно говоря, DRA – это основа стандартного компаса насекомых, созданного эволюцией, вероятно, очень и очень давно.

Затем Венер хотел выяснить, какая именно часть мозга муравья обрабатывает сигналы, поступающие из DRA, но мозг этот настолько мал – меньше, чем самая маленькая булавочная головка, – что исследовать поведение отдельных клеток, входящих в его состав, невозможно. Вместо этого Венеру и его коллегам пришлось полагаться на аналогии с результатами, полученными при работе с гораздо более крупным мозгом сверчков и саранчи, чтобы получить представление о том, какие процессы лежат в основе муравьиного компаса на поляризованном свете. Вскоре они идентифицировали клетки мозга, реагирующие на поляризованный свет, а за прошедшее с тех пор время стало многое известно о нейронных сетях, участвующих в обработке информации, получаемой с поляризованным светом[105]105
  Pfeiffer, K., Homberg, U. (2014). ‘Organisation and functional roles of the central complex in the insect brain’, Annual Review of Entomology, 59. P. 165–184.


[Закрыть].

Разумеется, муравья нельзя считать уменьшенной копией человека, прокладывающего курс по небесным светилам. Он не выполняет сложных вычислений, чтобы учесть перемещение солнца по небу. Ему это и не нужно, потому что в его распоряжении имеется гораздо более простая система.

Она состоит из двух частей. Сначала муравей-бегунок использует то, что Венер назвал по аналогии с инженерным устройством «согласованным фильтром»[106]106
  Wehner, R. (1987). ‘Matched filters – neural models of the external world’, Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology, 161 (4). P. 511–531.


[Закрыть]. Муравей буквально сопоставляет то, что видит, с моделью небесных узоров Е-векторов, встроенной в его глаза. Этот физический шаблон автоматически определяет направление на солнце, и муравей прокладывает свой курс в соответствии с этим направлением.

Затем, как и у медоносной пчелы, в действие приводится второй механизм. Это внутренние часы, «тикающие» в мозге муравья, которые позволяют ему учитывать изменения азимута солнца. В нормальных условиях они работают весьма хорошо, но муравей может потерять ориентацию, когда не видит всего поляризационного узора – например, когда часть неба закрыта облаками.

Муравей-бегунок, отправившийся на поиски пищи, использует солнечный компас для прокладки верного курса по лишенным отличительных черт пустынным солончакам – так же, как это делали штурманы ГДРП Багнольда. Но один только компас не помог бы ему найти обратную дорогу домой: для счисления пути нужен еще и способ измерения расстояния. Как же муравью удается решить эту задачу?

Одно из средств, которые муравей может использовать, – это визуальный эффект, который ученые называют «оптическим потоком». Звучит внушительно, но идея очень проста: когда мы движемся, нам кажется, что окружающие нас предметы движутся относительно нас в обратном направлении со скоростью, которая зависит, с одной стороны, от их удаленности от нас, а с другой – от скорости нашего собственного движения. Когда мы смотрим по сторонам, кажется, что объекты, расположенные ближе, движутся быстрее, чем те, что находятся дальше от нас, а то, что расположено прямо перед нами, увеличивается в размерах по мере нашего приближения. Хитроумные эксперименты доказали, что медоносные пчелы используют этот «поток» как для огибания препятствий и совершения мягкой посадки, так и для отслеживания расстояния, преодоленного в поисках пищи[107]107
  Srinivasan, M., Zhang, S., & Bidwell, N. (1997). ‘Visually mediated odometry in honeybees’, Journal of Experimental Biology, 200 (19). P. 2513–2522.


[Закрыть]. «Измерения» оптического потока – один из факторов, определяющих рисунок танца, который они исполняют на поверхности улья.

Муравьи-бегунки также используют оптический поток для определения расстояния, пройденного в поисках пищи, но, как выясняется, это не главное их средство. У них есть кое-что еще.

Предположение о том, что муравьи, возможно, умеют измерять расстояния путем подсчета шагов, так же как штурманы ГДРП использовали одометры своих грузовиков (подсчитывавшие число оборотов колес), чтобы определить, как далеко они уехали, было высказано еще в 1904 году. Гипотеза казалась интересной, но никто не мог ее проверить, пока одному из учеников Венера, Матиасу Виттлингеру, не пришла в голову блестящая идея физически изменить длину шага муравьев и он не придумал практически осуществимый, хотя и жестокий способ это сделать[108]108
  Wittlinger, M., Wehner, R., & Wolf, H. (2006). ‘The ant odometer: stepping on stilts and stumps’, Science, 312 (5782). P. 1965–1967.


[Закрыть].

Сначала Виттлингер приучил обычных муравьев ходить к кормушке, расположенной в десяти метрах от их гнезда, и обратно. Затем он перенес их в установленный в том же месте тестовый желоб с высокими стенками, не позволявшими им видеть какие-либо ориентиры, которые выдали бы расположение гнезда. Поместив муравьев в ближний к кормушке конец желоба, он измерил расстояние, которое они проходили по направлению к дому, прежде чем начинали искать гнездо. А затем эти обученные муравьи подверглись операции, которую стыдливо назвали «экспериментальной обработкой».

Виттлингер либо прикреплял к их ногам ходули, сделанные из свиных щетинок, тем самым увеличивая длину их шага, либо укорачивал их ноги, что давало противоположный результат. По-видимому, муравьи переносили эту безжалостную процедуру с поразительным хладнокровием. Затем всех муравьев – и поставленных на ходули, и ампутантов – выпускали в тестовый желоб с дальнего его конца. Виттлингер хотел проверить, как изменение длины ног повлияет на расстояние, которые муравьи проходят до начала поисков гнезда. Результаты оказались поразительными: муравьи на ходулях уходили далеко за место расположения гнезда, а передвигавшиеся на культях, напротив, не доходили до него. Как и предсказывала теория, муравьи на ходулях, по-видимому, переоценивали расстояние до гнезда, а ампутанты ошибались в обратную сторону.

Но этим дело не закончилось. Потом Виттлингер позволил «обработанным» муравьям самостоятельно пройти от гнезда до кормушки, соответственно, удлиненными или укороченными шагами. В этом случае они вели себя почти точно так же, как нормальные муравьи, и правильно оценивали местоположение гнезда. Это было логично, потому что путь от гнезда до кормушки и обратный путь занимали одно и то же число шагов, будь то на удлиненных или на укороченных ногах.

При помощи солнечного компаса и одометра муравей-бегунок может найти прямой путь к отправной точке своего путешествия, то есть к гнезду. Более того, он способен найти этот путь независимо от того, каким запутанным был его маршрут от дома. Превосходный пример действия счисления пути. Однако, как и счисление пути, применяемое человеком, муравьиная система несовершенна. В ней накапливаются ошибки, и, поскольку Cataglyphis могут уходить за сотни метров от своего гнезда, суммарная величина этих ошибок может становиться значительной.

Чтобы выяснить, как муравьи справляются с этим недостатком, Венер установил по обе стороны от муравьиного гнезда, на равном расстоянии от него, два черных цилиндра. Муравьи вскоре научились использовать эти заметные ориентиры для обнаружения своего дома. Однако было неясно, на какие именно характеристики цилиндров муравьи обращали внимание. Возможно, они определяли местоположение гнезда, измеряя его удаление от двух цилиндров, а может быть, они определяли углы между цилиндрами и гнездом, то есть использовали своего рода метод триангуляции. Тогда Венер и его коллеги перенесли муравьев на опытную площадку, расположенную на большом расстоянии от их настоящего дома, и воссоздали там ту же конфигурацию, но с некоторыми изменениями.

Когда исследователи удвоили расстояние между цилиндрами (не изменяя их размеров), муравьи не стали, как можно было бы ожидать, искать гнездо посередине между ними. Вместо этого они скапливались вблизи одного или другого цилиндра. Но когда размеры цилиндров тоже увеличили в два раза, муравьи повели себя совсем по-другому: теперь они стремились к точке, расположенной посередине между ними.

Венер заключил, что муравьи ищут положение, из которого цилиндры выглядят так же, как они выглядели на первом, обучающем этапе эксперимента. Перемещенные муравьи искали свое гнездо, пытаясь совместить двумерный «снимок» исходной конфигурации с тем, что они видели теперь. Поэтому они бегали взад и вперед, пока им не удалось добиться наилучшего совпадения заученного «шаблона» с изображением цилиндров, которое регистрировали их сложные фасеточные глаза.

Как мы помним, потовые пчелы Уоррента, отправляясь в свои экспедиции, разворачивались и смотрели на свое гнездо с разных сторон. Муравьи-бегунки делают нечто очень похожее. Они совершают «тренировочные прогулки», во время которых они ходят вокруг своего гнезда постепенно расширяющимися кругами. Время от времени они ненадолго останавливаются и смотрят в сторону почти невидимого входа в гнездо. Таким образом они запоминают виды, открывающиеся с разных точек.

Возвращаясь после поисков пищи, они вспоминают эти изображения и используют их, чтобы найти обратную дорогу. Такая система сопоставления изображений не требует от муравья понимания геометрических взаимосвязей между ориентирами. В этом отношении муравей отличается от медоносной пчелы, которая, как это ни удивительно, способна запомнить положение нескольких ориентиров относительно источника пищи, так же как запоминает его североамериканская ореховка[109]109
  Wehner, R., Räber, F. (1979). ‘Visual spatial memory in desert ants, Cataglyphis bicolor (Hymenoptera: Formicidae)’, Experientia, 35. P. 1569–1571; Cartwright, B. A., Collett, T. S. (1983). ‘Landmark learning in bees: experiments and models,’ Journal of Comparative Physiology A, 151. P. 521–543; Möller, R., Vardy, A. (2006). ‘Local visual homing by matched-filter descent in image distances’, Biological Cybernetics, 95. P. 413–430; Zeil, J., Hofmann, M. I., Chahl, J. S. (2003). ‘The catchment areas of panoramic snapshots in outdoor scenes’, Journal of the Optical Society of America A, 20. P. 450–469.


[Закрыть].

На основе этих результатов Венеру и его коллегам удалось даже запрограммировать движущегося робота, в котором были воспроизведены компас на основе поляризованного солнечного света и система распознавания ориентиров, используемые муравьями. Эта машина, получившая игривое название «сахабот» (сокращение от «сахарского робота»), может выполнять те же самые маневры, что и настоящий муравей[110]110
  Lambrinos, D., Möller, R., Labhart, T., Pfeifer, R., Wehner, R. (2000). ‘A mobile robot employing insect strategies for navigation’, Robot and Autonomous Systems, 30. P. 39–64.


[Закрыть]. Кроме того, исследователи открыли множество других аспектов навигационного инструментария муравья, в том числе его способность использовать в качестве дополнительных подсказок при поисках цели направление ветра, вибрацию и запахи. При определении пройденного расстояния муравьи умеют даже учитывать волнистую форму поверхности, по которой они перемещаются. А по последним сведениям оказывается, что эти удивительные животные также способны ориентироваться, используя магнитное поле Земли[111]111
  Fleischmann, P. N., Grob, R., Müller, V. L., Wehner, R., & Rössler, W. (2018). ‘The geomagnetic field is a compass cue in cataglyphis ant navigation’, Current Biology.


[Закрыть]. Их талантам, кажется, нет конца.

Муравей-бегунок живет в чрезвычайно суровых условиях и часто сталкивается с такими высокими температурами, что лишь в течение короткого времени может находиться на открытом воздухе. Поэтому у него есть длинные ноги, которые удерживают его тело подальше от земли, а также позволяют ему очень быстро бегать: Венер удачно назвал этого муравья «скаковой лошадью мира насекомых». Один из видов даже имеет особой формы волоски на теле, которые помогают регулировать температуру тела[112]112
  Shi, N. N., Tsai, C. C., Camino, F., Bernard, G. D., Yu, N., & Wehner, R. (2015). “Keeping Cool: enhanced optical reflection and heat dissipation in silver ants”, Science, aab3564.


[Закрыть]. Способность находить кратчайший путь к гнезду, в котором муравей оказывается в безопасности, – это не просто вопрос экономии ресурсов; от нее зависит сама жизнь муравья.

На Дарвина произвели глубокое впечатление «удивительно разнообразные инстинкты, умственные способности и страсти муравьев»; он писал, что центральная нервная система муравья – «один из самых удивительных комплексов вещественных атомов, может быть, удивительнее, чем мозг человека»[113]113
  Darwin, C., The Descent of Man, op. cit., pt I. P. 54.


[Закрыть]. Он, несомненно, счел бы сообщения об открытиях Венера восхитительными – и чрезвычайно интересными.

Как пишет Стенли Хайнце, нейробиолог, изучающий навигацию у насекомых в Университете Лунда, «одна из основных функций любого мозга заключается в получении информации от органов чувств, ее использовании для формирования оценки текущего состояния мира и сравнения его с желательным состоянием мира. Если эти два состояния не совпадают, предпринимаются компенсаторные действия, которые мы и называем поведением»[114]114
  Heinze, S. (2015). ‘Neuroethology: unweaving the senses of direction’, Current Biology, 25 (21), R 1034–R 1037.


[Закрыть]. Это описание применимо к насекомым в той же мере, что и к более сложным животным, например человеку.

По сравнению с птицами и млекопитающими у насекомых совсем крошечный мозг. Если мозг человека содержит около 85 миллиардов нейронов, у муравья-бегунка их всего около 400 000. Но хотя их мозг мал и далеко не столь многофункционален, как у нас, он превосходно приспособлен к тому ограниченному набору операций, который ему приходится выполнять. Хотя большей частью их поведением управляют «аппаратные» нейронные сети мозга, муравьи и пчелы (и другие насекомые) могут, как мы видели, учиться на опыте и формировать потрясающе разнообразный репертуар навигационного поведения. Неудивительно, что разработчики роботов и беспилотных транспортных средств то и дело заимствуют идеи именно у них[115]115
  См., например, Weber, K., Venkatesh, S., & Srinivasan, M. V. (1996, August). ‘Insect inspired behaviours for the autonomous control of mobile robots’, in International Conference on Pattern Recognition, Proceedings, 1996. P. 156, IEEE; Weber, K., Venkatesh, S., & Srinivasan, M. V. (1998, August). ‘An insect-based approach to robotic homing’, in Fourteenth International Conference on Pattern Recognition, 1998, Proceedings, vol. 1. P. 297–299, IEEE; Expert, F., Viollet, S., & Ruffier, F. (2011). ‘Outdoor field performances of insect-based visual motion sensors’, Journal of Field Robotics, 28 (4). P. 529–541; Graham, P., & Philippides, A. (2014). ‘Insect-Inspired Visual Systems and Visually Guided Behavior’, Encyclopedia of Nanotechnology. P. 1–9.


[Закрыть].

В головном мозге самых разных насекомых, например муравьев-бегунков, мушек-дрозофил, мотыльков, пчел, саранчи и тараканов, имеются два образования, которые, по-видимому, играют очень важную роль в навигации. Грибовидные тела связаны с хранением долговременных воспоминаний, основанных на обонятельных и зрительных ощущениях, а центральный комплекс определяет маршрут, которым следует насекомое, часто с использованием поляризационных узоров солнечного света. Поскольку эти образования встречаются так широко, предполагается, что они могли возникнуть на очень ранних стадиях эволюционного процесса. Как именно животное выбирает, в какую сторону двигаться, и инициирует соответствующие движения, пока остается тайной, но в этом процессе, по-видимому, играет ключевую роль взаимодействие между грибовидными телами и центральным комплексом[116]116
  Collett, M., & Collett, T. S. (2018). ‘How does the insect central complex use mushroom body output for steering?’, Current Biology, 28 (13), R 733–R 734.


[Закрыть].

* * *

Живущие в Юго-Восточной Азии и Автралазии гребнистые крокодилы [117]117
  Crocodylus porosus.


[Закрыть] – самые крупные в мире рептилии. Кроме того, они имеют неприятную привычку есть зазевавшихся людей. На вид они кажутся очень малоподвижными, но на самом деле на короткие расстояния они способны передвигаться весьма быстро, а в более спокойном темпе могут преодолевать сотни километров.

В 2007 году было опубликовано интереснейшее исследование, показавшее, что они к тому же замечательно хорошо умеют находить дорогу домой. Были пойманы три взрослых самца, к которым прикрепили спутниковые трекеры. Затем их перевезли в сетках, подвешенных к вертолету, в разные точки выпуска на полуострове Кейп-Йорк в австралийском штате Квинсленд. Через некоторое время, в течение которого они, по-видимому, обдумывали свои дальнейшие действия, все три крокодила отправились в путь и вернулись в точности в те же места, где были пойманы.

Один из крокодилов проплыл вдоль берега 99 километров за 15 суток; другой преодолел 52 километра всего за пять суток. Их результаты были весьма впечатляющими, но меркли по сравнению с тем, что проделал третий крокодил. Его отвезли за полуостров Кейп-Йорк, с западной стороны на восточную, на расстояние 126 километров, если измерять его по прямой, то есть по суше. Крокодил, разумеется, не мог вернуться тем же путем, но и ему тоже удалось попасть домой: он проплыл вокруг северной оконечности полуострова и вернулся на юг вдоль его противоположного берега. Расстояние 411 километров он преодолел всего за 20 суток.

Хотя никто не знает, как именно эти животные нашли дорогу к дому, из этого эксперимента можно извлечь ценный практический урок: «переселение» крокодилов, представляющих опасность для людей, очевидно, не имеет большого смысла[118]118
  Read, M. A., Grigg, G. C., Irwin, S. R., Shanahan, D., & Franklin, C. E. (2007). ‘Satellite tracking reveals long distance coastal travel and homing by translocated estuarine crocodiles, Crocodylus porosus’, PLoS One, 2 (9), e949.


[Закрыть].

8
Курс по форме неба

Больше половины рода человеческого лишено самого великолепного зрелища, какое только может предложить природа. Живя в крупных и мелких городах, в которых ночное небо сияет рукотворным цветом, мы в большинстве своем можем увидеть лишь горсточку из многих тысяч звезд, видимых в местах, не затронутых световым загрязнением. Мы медленно, но верно закрываем жалюзи на окне, которое некогда открывало нам вид на Вселенную.

В 1994 году, когда в результате землетрясения в Лос-Анджелесе вышла из строя система энергоснабжения, вид по-настоящему темного неба оказался настолько незнакомым местным жителям, что многие из них звонили в службу спасения с сообщениями о странном «гигантском серебристом облаке», появившемся в небе. Значило ли это, что вот-вот высадятся инопланетяне? Нет, но это действительно было нечто такое, чего они никогда не видели раньше, – Млечный Путь[119]119
  Chepesiuk, R. (2009). ‘Missing the dark: health effects of light pollution’, Environmental Health Perspectives, 117 (1), A20.


[Закрыть].

По данным недавнего исследования[120]120
  Falchi, F., Cinzano, P., Duriscoe, D., Kyba, C. C., Elvidge, C. D., Baugh, K., … & Furgoni, R. (2016). ‘The new world atlas of artificial night sky brightness’, Science Advances, 2 (6), e1600377.


[Закрыть], полученным из спутниковых изображений, более 80 % населения мира и более 99 % жителей США и Европы живут под небом, загрязненным светом. Млечный Путь скрыт от трети человечества, в том числе от 60 % европейцев и почти 80 % североамериканцев. Проклятие светового загрязнения подобралось к нам настолько постепенно, что почти никто не осознает, как дорого оно нам обходится; а оно неуклонно становится все страшнее[121]121
  Kyba, C. C., Kuester, T., de Miguel, A. S., Baugh, K., Jechow, A., Hölker, F., … & Guanter, L. (2017). ‘Artificially lit surface of earth at night increasing in radiance and extent’, Science Advances, 3 (11), e1701528.


[Закрыть]. Световое загрязнение вредно для здоровья человека[122]122
  См., например, Stevens, R. G., Blask, D. E., Brainard, G. C., Hansen, J., Lockley, S. W., Provencio, I., Rea, M. S., Reinlib, L. (2007). ‘Meeting report: The role of environmental lighting and circadian disruption in cancer and other diseases’, Environmental Health Perspectives, 115. P. 1357–1362.


[Закрыть]; еще сильнее от его пагубных последствий страдают другие животные, которым для разных целей, в том числе навигации, необходимо естественное освещение[123]123
  См., например: Longcore, T., & Rich, C. (2004). ‘Ecological light pollution’, Frontiers in Ecology and the Environment, 2 (4). P. 191–198. Also: Horváth, G., Kriska, G., Malik, P., & Robertson, B. (2009). ‘Polarized light pollution: a new kind of ecological photopollution’, Frontiers in Ecology and the Environment, 7 (6). P. 317–325; Gaston, K. J., Bennie, J., Davies, T. W., & Hopkins, J. (2013). ‘The ecological impacts of nighttime light pollution: a mechanistic appraisal’, Biological Reviews, 88 (4). P. 912–927.


[Закрыть]. Многие из них умирают из-за того, что искусственное освещение нарушает естественный распорядок их жизни. На эту серьезную экологическую проблему обращают гораздо меньше внимания, чем она того заслуживает[124]124
  Более подробную информацию по этой теме можно найти на сайте «Международной ассоциации темного неба» (Dark Sky Association): http://darksky.org.


[Закрыть].

Чтобы увидеть бархатистую черноту неба, полного звезд, нужно уехать в пустыню или в горы или уйти далеко в открытое море. Если вам посчастливится попасть в одно из таких удаленных мест ясной ночью, вы поймете, как именно небеса когда-то выглядели для всех.

Поначалу вам будут видны только самые яркие звезды, но постепенно ваши глаза адаптируются, и звезд будет становиться все больше и больше, пока наконец все небо не заполнится тысячами мерцающих световых точек. Тогда вы начнете замечать различия между разными звездами, не только по яркости, но и по цветам. Одни имеют красноватый оттенок, другие – желтоватый, а третьи – самые горячие – сияют ледяным, иссиня-белым светом. Хотя невооруженным глазом мы можем увидеть только своих ближайших небесных соседей, даже они находятся от нас на невообразимо большом расстоянии: например, звезда Денеб расположена более чем в тысяче световых лет. Поскольку свет проходит за каждую секунду около 300 000 километров, это действительно очень далеко.

Я впервые увидел такое небо в открытом океане – и это стало для меня настоящим откровением. Хотя я давно уже увлекался звездами, до этого я не осознавал, какое ошеломляющее зрелище они могут представлять во всем своем великолепии. Затем, продолжая наблюдать за ними час за часом, я впервые в жизни увидел, как они движутся.

Все небо вместе со всеми своими звездами величественно поворачивалось вокруг неподвижной Полярной звезды – в такт медленному вращению Земли. И я, сидевший на борту маленькой яхты посреди огромного океана, глядя в глубины космоса, с сокрушительной силой ощутил свою ничтожность. Но, как ни странно, это чувство вовсе не было удручающим. Более того, оно было на удивление умиротворяющим.

Человек смотрит на звезды уже очень долго – 300 000 лет или около того, если верить последним оценкам возраста вида Homo sapiens. Наверное, самые древние наши предки глядели в ночное небо по меньшей мере с таким же изумлением, с каким мы глядим в него сейчас. Они, видимо, поняли, что в небе есть некоторые закономерности, которые можно использовать, и было бы очень странно, если бы другие животные не начали пользоваться ими гораздо раньше людей.

Не отвлекаясь на кажущееся появление и исчезновение разных созвездий по мере смены времен года, первые люди, должно быть, заметили, что каждая из звезд перемещается в течение суток по постоянному маршруту, точно так же, как Солнце. Если не считать звезд, расположенных вблизи небесных полюсов – точек небосвода, находящихся прямо над каждым из полюсов географических, – все они восходят на востоке и заходят на западе. Так же как Солнце, они всегда находятся строго на севере или на юге от наблюдателя в высшей точке своей дугообразной траектории или при пересечении меридиана, на котором находится наблюдатель. Хотя Полярная звезда не всегда отмечала северный полюс небесной сферы (как она отмечает его сейчас), доисторические астрономы, несомненно, заметили, что среди звезд, движущихся вокруг северного и южного небесных полюсов, есть неподвижные точки.

Наши предки, жившие в каменном веке, вероятно, очень пристально наблюдали за небом. Они были хорошо знакомы с небесными явлениями, например летними и зимними солнцестояниями, и построили множество сооружений (одно из самых знаменитых – Стоунхендж), тщательно сориентированных по ним. Позднее замечательно хитроумные наблюдения вавилонян, греков и арабов заложили тот фундамент, на котором построена современная астрономия. Мы знаем также, что древние европейские, ближневосточные и китайские мореплаватели совершали дальние путешествия в открытом море, не видя берегов. При этом они, несомненно, ориентировались по звездам и Солнцу, хотя исторические документы проливают чрезвычайно мало света на то, как именно они это делали.

У нас есть завораживающие отрывки – например, те строки в Одиссее Гомера, в которых Цирцея говорит герою держать курс на восток так, чтобы звезды Большой Медведицы всегда оставались слева от него, – но самое раннее подробное описание практической навигации относится всего лишь к XVI веку. Все то, что происходило до этого времени, по большей части покрыто мраком. Поскольку грамотность была уделом очень малочисленной привилегированной элиты, искусство навигации, вероятно, передавалось из уст в уста и на практических примерах.

Тем не менее кое-какую информацию можно почерпнуть у тех немногих самобытных культур, которые еще не окончательно уступили натиску западной цивилизации. К середине XX века древние способы навигации сохранились только в небольшом числе изолированных мест, и самыми знаменитыми и лучше всего изученными из этих способов были традиционные методики, применявшиеся островитянами Тихого океана.

Европейские мореплаватели, первыми достигшие Тихого океана в XVI веке, были поражены навигационным искусством людей, которых они там встретили, хотя им было чрезвычайно трудно понимать друг друга. Краткие описания навигационных методик полинезийцев начали появляться в печати только после прибытия первых научных исследователей, во второй половине XVIII века.

Великий французский путешественник Луи Антуан де Бугенвиль (1729–1811), прибывший на Таити в 1768 году, незадолго до Кука, был ошеломлен, когда выяснил, что островитяне способны преодолевать сотни и даже тысячи километров открытого океана и выходить к удаленным островам без использования каких бы то ни было приборов или карт. На самого же Кука знания и мастерство одного таитянского штурмана произвели такое сильное впечатление, что он взял его на борт своего корабля для помощи в исследовании близлежащих островов – а потом и Новой Зеландии.

Но описания полинезийской навигации, оставленные Бугенвилем, Куком и их спутниками, до обидного отрывочны. Может быть, они задавали не те вопросы, а может быть, островитяне не хотели делиться со своими гостями столь ценной – и даже священной – информацией. Помимо языкового барьера общение могло быть затруднено и радикальными концептуальными различиями между европейскими и полинезийскими методами навигации. Во всяком случае, за следующие два столетия сокрушающее воздействие колониального владычества почти полностью уничтожило мастерство, на протяжении нескольких тысяч лет позволявшее полинезийцам не только заселять острова, разбросанные по половине Тихого океана, но и поддерживать регулярные связи между ними. Западные исследователи, начавшие в 1960-х годах разыскивать немногих остававшихся в живых мастеров этого древнего искусства, чуть было не опоздали.