Текст книги "Эти гениальные птицы"

ДРУГИМИ СЛОВАМИ, поведение, которое может казаться необычным или разумным, иногда может быть следствием простых инстинктивных механизмов.

Рассмотрим для примера стаю – когда многочисленные группы птиц или других живых видов движутся с поразительной согласованностью, как единое целое. Однажды на плодоносящее дерево каркаса на нашем дворе села целая стая скворцов. Они усеяли ветви, словно черные ягоды, и щебетали во все горло: эта какофония голосов и привлекла меня на задний двор. Но стоило в небе промелькнуть тени ястреба, вся эта толпа мгновенно рванула вверх единым вихрем. Словно слившись в единый огромный организм, эти мелкие птахи выполняли замысловатые воздушные маневры на фоне голубого неба: выписывали круги, клубились и закручивались – весьма эффективная стратегия, чтобы сдержать такого хищника, как ястреб или сокол. Великий натуралист Эдмунд Селус[8]8
  Эдмунд Селус (1857–1934) – английский орнитолог и защитник природы, он одним из первых начал активно пропагандировать современный метод изучения и наблюдения птиц – с биноклем, а не с ружьем в руках. – Прим. науч. ред.


[Закрыть], страстно любивший птиц и наблюдавший за ними с уникальным научным рвением, приписывал такое движение роя телепатическому обмену мыслями между птицами. «Они кружат, то сближаясь, превращаясь в плотный темный купол, то рассеиваясь, словно связанные между собой узлы огромной, покрывающей все небо сети… Что они творят в небе, неподвластно нашему уму, – писал он. – Они должны мыслить коллективно, все одновременно или, по крайней мере, значительными по размеру группами, когда общая мысль озаряет мозг отдельных особей на площади примерно в квадратный ярд».

Сегодня мы знаем, что эта впечатляющая форма коллективного поведения птичьей стаи (а также рыбьего косяка, стада млекопитающих, роя насекомых и человеческой толпы) представляет собой самоорганизующуюся структуру и проистекает из простых принципов взаимодействия между отдельными индивидами. Птицы не «обмениваются мыслями», чтобы двигаться в унисон с другими членами стаи, как предполагал Селус. Вместо этого каждая птица взаимодействует с несколькими, максимум семью окружающими ее особями, корректируя движение на основе скорости своих соседей и расстояния до них, а также копируя их резкие развороты, в результате чего группа из нескольких сотен птиц может резко изменить направление движения чуть более чем за полсекунды. Для внешнего наблюдателя это похоже на мелкую рябь, мгновенно пробегающую по живому полотну птичьей стаи.

ЕСТЬ РАСПРОСТРАНЕННОЕ заблуждение, что кажущееся сложным поведение обязательно должно проистекать из сложных мыслительных процессов. Между тем способность барбадосских снегирей и граклов к быстрому решению задач в базовых когнитивных тестах может быть больше связана с тонкой восприимчивостью к визуальной и тактической обратной связи и соответствующим корректированием своего поведения, чем со способностью находить решение «в уме».

В другом когнитивном тесте Кайелло попыталась заставить птиц «переучиться» – забыть старый навык и научиться новому. Сначала она предлагала птицам по две чашки, наполненные съедобными семенами желтого и зеленого цвета, чтобы определить их цветовые предпочтения. Затем она взяла чашки любимого цвета и приклеила несъедобные семена ко дну. Она измерила, сколько времени потребовалось каждой птице, чтобы переключиться с чашки предпочитаемого цвета (с приклеенными семенами) на другую, наполненную съедобными. Когда птицы изменили свои предпочтения, она снова поменяла цвета чашек со съедобной и несъедобной едой.

Этот метод, называемый реверсивным обучением (или переделкой навыка), часто используется для оценки базовой способности птиц к изменению мышления и освоению нового шаблона поведения. «Это показатель гибкости мышления, – объясняет Лефевр. – В этом люди похожи на птиц. Умственно неполноценных людей или пациентов с болезнью Альцгеймера часто тестируют с помощью заданий на реверсивное обучение, чтобы проверить гибкость их ума».

Как и следовало ожидать, барбадосские снегири отличились по этому показателю. Большинство из них переключалось между чашками уже через несколько попыток. Медлительным, консервативным тиарисам понадобилось гораздо больше времени. Но в конце концов они переучились – и стали ошибаться в цвете чашек реже снегирей.

«Это обнадеживающий результат, – говорит Лефевр. – По крайней мере, мы нашли одно задание, с которым тиарисы успешно справились. Если один из видов в вашем эксперименте терпит неудачу в каждом тесте, который вы ему предлагаете, проблема может быть в вас, а не в животном. Значит, вы не сумели понять, как птица видит мир, и не предложили ей адекватных заданий».

ЭТО ОДИН ИЗ СПОСОБОВ, которым ученые пытаются измерить птичий интеллект: оценить скорость и успешность выполнения различных заданий в лабораторных условиях. Они стараются предложить птицам те же задачи, с которыми испытуемые могут столкнуться в естественной среде обитания, в частности связанные с преодолением различных препятствий и поиском спрятанной пищи. Они заставляют птиц открывать емкости с едой, поднимая рычаги, дергая за веревки и откручивая крышки, и измеряют, сколько времени требуется птицам для изменения тактики («Если тактика А не работает, нужно попробовать тактику Б».) Они также стараются определить, стало ли нахождение решения результатом инсайта, внезапной вспышки понимания типа «Эврика!» или же постепенного и более рефлекторного метода проб и ошибок.

Это не так просто, как может показаться. В такого рода лабораторных тестах существует множество факторов, которые могут влиять на результаты. Например, многое зависит от характера птицы, ее смелости или боязливости. Птицы, быстрее других справляющиеся с заданиями, не обязательно самые умные, они могут быть просто самыми смелыми. Поэтому тест, предназначенный для измерения когнитивных способностей, в действительности может измерять бесстрашие. Возможно, тиарисы – просто более робкие птицы?

«К сожалению, очень трудно получить “чистый” показатель когнитивной способности птицы, свободный от влияния сотен сторонних факторов, – говорит Нелтье Богерт, бывшая студентка Лефевра, ныне исследовательница в области познавательных способностей птиц в Университете Сент-Эндрюса. – Птицы, как и люди, отличаются в том, насколько они мотивированы в выполнении тестовых заданий, как на них влияет окружающая обстановка – вызывает ли стресс, отвлекает внимание, а также есть ли у них опыт выполнения похожих заданий в прошлом. Сегодня ведутся жаркие споры по поводу того, как исследователи должны подходить к тестированию поведения и когниции у животных, но решения так до сих пор не найдены».

НЕСКОЛЬКО ЛЕТ НАЗАД Лефевр внезапно открыл интересный способ измерить уровень когнитивных способностей птиц не в лабораторных условиях, а опираясь на наблюдения непосредственно в дикой природе. Эта идея случайно пришла ему в голову во время прогулки по пляжу на Барбадосе. «Только что прошел сильный шторм, – рассказывает он. – Я шел по пляжу лагуны Хоултауна, которая после сильных дождей слилась с морем, и заметил, что в небольших углублениях на песчаной отмели остались в ловушке несколько сотен гуппи». Несчастные рыбки перепрыгивали из одной лужи в другую, серые пчелоеды хватали рыбу, улетали на дерево и, прежде чем съесть, молотили ею по ветке.

Серые пчелоеды – распространенный в Вест-Индии вид тиранновых мухоловок. Известно, что они питаются насекомыми, которых ловят в полете. Но ловить рыбу?! Лефевр впервые увидел, как эти птицы применяют свои охотничьи навыки для ловли необычной добычи.

Лефевр задумался: «Почему серые пчелоеды – единственные из птиц, кто воспользовался этим великолепным источником пищи?» Потому что они умнее и сообразительнее других – как британские синицы, научившиеся вскрывать крышки на бутылках и лакомиться вкусными сливками?

Может быть, именно такие случаи, когда птицы делают что-то новое и необычное в дикой природе, и служат лучшим мерилом птичьей когниции? Эта идея была предложена еще тридцать лет назад Джейн Гудолл и ее коллегой Хансом Куммером. Они первыми начали измерять интеллект диких животных на основе их способности решать непривычные задачи в естественных условиях. Они считали, что такое экологическое, а не лабораторное тестирование более достоверно. «Интеллект находит прямое отражение в способности животных проявлять изобретательность в собственной среде обитания, находить решения новым задачам или новые решения старым», – предположили они.

Лефевр опубликовал свои наблюдения за серыми пчелоедами в журнале Wilson Bulletin, печатающем сообщения любителей и профессионалов о необычном поведении птиц. Что, если собрать такие интересные эпизоды из всех орнитологических журналов? Это может обеспечить те самые экологические данные, о которых говорили Гудолл и Куммер, и позволит определить, какие из птиц демонстрируют самое «инновационное» поведение в дикой природе.

«Экспериментальные и наблюдательные исследования когниции у животных очень важны, – говорит Лефевр, – но такого рода таксономический анализ дает уникальную возможность и позволяет избежать некоторых ловушек, присущих исследованиям животного интеллекта, например таких, как использование в тестировании предметов и устройств, далеких от того, с чем животное сталкивается в естественной среде».

Лефевр перерыл десятки орнитологических журналов за последние семьдесят пять лет в поисках статей с такими ключевыми словами, как «необычное поведение», «новаторское», «первый случай», и им подобных и собрал более 2300 наблюдений о сотнях видов птиц. Некоторые случаи касались открытия новой, непривычной пищи: кукушка-подорожник сидела на крыше рядом с кормушкой для колибри и ловила крошечных птиц; большой поморник в Антарктике затесался среди новорожденных тюленят и лакомился молоком у их кормящей матери; цапли загнали кролика или ондатру; пеликан в Лондоне проглотил голубя; чайка съела голубую сойку; а насекомоядная желтоголовая мохуа в Новой Зеландии с удовольствием питалась плодами кливии – декоративного растения из семейства амариллисовых.

Другие случаи касались изобретения новых, хитроумных способов добывания пищи. Воловья птица в Южной Африке копалась в коровьем навозе с помощью прутика. Несколько наблюдателей сообщали о том, как зеленые кваквы использовали насекомых в качестве наживки: они аккуратно помещали их на поверхность воды, чтобы приманить рыбу. Серебристая чайка применила привычную технику раскалывания раковин путем бросания их на камни, чтобы убить кролика. А белоголовые орланы на севере Аризоны поистине проявили чудеса изобретательности: под тонкой ледовой коркой на озере они обнаружили большое количество замерзших толстоголовых гольянов. Сообразительные птицы проклевали во льду отверстия, а затем начали прыгать по поверхности, используя вес своего тела, чтобы вытолкнуть рыбок через пробоины. Любимый случай Лефевра: во время освободительной войны в Зимбабве стервятники были замечены за тем, что сидели на заграждениях из колючей проволоки возле минных полей и ждали, когда газели и другие травоядные подорвутся на снаряде. Так они получали готовое к употреблению, измельченное на куски блюдо. Но иногда стервятники сами попадали в эту ловушку и взлетали на воздух.

Собрав все подобные случаи, Лефевр сгруппировал их по птичьим семействам и рассчитал для каждого семейства «показатель инновационности». Он также скорректировал свой анализ с учетом возможных искажающих факторов, особенно фактора наблюдаемости – за некоторыми видами ведется больше научных наблюдений, чем за другими, поэтому и случаи необычного поведения регистрируются чаще.

«По правде говоря, поначалу я не верил в успех этого мероприятия», – признается Лефевр. В научной среде такие разрозненные сообщения о единичных случаях считаются ненаучными – «ненадежными данными». – «Если отдельный случай не представляет собой научной ценности, то что можно сказать о двух тысячах случаев? Но я решил попробовать поработать с тем, что есть. Если в данных есть слабые места, вероятно, они случайным образом распределены между таксономическими группами, поэтому не повлияют на результаты. Я был готов к тому, что может всплыть нечто, что сделает несостоятельным весь мой метод, но этого не случилось».

Итак, какие же птицы оказались самыми умными?

Как и следовало ожидать, представители семейства врановых – с ворóнами и вóронами в безоговорочных лидерах – и попугаи. За ними следуют граклы, хищники (особенно соколы и ястребы), дятлы, птицы-носороги, чайки, зимородки, кукушки-подорожники и цапли. (Совы были исключены из анализа, поскольку они ведут ночной образ жизни и их поведение редко наблюдается напрямую, а обычно изучается через анализ остатков пищи в отрыгнутых погадках.) Также довольно высокий коэффициент инновационности получили представители семейств воробьиных и синицевых. Замыкали список перепела, страусы, дрофы, индейки и козодои.

Затем Лефевр сделал следующий шаг, решив ответить на вопрос: обладают ли виды птиц, демонстрирующие наиболее инновационное поведение в дикой природе, самым большим головным мозгом? В большинстве случаев обнаружилась прямая корреляция. Если взять двух птиц весом по 320 г – американскую ворону и куропатку: у первой показатель инновационности составляет 16 баллов, головной мозг весит 7 г; у второй показатель инновационности равен 1 баллу, а мозг весит всего 1,9 г. Или две мелкие птицы весом по 85 г: у большого пестрого дятла соответствующие цифры составляют 9 баллов и 2,7 г, у перепелки – 1 балл и 0,73 г.

Когда Лефевр представил свои результаты на ежегодной встрече Американской ассоциации развития науки в 2005 г., пресса подхватила эту новость, окрестив его шкалу первым комплексным индексом птичьего интеллекта. Сам Лефевр посчитал название «птичий IQ» чересчур громким, но журналисты требовали сенсации.

История получила развитие: когда в одном из интервью его попросили назвать самую глупую птицу на свете, Лефевр предположил, что это, скорее всего, эму. Уже на следующий день газеты пестрели заголовками, что канадский ученый назвал национальную птицу Австралии «самой большой тупицей в мире». Эму и кенгуру – неофициальные эмблемы Австралии, символизирующие движение нации «вперед и только вперед» (бытует распространенное заблуждение, что эти животные не умеют двигаться назад). Это не добавило Лефевру популярности на австралийском континенте. Но во время выступления на местном радио его точка зрения получила неожиданное подтверждение. В студию позвонил слушатель и рассказал, что местные аборигены используют следующий трюк для приманки эму: они ложатся на землю и поднимают вверх одну ногу – птицы принимают человека за своего сородича и подходят, чтобы познакомиться.

ЛЕФЕВР ПРИЗНАЕТ, что размер птичьего мозга и даже его основных частей служит довольно ненадежным мерилом интеллекта. «Например, у кулика-воробья (разновидность песочника) довольно большой мозг относительно размера тела, – говорит он. – Но все, на что он способен, так это бегать по кромке прибоя от волн и ловить беспозвоночных».

Уже давно известно, что большой мозг – не обязательно признак большого ума. У коров головной мозг в сто раз больше, чем у мышей, но это не делает их умнее. А животные с крошечным мозгом могут обладать удивительными умственными способностями. Например, пчела с мозгом меньше миллиграмма ориентируется в пространстве наравне с млекопитающими, а дрозофилы способны учиться друг у друга. По всей видимости, гораздо бóльшую роль играет коэффициент энцефализации – соотношение массы мозга и массы тела, хотя взаимосвязь между этим показателем и интеллектом до сих пор не доказана.

«Дело не только в размере, по крайней мере у большинства животных, – говорит Лефевр. – Разве размер мозга напрямую влияет на его способность к обработке информации? Вовсе нет».

СЕЙЧАС СПОСОБНОСТЬ ПТИЦ к инновационному поведению признана многими учеными как достоверный показатель их когнитивного уровня. Но если эта способность не зависит от размера мозга, что же тогда является определяющим фактором? Что отличает самых сообразительных и находчивых пернатых от остальных? В чем разница между изобретательным мозгом барбадосских снегирей и таким же по размеру мозгом явно недалеких чернолицых тиарисов?

«Для этого нам нужно проникнуть в их головы, – говорит Лефевр. – До сих пор внимание исследователей было сосредоточено на объеме мозга или отдельных его частей. Но когнитивные способности и инновационное поведение определяются тем, что происходит на уровне нейронов».

Как тут не вспомнить совет, который дал известному американскому нейробиологу Эрику Канделю, награжденному Нобелевской премией за исследование физиологических – нейронных – основ памяти, его наставник Гарри Грундфест. Когда Кандель еще студентом пришел в его лабораторию и сказал, что хочет изучать высшие нервные функции в свете фрейдистской теории, Грундфест ответил: «Если ты хочешь понять, как функционирует мозг, ты должен использовать упрощенный подход – исследовать по одной клетке за раз». «И он оказался прав», – признает Кандель.

Как и многие другие исследователи птичьей когниции, Лефевр перешел на «нейронный уровень», надеясь показать, как обучение и решение задач у птиц отражается в активности их головного мозга на уровне нейронов и соединений между ними, известных как синапсы. «Я считаю, что способность животного к гибкому, инновационному поведению зависит от того, что происходит в его синапсах», – настаивает Лефевр.

Что же делает птицу такой умной и изобретательной, как барбадосский снегирь или новокаледонская ворона? И действительно ли чернолицые тиарисы и кагу так просты, как кажутся?

«Мы стараемся использовать разносторонний подход, – говорит Лефевр. – Мы начинаем с полевых исследований – основы основ, со скрупулезного наблюдения за интересующими нас видами. Чтобы понять птиц, нужно знать, как они ведут себя в дикой природе. Затем мы пытаемся проникнуть в их голову. Для этого мы берем весь массив полевых наблюдений за их поведением, анализируем их инновационность, проводим эксперименты в лабораторных условиях и, наконец, ищем способы связать то, что мы видим в природе, с тем, что мы обнаружили на уровне генов и клеток».

Такого рода амбициозные научные усилия, представляющие собой замечательную совокупность из полевых наблюдений за поведением и экологией, когнитивных исследований в лабораторных условиях и глубокого изучения птичьего мозга с помощью передового научного оборудования, – это единственный способ разгадать загадки птичьего интеллекта.

Глава вторая
С высоты птичьего полета
Пересматриваем наши представления о птичьем мозге

Однажды во время лыжного кросса по лесам в горах Адирондак я остановилась на небольшой поляне, чтобы перекусить. Земля была покрыта толстым слоем снега, холод пробирал до костей. Я быстро вытащила из фольги бутерброд с арахисовым маслом – и в то же мгновение краем глаза уловила какое-то движение и услышала знакомое «зиии-зиии». Подняв глаза, я увидела на ветке на краю полянки черношапочную гаичку (Poecile atricapillus), родственницу тех самых синиц, которые воруют сливки из бутылок. Потом я заметила еще одну, и еще. Вскоре к моим ногам слетелась целая стайка птиц. Я положила крошки на палец, и одна из птичек смело вспорхнула с ветки и схватила их. Спустя несколько мгновений другой маленький наглец уселся мне на руку и принялся есть прямо с ладони.

Гаички – не самые звездные представители птичьего царства. Но они очень милые. Маленькие пушистые шарики с буровато-серым оперением и черной шапочкой на макушке. Короткий хвостик. Непропорционально большая голова, как у инопланетянина. У них нет ни изящной грациозности певчих птиц и ворон, ни их солидности и хитроумия. Но они славятся своей прытью у кормушки и акробатическим мастерством. Как писал орнитолог Эдвард Форбуш: «Однажды я видел, как гаичка в погоне за насекомым рухнула с ветки спиной назад, поймала насекомое, совершила в воздухе сальто и как ни в чем не бывало приземлилась на нижнюю ветку».

Между тем гаички – не просто крошечные сгустки задора и ловкости. Ничуть не меньше они поражают своей сообразительностью, любопытством, оппортунистическим поведением и памятью. По словам Форбуша, «их птичье мастерство выше всяких похвал». По шкале Луи Лефевра семейство синицевых может похвастаться птичьим IQ на уровне дятлов.

Недавно ученые проанализировали высокие тонкие свисты и сложные горловые звуки синиц-гаичек – все их «ци-ци-ци», «твинь-твинь», «чикади-ди» и шипящие «шти-шти» – и пришли к выводу, что это одна из самых сложных и точных коммуникативных систем среди сухопутных животных. Крис Темплтон и его коллеги обнаружили, что синицы-гаички используют эти возгласы как язык со своим синтаксисом, позволяющим генерировать неограниченное количество уникальных видов криков. С помощью одних они сообщают сородичам о своем местонахождении или наличии вкусной еды; с помощью других предупреждают об угрозе – рассказывают о породе хищника и степени его опасности. Высокий, пронзительный крик «си-и-ит» или отрывистый «си-си-си» сигнализируют о воздушной угрозе, такой как сорокопут или полосатый ястреб. Характерный синичий «чикади-ди-ди» сообщает о неподвижном хищнике, который сидит высоко на дереве и выслеживает добычу, например как североамериканская совка. Количество отрывистых «ди-ди-ди» указывает на размер зверя и, следовательно, на степень угрозы. Чем больше «ди», тем меньше хищник и, следовательно, тем опаснее. Это может показаться нелогичным, но мелкие и проворные животные, способные отлично маневрировать, представляют собой гораздо бóльшую угрозу, чем крупные и неповоротливые. Поэтому воробьиный сыч может получить четыре «ди», а виргинский филин – всего два. Эти крики также служат призывом для других птиц собраться и вместе дать отпор врагу, причем масштаб коллективной обороны соизмеряется с величиной угрозы. Коммуникативная система синиц настолько надежна, что к их предупреждениям прислушиваются и другие виды птиц.

Проезжая на лыжах по лесу, я слышу редкие «чикади». За мной внимательно наблюдают, оценивают мои размеры и степень моей опасности? Судя по всему, меня воспринимают как нечто большое, неуклюжее и абсолютно безобидное – мое присутствие вызывает не более чем ленивую перекличку.

Как правило, синицы-гаички не боятся людей. Смелые и любознательные, как барбадосские снегири, они обладают «врожденной самоуверенностью» и в пределах своей родной территории исследуют всё и вся, включая присутствующих там Homo sapiens. Во время охотничьего сезона они собираются вокруг охотничьих домиков, чтобы при малейшей возможности полакомиться салом с туш убитых животных. Зачастую они первыми из всех птиц обнаруживают кормушки и даже не боятся есть с рук. Им нет равных в умении находить новые источники пищи. Крис Темплтон однажды видел, как синица пила нектар из висящей кормушки для колибри. Зимой они едят пчел, спящих летучих мышей, живицу и мертвую рыбу.

Когда в 1970-е на американский Запад были занесены орехотворки, чтобы остановить нашествие завезенного из Европы пятнистого василька, синицы мгновенно воспользовались новой возможностью. Темплтон обнаружил, что птицы быстро научились находить семенные головки васильков, где было больше всего личинок орехотворок – необыкновенно питательной еды. Самое удивительное, что они не порхали над растениями в поисках самых богатых личинками головок, а находили их почти мгновенно, в полете, по каким-то известным им одним признакам. Они срывали свой приз и уносили его на дерево, где спокойно выковыривали личинок.

Темплтон был поражен: «Каким образом им удается моментально, в полете, оценить цветок и понять, если ли там личинки?» Впечатляет и то, как быстро птицы открыли абсолютно новый источник пищи – экзотическое насекомое, живущее на экзотическом виде растения, совсем недавно занесенном в их среду обитания.

Синицы также обладают феноменальной памятью. Они могут спрятать семена и другую еду в тысячах укромных мест – и спустя полгода найти все свои заначки!

И все это они делают с помощью мозга размером вдвое больше горошины.

НЕДАВНО на заросшей сосновой аллее возле своего дома я нашла кипенно-белый череп синички. Я взяла его в руку – крошечный, невероятно легкий и тонкий, как яичная скорлупка. Острый, как игла, клюв между двумя впадинами глазниц. Сзади две выпуклости из полупрозрачной кости, под которыми находился мозг. Взрослая синица весит 11–12 г, ее мозг – всего 0,60–0,70 г. Как такой миниатюрный мозг может выполнять такие сложные ментальные задачи?

Очевидно, что функциональность мозга определяется не только его размером. Но даже в том, что касается размера, птицы подвергаются необоснованному уничижению. Вопреки распространенному мнению, у многих птиц гораздо бóльший по величине головной мозг, чем можно было бы ожидать при их размере тела. Это результат того же уникального процесса, который привел к развитию огромного мозга Homo sapiens – хотя мы и птицы шли к этому совершенно разными эволюционными путями.

Масса птичьего мозга варьирует от 0,13 г у кубинского изумрудного колибри до 46,19 г у императорского пингвина. Крохотный по сравнению с мозгом кашалота весом 7,8 кг, но не такой уж незначительный, если взять других животных сходного размера. Мозг карликовой курицы-бентамки весит почти в десять раз больше, чем мозг аналогичной по массе ящерицы. Если взять соотношение массы мозга и массы тела, то по этому показателю птицы приближаются к млекопитающим.

Наш мозг весит около 1360 г при средней массе тела 63 кг. У волков и овец с примерно такой же средней массой тела, что и у нас, мозг примерно в семь раз легче. По этому параметру новокаледонские вороны близки к нам и снова дерзко нарушают все закономерности: при массе тела чуть больше 225 г они обладают мозгом массой 7,5 г. Аналогичного размера мозг и у маленьких обезьянок, таких как мартышки и игрунки, а у галаго мозг в два раза меньше (все эти животные по массе тела сравнимы с воронами).

А как насчет синиц? Их мозг в два раза больше, чем у других птиц такого же весового диапазона, таких как мухоловки и ласточки.

Другими словами, многие виды птиц могут похвастаться удивительно большим мозгом для своего размера тела, который – как и мозг Homo sapiens – подпадает под научное определение «увеличенного».

НА ПРОТЯЖЕНИИ НЕСКОЛЬКИХ СТОЛЕТИЙ мы считали, что в ходе эволюции птичий мозг по разумной причине уменьшился в размере, чтобы птицы могли летать: чтобы полевой лунь безмятежно парил в небе, чтобы дымчатый иглохвост мог практически жить в воздухе, а синицы выделывали воздушные акробатические номера, меняя направление полета менее чем за 30 миллисекунд.

Головной мозг – тяжелый по массе и чрезвычайно ресурсоемкий орган, уступающий по энергозатратности только сердцу. Крошечные нейроны в процессе создания и поддержания работы потребляют примерно в десять раз больше энергии относительно своего размера, чем другие клетки тела, поэтому обеспечение их развития и функционирования – дорогостоящее удовольствие. Неудивительно, что природа сократила у птиц объем серого вещества, думали мы. «Иронично, что за свою способность летать, которой мы так восхищаемся у птиц, те заплатили эволюционную цену в виде более низкого интеллекта по сравнению с млекопитающими», – писал известный натуралист Питер Маттиссен. Иначе говоря, птицы предпочли решать проблемы, не полагаясь на собственный ум, а улетая от них, считали мы.

Полет – действительно трудоемкое дело. Птица размером с голубя во время полета расходует примерно в десять раз больше энергии, чем в состоянии покоя. У маленьких птичек, таких как вьюрок, короткие перелеты с частым маханием крыльями отнимают энергии почти в 30 раз больше. (Для сравнения: расход энергии при плавании у водоплавающих птиц, таких как утка, превышает энергозатраты в состоянии покоя всего в три-четыре раза.) Чтобы удовлетворить ограничительным условиям полета, природа действительно постаралась облегчить нагрузку для птиц, наделив их максимально прочным, но легким скелетом. Некоторые кости слились, некоторые вообще были устранены. Тяжелым, зубастым челюстям пришел на замену легкий клюв, состоящий в основном из кератина. Кости крыльев стали воздушными, почти полыми, но укрепились изнутри каркасом из костных перекладин, чтобы предотвратить возможные деформации. Другие кости, наоборот, стали более плотными, даже плотнее, чем у млекопитающих. Это касается костей ног и мощной грудной клетки, к которой крепятся крылья. (При движении вниз птичье крыло производит достаточно силы, чтобы поднять в воздух двойную массу тела птицы.) Изучив гены, задействованные в формировании скелетной системы птиц, биологи обнаружили в два раза больше генов, отвечающих за реконструкцию и резорбцию костей, чем у млекопитающих. Бóльшая часть птичьих костей полые и тонкостенные, но поразительно жесткие и прочные. Иногда это приводит к парадоксальным результатам: у фрегата с размахом крыльев более двух метров скелет весит меньше, чем оперение.

Эволюция нашла и другие способы упростить или полностью устранить ненужные части тела. У птиц нет мочевого пузыря[9]9
  Мочевой пузырь сохраняется у африканского страуса. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Печень сократилась до полуграмма. Сердце у птиц, как и у млекопитающих, четырехкамерное и с двумя желудочками, но очень миниатюрное и бьется несравнимо быстрее (от 500 до 1000 ударов в минуту у черношапочных гаичек по сравнению с 78 ударами у человека)[10]10
  Небольшая масса печени и сердца у птиц связана с их скромными размерами; относительная масса печени у птиц не меньше, а относительная масса сердца, как правило, больше, чем у человека и других млекопитающих. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Их дыхательная система пропорционально намного больше, чем у млекопитающих, и составляет одну пятую от объема тела по сравнению с одной двадцатой у последних, и она намного эффективнее. Их «сквозные» легкие, заключенные в жесткий каркас туловища, всегда сохраняют одинаковый объем (в отличие от легких млекопитающих, которые расширяются и сокращаются внутри подвижной грудной клетки) и соединены со сложной сетью воздушных мешков, в которых находится воздух за пределами легких. В отличие от большинства рептильных родственников, птицы оставили себе только один яичник с левой стороны; правый был утерян в процессе эволюции[11]11
  Правый яичник сохраняется у киви и некоторых хищных птиц. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Половые органы птиц увеличиваются только в сезон размножения; в течение большей части года их семенники, яичники и маточные трубы уменьшаются до минимальных размеров.

Сокращение птичьего генома также может быть следствием адаптации к полету. Птицы обладают самым маленьким геномом среди всех амниот – так называется группа животных, включая рептилий и млекопитающих, которые первоначально откладывали яйца на суше. Геном типичного млекопитающего содержит от одного до восьми миллиардов пар оснований, тогда как у птиц эта цифра колеблется на уровне миллиарда, что получилось в результате значительного уменьшения количества повторяющихся фрагментов и множества делеций, то есть утрат участков ДНК в ходе эволюции. Вероятно, сокращение генома позволило предкам птиц гораздо быстрее корректировать свои гены, адаптируясь к сложности полета.