Текст книги "Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность"

2
Покуда хватает глаз
Свет

Я разглядываю паука-скакуна, а он, хотя и развернут в противоположную сторону, глядит на меня. Его похожая на башню танка голова окольцована четырьмя парами глаз – две из них смотрят вперед, а две по сторонам и назад, обеспечивая ему практически полный круговой обзор, если не считать единственного слепого пятна строго позади. Я шевелю пальцем около его правой задней ноги – он замечает движение и поворачивается. Я вожу пальцем туда-сюда, и паук ни на секунду не теряет его из виду. «Скакуны – единственные среди пауков, для кого в порядке вещей поворачиваться и смотреть, – говорит Элизабет Джейкоб, принимающая меня в своей лаборатории в Амхерсте, штат Массачусетс. – Многие пауки просто замирают на паутине и сидят так часами, выжидая. А скакуны деятельные».

Человек – существо настолько визуальное, что зрячие представители нашего вида инстинктивно приравнивают активное зрение к активному интеллекту. В быстрых и резких движениях глаз мы видим такой же, как у нас, живой, любознательный ум, исследующий мир. Но в случае пауков-скакунов это не проявление неоправданного антропоморфизма. Хотя мозг у них размером с маковое зернышко, они действительно на удивление умны[45]45
  Я интересуюсь у Джейкоб, насколько этот и вправду недюжинный (для паука) интеллект скакунов объясняется их сенсорными способностями. Она отвечает, что тем паукам, которые воспринимают в основном вибрации своей паутины, много данных обрабатывать не приходится. «Тогда как настоящие визуалы имеют дело с гораздо более сложной информацией. Не могу не предположить, что для них было бы ценно уметь ее истолковывать, а для эволюции это вполне себе повод развивать в них все более сложные когнитивные навыки. Но точно сказать не могу. Тут нужно делать скидку на нашу человеческую склонность превозносить зрение».


[Закрыть]. Вид Portia славится стратегическим планированием маршрутов при выслеживании добычи и гибким переключением между хитрыми охотничьими тактиками{127}127
  Cross et al., 2020.


[Закрыть]. Тот вид скакунов, который изучает Джейкоб (Phidippus Audax, в обиходе «храбрые»), не так изобретателен, но она все равно подкладывает им в террариумы разные стимулирующие предметы, обогащая искусственную среду обитания примерно так же, как обогащают ее для млекопитающих в зоопарках. Во многих террариумах видны ярко раскрашенные палочки. У одного паука я замечаю красный кубик из «Лего». Мы шутим, что за ним нужен глаз да глаз, а то сейчас понастроит тут всякого.

Размером храбрый паук-скакун не больше ногтя моего мизинца и почти целиком черный, если не считать белого пуха на суставах и двух ярко-бирюзовых пятен на ротовых придатках, где размещаются клыки-хелицеры. Вид у него неожиданно трогательный. Плотное тельце, короткие ноги, большая голова, круглые глаза – все это очень детское, игрушечное и вызывает у нас тот же глубинный психологический отклик, который заставляет умиляться младенцам и щенкам. Но у паука-скакуна такое строение тела сформировалось совсем не для того, чтобы с ним сюсюкали. На этих коротких лапках можно, оказывается, ускакать очень далеко: в отличие от других пауков, которые сидят в засаде, скакуны выслеживают жертву и запрыгивают на нее. И в отличие от других пауков, которые в основном воспринимают мир за счет вибрации и осязания, скакуны полагаются на зрение{128}128
  Morehouse, 2020.


[Закрыть]. Именно поэтому половину объема крупной головы скакуна занимают глаза. Из всех пауков их умвельт ближе всего к нашему. В этом сходстве я вижу родство. Я смотрю на паука, он смотрит на меня – мы два совершенно разных вида, связанных одним преобладающим чувством.

Первопроходцем в исследовании зрения пауков-скакунов был ныне покойный британский нейробиолог Майк Лэнд, которого один из его коллег назвал «глазным богом»{129}129
  О своей работе Лэнд великолепно рассказал в Land (2018).


[Закрыть]. В 1968 г. он разработал офтальмоскоп для пауков, с помощью которого можно было рассматривать их сетчатку, пока они, в свою очередь, разглядывали картинки{130}130
  Land, 1969b, 1969a.


[Закрыть]. Джейкоб с коллегами усовершенствовала разработку Лэнда: во время моего визита в лабораторию они как раз поместили одного из пауков в свое устройство, на тот момент настроенное на центральную пару глаз – самую крупную из четырех, смотрящую строго вперед и обладающую самым острым зрением. Эти глаза диаметром всего несколько миллиметров видят не хуже, чем глаза голубя, слона или мелкой собаки. Каждый глаз представляет собой длинную трубку, на переднем конце которой находится хрусталик, а на заднем – сетчатка[46]46
  Собственно, у каждого глаза в центральной паре по два хрусталика: один спереди, второй сзади. Передний хрусталик собирает и фокусирует свет, а задний рассеивает. Такая конструкция увеличивает изображение, передаваемое на сетчатку, – именно за счет нее эти крошечные существа видят не хуже мелких собак. По такому же принципу были устроены телескопы, которые в 1609 г. начал использовать Галилей: трубка и линзы с обеих ее концов, позволяющие разглядывать сильно удаленные объекты. Итальянский астроном оказался невольным плагиатором: сам того не ведая, он позаимствовал у пауков-скакунов устройство, которым за миллионы лет до того их наделила эволюция. В ясные ночи они могут рассматривать через это устройство луну.


[Закрыть]. Хрусталик зафиксирован неподвижно, однако паук может смотреть по сторонам, поворачивая саму трубку внутри головы. (Представьте, что вы держите электрический фонарик за переднюю часть и направляете луч, поворачивая его корпус[47]47
  Детеныши у пауков-скакунов прозрачные. При хорошем освещении можно разглядеть, как у них внутри головы поворачиваются глазные трубки.


[Закрыть].) Именно так и поступает паучиха, которая сидит сейчас в устройстве для отслеживания взгляда. Она не шевелится. Глаза ее тоже вроде бы не двигаются. Но мы видим на мониторе, что сетчатка перемещается. «Вот ведь, прямо озирается», – говорит Джейкоб.

Сетчатки центральной пары глаз у паучихи имеют форму бумеранга (почему именно такую, пока никто не знает). Поначалу на экране у Джейкоб они как будто разведены (> <). Но вот Джейкоб показывает паучихе черный квадрат, и бумеранги сходятся, образуя перекрестье (><). Квадрат движется, сетчатки следуют за ним. Однако через какое-то время паучиха теряет интерес, и сетчатки расходятся. Тогда Джейкоб меняет черный квадрат на силуэт сверчка – сетчатки сходятся вновь. На этот раз они пляшут по всему изображению, перепархивая от усиков сверчка к туловищу и ногам так же, как это делает наш взгляд, когда мы что-то рассматриваем. Сомкнутые сетчатки еще и вращаются – то по часовой стрелке, то против: судя по всему, паучиха ищет угол зрения, который позволит ей определить, что перед ней. Майк Лэнд рассказывал когда-то, как «приятно и вместе с тем странно смотреть в движущиеся глаза другого чувствующего существа, особенно настолько далеко отстоящего от нас в эволюционном отношении»{131}131
  Land, 2018, p. 107.


[Закрыть]. Я готов подписаться под каждым словом. Человека отделяют от паука-скакуна по крайней мере 730 млн лет эволюции, и нам очень трудно интерпретировать поведение существа, настолько непохожего на нас. Но на мониторе у Джейкоб я вижу, как паучиха сосредоточивает внимание и как она теряет интерес. Я наблюдаю за тем, как она наблюдает. Следя за ее взглядом, я максимально приближаюсь к тому, чтобы заглянуть в ее сознание. И, признавая немалое сходство, осознаю, насколько ее зрение отличается от моего.

Во-первых, у нее больше глаз. У центральной пары, при всей ее зоркости и подвижности, поле зрения очень узкое. Если бы паучиха обходилась только этой парой, ее зрение напоминало бы лучи двух фонариков, обшаривающих темную комнату. Этот недостаток компенсирует дополнительная пара глаз по бокам от центральной, поле зрения у которой гораздо шире. Сами эти глаза неподвижны, но они чутко реагируют на движение. Если перед паучихой пролетит муха, дополнительная пара глаз засечет ее и подскажет центральной паре, куда смотреть. А вот теперь настоящая странность: если прикрыть дополнительную пару, следить за движущимися объектами паучиха не сможет{132}132
  Jakob et al., 2018.


[Закрыть].

Для меня даже представить себе такое почти невозможно. Вот я печатаю эту строчку – и фокусирую область самого острого зрения в своем глазу на буквах, появляющихся на экране. Периферическим зрением я в это же самое время вижу черный силуэт Тайпо, моего щенка корги, который явно ищет, где бы нашкодить. Эти задачи – острота зрения и улавливание движения – кажутся нам неразделимыми. Однако у пауков-скакунов они разделены, причем радикально, поскольку возложены на разные пары глаз. Центральная пара распознает образы и формы, а также различает цвета. Дополнительная же отслеживает движение и перенаправляет внимание. Нейронные связи с мозгом паука у каждой из этих разнозадачных пар тоже свои[48]48
  А что делают остальные две пары глаз? Одна, судя по всему, улавливает движение за спиной паука, назначение же другой, совсем слаборазвитой, пока не ясно.


[Закрыть]. Пауки-скакуны напоминают нам, что, живя бок о бок с другими зрячими существами, мы воспринимаем зримую реальность совершенно не так, как они. «Нам незачем искать внеземной разум, – говорит мне Джейкоб. – У нас и на Земле есть животные, абсолютно иначе интерпретирующие мир вокруг».

У человека два глаза. Они находятся на голове. Они одинакового размера. Они смотрят вперед. Ни одно из этих свойств нельзя считать эталоном, и даже беглого взгляда на остальное животное царство достаточно, чтобы убедиться: глаза не менее разнообразны, чем их владельцы. На одну особь может приходиться и восемь глаз, и сто. У гигантского кальмара глаза размером с футбольный мяч, а у насекомых из семейства Mymaridae – с ядро амебы{133}133
  Nilsson et al., 2012; Polilov, 2012.


[Закрыть]. И у кальмара, и у паука-скакуна, и у человека эволюция независимо создала глаз, работающий по принципу камеры: одна линза (хрусталик) фокусирует свет на одной сетчатке{134}134
  Обзор исследований органов зрения у животных см. в Nilsson, 2009.


[Закрыть]. У насекомых и ракообразных глаз фасеточный, состоящий из множества отдельных собирающих свет элементов – омматидиев. Встречаются у животных и бифокальные глаза, и асимметричные{135}135
  Stowasser et al., 2010; Thomas, Robison, and Johnsen, 2017.


[Закрыть]; хрусталик в них бывает и белковым, и минеральным{136}136
  Li et al., 2015.


[Закрыть], а располагаться они могут и около рта, и на конечностях, и на панцире. У кого-то они выполняют все те же задачи, которые выполняет человеческий глаз, а у кого-то лишь малую их часть.

Это многообразие зрительных органов является причиной головокружительной чехарды зрительных умвельтов. Животные могут четко различать мельчайшие подробности с очень далекого расстояния, а могут довольствоваться размытыми пятнами света и тени. Могут превосходно видеть в том, что мы считаем темнотой, а могут мгновенно слепнуть при ярком, с нашей точки зрения, свете. Могут видеть в режиме замедленной съемки или покадровой экспозиции с долгими паузами. Могут смотреть в двух направлениях разом или единовременно получать круговой обзор. Зрение может слабеть и усиливаться на протяжении дня. Умвельт может меняться с возрастом. Как показал коллега Джейкоб Нейт Морхаус, паук-скакун при рождении получает пожизненный набор светочувствительных клеток, которые со временем становятся крупнее и эффективнее{137}137
  Goté et al., 2019.


[Закрыть]. «Их мир делается ярче и ярче», – объясняет Морхаус. Для паука-скакуна взросление и старение «напоминают рассвет».

Сонке Йонсен начинает свою книгу «Оптика жизни» (The Optics of Life) с того, что зрение – «это прежде всего свет, поэтому первым делом, наверное, нужно рассказать, что он из себя представляет»{138}138
  Johnsen, 2012, p. 2.


[Закрыть]. И тут же с похвальной искренностью признается: «Но я этого не понимаю». Хотя свет окружает нас почти всегда, его подлинная природа не поддается интуитивному постижению. Физики говорят, что он одновременно существует как электромагнитная волна и поток частиц энергии, называемых фотонами. Но детали этой его двойственной природы нас сейчас занимать не должны. Нам важно, что ни ту ни другую его ипостась живые существа, по идее, улавливать не способны. С точки зрения биологии самое, наверное, поразительное в свете – то, что мы в принципе можем его ощущать.

Загляните в глаз пауку-скакуну, человеку или любому другому животному, и вы обнаружите светочувствительные клетки, называемые фоторецепторами. Эти клетки могут довольно сильно отличаться у разных видов, однако у них есть одно универсальное свойство: они содержат белки под названием «опсины». Любое зрячее животное видит благодаря опсинам, функция которых заключается в том, что они плотно обхватывают вспомогательную молекулу – так называемый хромофор, обычно производное витамина А{139}139
  Porter et al., 2012.


[Закрыть]. Хромофор вбирает энергию одного фотона света и моментально меняет форму, вынуждая этим своим превращением измениться и опсин. Изменения в опсине запускают химическую цепную реакцию, которая заканчивается подачей электрического сигнала по нейрону. Вот так выглядит процесс восприятия света. Представьте себе хромофор как ключ замка зажигания, а опсин – как сам замок. Ключ вставлен в замок, свет поворачивает ключ, и двигатель зрения оживает.

Разновидностей опсинов у животных тысячи, но все они родственны друг другу[49]49
  В 2012 г. специалист по эволюционной биологии Меган Портер, сравнив почти 900 опсинов разных видов животных, подтвердила наличие у всех этих белков общего предшественника (Porter et al., 2012). Тот изначальный опсин появился у кого-то из древнейших животных и настолько хорошо улавливал свет, что лучшей альтернативы эволюция так и не предложила. Вместо этого она вывела от белка-родоначальника ветвистое родословное древо опсинов, на которых сейчас и строится все зрение. Портер рисует это древо в виде круга, где ветви расходятся во все стороны из центральной точки. Оно похоже на гигантский глаз.


[Закрыть]. В этом единстве кроется парадокс: если все зрение опирается на одни и те же белки и все эти белки улавливают свет, почему у животных настолько разные глаза? Ответ нужно искать в различных свойствах света. Поскольку на Земле он в большинстве своем исходит от солнца, наличие света может указывать на температуру, время суток, глубину погружения в воду. Он отражается от разных поверхностей, позволяя обнаружить врага, полового партнера или убежище. Он распространяется по прямой и блокируется непрозрачными препятствиями, порождая характерные тени и силуэты. Он почти мгновенно покрывает расстояния планетарного масштаба и потому распространяет информацию оперативно и повсеместно. Зрение разнообразно, потому что разнообразны извлекаемые из света сведения, а также причины, побуждающие животных их извлекать{140}140
  «Экология зрения» (Visual Ecology) – прекрасный и доступно изложенный вводный курс по зрению и многочисленным способам его применения (Cronin et al., 2014).


[Закрыть].

Биолог Дан-Эрик Нильссон утверждает, что в своем эволюционном развитии глаза проходят четыре стадии усложнения{141}141
  Nilsson, 2009.


[Закрыть]. Для первой достаточно фоторецепторов – клеток, которые всего лишь фиксируют наличие света. Так, гидре – родственнице медузы – фоторецепторы помогают различить низкую освещенность, при которой ее стрекательные клетки срабатывают активнее{142}142
  Plachetzki, Fong, and Oakley, 2012.


[Закрыть]. Возможно, это способ поберечь ресурсы до темного времени суток, когда добыча попадается чаще, а может быть, дело в том, что сигналом к срабатыванию служит тень проплывающей добычи. У гладких морских змей фоторецепторы находятся на кончике хвоста: змеи стараются прятать его от света{143}143
  Crowe-Riddell, Simões, et al., 2019.


[Закрыть]. У осьминогов, каракатиц и других головоногих крапинки фоторецепторов рассеяны по всему телу – не исключено, что именно с их помощью эти животные управляют своими потрясающими способностями к изменению цвета{144}144
  Kingston et al., 2015.


[Закрыть].

На второй стадии усложнения фоторецепторы получают бленду – темный пигмент или какое-то другое препятствие, которое блокирует свет, падающий под определенным углом. Фоторецепторы с блендой не только фиксируют наличие света, но и улавливают направление на его источник. Это все еще довольно простое устройство – настолько простое, что многие ученые не расценивают его как настоящий глаз, – однако своим владельцам оно служит исправно. Кроме того, оно может располагаться где угодно. У бабочки под названием «парусник ксут» фоторецепторы находятся на гениталиях{145}145
  Arikawa, 2001.


[Закрыть]. Самцу они нужны, чтобы не промахнуться, направляя половой орган к влагалищу самки, а самке – чтобы верно разместить свой яйцеклад относительно поверхности растения.

На третьей из описанных Нильссоном стадий имеющие бленду фоторецепторы объединяются в группы. Теперь их владельцы могут суммировать информацию о свете, льющемся с разных сторон, формируя единую картину окружающей действительности. Для многих ученых именно здесь проходит черта, отделяющая фиксацию освещенности от подлинного зрения, – рубеж, за которым простые фоторецепторы превращаются в настоящие глаза, а их обладателей уже можно признать видящими[50]50
  Мнение это не общепризнанное. Некоторые исследователи доказывают, что глаз на второй стадии эволюционного развития – фоторецептор с блендой – тоже должен считаться глазом.


[Закрыть]. На этой стадии картина получается размытой и зернистой, поэтому годится такое зрение только для грубых задач, таких как поиск укрытия или возможность заметить нависшую над тобой тень. Но с добавлением фокусирующих элементов вроде линз зрение становится острее, и умвельты наполняются бесчисленными визуальными подробностями. Зрение высокого разрешения – это четвертая из описанных Нильссоном стадий. Переход к ней должен был немедленно интенсифицировать взаимодействие между животными. Вступать в конфликты и заниматься ухаживаниями теперь получалось на большем расстоянии, чем позволяли осязание или вкус, и быстрее, чем позволяло обоняние. Хищник начал замечать жертву издалека (как и жертва – хищника). В обиход вошли погони. Животные становились крупнее, стремительнее и подвижнее. Возникли защитные панцири, шипы и раковины. Возможно, именно появлению зрения высокого разрешения мы обязаны тем, что около 541 млн лет назад в животном царстве резко возросло разнообразие, в результате чего и сложились основные существующие сегодня таксономические группы. Этот фейерверк эволюционных инноваций называется кембрийским взрывом, и не исключено, что одной из вызвавших его искр послужило зрение четвертой стадии{146}146
  Parker, 2004.


[Закрыть].

Четырехстадийная модель Нильссона позволяет ответить на вопрос, беспокоивший еще Чарльза Дарвина: как в ходе эволюции мог сформироваться современный сложно устроенный глаз? «В высшей степени абсурдным, откровенно говоря, может показаться предположение, что путем естественного отбора мог образоваться глаз со всеми его неподражаемыми изобретениями… – писал он в "Происхождении видов" (The Origin of Species). – Разум мне говорит: если можно показать существование многочисленных градаций от простого и несовершенного глаза к глазу сложному и совершенному, причем каждая ступень полезна для ее обладателя… в таком случае затруднение, возникающее при мысли об образовании сложного и совершенного глаза путем естественного отбора, хотя и непреодолимое для нашего воображения, не может быть признано опровергающим всю теорию»[51]51
  Перевод А. П. Павлова, М. А. Мензбира, К. А. Тимирязева. – Прим. пер.


[Закрыть]{147}147
  Darwin, 1958, p. 171.


[Закрыть]. Градации, о которых Дарвин рассуждал умозрительно, и в самом деле существуют: у животных обнаруживаются все возможные промежуточные варианты развития: от простого фоторецептора до зоркого глаза. У разных групп животных в ходе эволюции многократно и независимо друг от друга возникали самые разные варианты глаз с использованием все тех же опсинов. У одних только медуз глаза второй стадии появлялись по крайней мере девять раз, а третьей – как минимум дважды{148}148
  Picciani et al., 2018.


[Закрыть]. Глаз не только не опровергает эволюционную теорию, но, наоборот, служит одним из лучших ее примеров[52]52
  В 1994 г. Дан-Эрик Нильссон и Сюзанна Пелгер смоделировали на компьютере эволюцию простого глаза третьей стадии в зоркий глаз четвертой (Nilsson and Pelger, 1994). Симуляция начиналась с небольшого плоского диска фоторецепторов. С каждым новым поколением диск понемногу утолщался и становился все более вогнутым. У него появилась грубая линза, которая постепенно совершенствовалась. Если исходить из пессимистичного предположения, что с каждым поколением глаз совершенствуется примерно на 0,005﹪ и новое поколение появляется раз в год, на переход от расплывчатого зрения третьей стадии к чему-то похожему на наше уйдет каких-нибудь 364 000 лет. По меркам эволюции это мгновение ока.


[Закрыть].

Однако Дарвин ошибался, называя сложный глаз совершенным, а более простые – несовершенными. Глаз четвертой стадии – это не платоновский идеал, к которому стремилась эволюция. Предшествующие ему более простые варианты по-прежнему в ходу и прекрасно отвечают нуждам своих обладателей. «Развитие глаза шло не от плохого к совершенному, – подчеркивает Нильссон, – а от безупречного выполнения нескольких простых задач к отличному выполнению множества сложных». Как мы помним из введения, у морской звезды глаза располагаются на кончиках лучей{149}149
  Garm and Nilsson, 2014.


[Закрыть]. Эти органы не различают цвета, мелкие подробности и быстрые движения, но от них этого и не требуется. Им достаточно распознавать крупные объекты, чтобы звезда могла медленно отползти под прикрытие кораллового рифа. Ей не нужна орлиная зоркость – и даже глаз паука-скакуна ей ни к чему. Она видит ровно то, что ей необходимо[53]53
  Не стоит также считать, будто сложный высокоразвитый глаз непременно принадлежит высокоразвитому существу, а простой – примитивному. У некоторых микроорганизмов, состоящих из одной-единственной клетки, эта самая клетка выступает на удивление сложно устроенным глазом. Возьмем, например, пресноводную бактерию Synechocystis: свет, падающий на эту сферическую клетку с одной стороны, фокусируется на обратной (Schuergers et al., 2016). Бактерия чувствует, откуда поступает этот свет, и движется к нему. Это, по сути, живой хрусталик, а вся ее мембрана – сетчатка. Таким же живым глазом можно считать варновииды – группу одноклеточных водорослей: в каждой их клетке имеются компоненты, напоминающие хрусталик, радужку, роговицу и сетчатку (Gavelis et al., 2015). Но что они видят и видят ли вообще – вопрос открытый.


[Закрыть]. Первый шаг к пониманию умвельта другого животного – понять, как и для чего оно использует имеющиеся у него чувства.

У приматов, например, большие зоркие глаза развились, скорее всего, чтобы ловить сидящих на ветках древесных насекомых. Зрячим представителям современного человечества унаследованная от предков зоркость позволяет координировать движения своих ловких пальцев, читать наделенные смыслом символы и оценивать сигналы, скрытые в тонкой мимике. Наши глаза отвечают нашим потребностям. А еще они дарят нам уникальный умвельт, который большинство других животных с нами разделить не может.

Когда в 2012 г. специалистка по зрению животных Аманда Мелин встретилась с Тимом Каро, изучающим животные окрасы, их разговор как-то сам собой свернул на зебр.

Каро – последний на сегодняшний день в длинном ряду биологов, задававшихся вопросом: зачем зебрам эти хорошо заметные черно-белые полосы, – изложил Мелин одну из самых старых и самых известных гипотез: полосы, как ни парадоксально, служат зебрам для маскировки{150}150
  Caro, 2016.


[Закрыть]. Они обманывают зрение львов и гиен, то ли разбивая силуэт зебры, то ли помогая ей затеряться среди вертикальных древесных стволов, то ли превращая бегущую зебру в размытое пятно. Мелин эта версия показалась сомнительной. «Я скорчила недоуменную гримасу, – вспоминает она. – „Вообще-то, большинство плотоядных охотятся ночью, а их зрение сильно слабее человеческого, – говорю я ему. – Вряд ли они вообще различают эти полосы“. И Тим мне в ответ: „Да ладно! Правда?“».

В различении деталей человеку почти нет равных среди животных. Мелин осознала, что благодаря исключительной остроте своего зрения мы одни из немногих, кто видит зебру полосатой. Как подсчитали Мелин с Каро, в ясный день человек с отличным зрением различает черно-белые полосы с расстояния в 200 м. Льву это удастся только с 90 м, а гиене – с 50{151}151
  Melin et al., 2016.


[Закрыть]. На рассвете и в сумерках эти расстояния сокращаются примерно вдвое, а ведь именно тогда обычно и охотятся эти хищники. Мелин была права: полосы не могут быть покровительственной окраской, поскольку хищники распознают их лишь на близком расстоянии, на котором они зебру и без того и услышат, и учуют. Издалека же полосы просто сливаются в однородную серость, поэтому в глазах охотящегося льва зебра мало чем отличается от осла[54]54
  Так зачем же зебрам полосы? У Каро имеется окончательный ответ: чтобы отпугивать кровососущих мух (Caro et al., 2019). Африканские слепни и мухи цеце переносят ряд заболеваний, которые смертельны для лошадей, а зебр с их короткой шерстью эти насекомые донимают особенно сильно. Однако полосатость каким-то образом дезориентирует кровопийц. Снимая на видео настоящих зебр и обычных лошадей, замаскированных под зебр, Каро продемонстрировал, что мухи подлетают к ним как обычно, однако вблизи не могут сообразить, как приземлиться. Почему так происходит, пока неясно.


[Закрыть].

Острота зрения животного измеряется в циклах на градус – эту концепцию, по забавному совпадению, проще всего объяснить на примере полосатой окраски{152}152
  Отличный обзорный материал на тему остроты зрения: Caves, Brandley, and Johnsen, 2018.


[Закрыть]. Вытяните перед собой руку с выставленным вверх большим пальцем. Его ноготь – это примерно 1 градус из тех 360, которые составляют ваш полный обзор. Если нарисовать на ногте 60–70 пар тонких черных и белых полос, вы по идее должны все еще различать их на расстоянии вытянутой руки. Таким образом, у человека острота зрения составляет 60–70 циклов на градус. Текущий рекорд – 138 циклов на градус – принадлежит клинохвостому орлу, обитающему в Австралии[55]55
  В одном часто цитируемом исследовании 1970-х гг. утверждалось, что у воробьиной пустельги острота зрения достигает 160 циклов на градус, однако другие эксперименты с представителями этого вида выявили гораздо более скромные показатели, сравнимые с человеческими (Fox, Lehmkuhle, and Westendorf, 1976).


[Закрыть]{153}153
  Reymond, 1985; Mitkus et al., 2018.


[Закрыть]. У него едва ли не самые узкие фоторецепторы во всем животном царстве, поэтому их можно расположить на сетчатке максимально плотно. В результате на экране, демонстрирующем орлу окружающий мир, пикселей в два раза больше, чем у нас. Благодаря такой компактности фоторецепторов орел замечает крысу на расстоянии порядка полутора километров.

И все-таки орлы и другие хищные птицы – единственные животные, которым мы сильно уступаем в зоркости. Специалист по сенсорной биологии Элинор Кейвз сопоставила показатели остроты зрения для сотен видов, и почти всем им далеко до человека{154}154
  Caves, Brandley, and Johnsen, 2018.


[Закрыть]. Помимо хищных птиц с нами более или менее могут тягаться лишь приматы. Неплохие результаты показывают осьминоги (46 циклов на градус), жирафы (27), лошади (25) и гепарды (23){155}155
  Veilleux and Kirk, 2014; Caves, Brandley, and Johnsen, 2018.


[Закрыть]. У львов острота зрения составляет лишь 13 циклов на градус – это чуть выше порога в десять циклов на градус, за которым человек официально признается слепым. Большинство животных недотягивают и до него, в том числе половина всех птиц (включая, как ни удивительно, колибри и сипух), большинство рыб и все насекомые. Острота зрения пчелы равна одному циклу на градус. Ноготь большого пальца вашей вытянутой руки – это примерно один пиксель видимого мира пчелы, и все детали этого ногтя сливаются для нее в невнятное пятно. У 98﹪ насекомых зрение еще грубее. «Странное существо – человек, – говорит мне Кейвз. – Нас нельзя назвать чемпионами ни в какой сенсорной модальности, но в остроте зрения мы хороши». К сожалению, как ни парадоксально, именно острое зрение не позволяет нам прочувствовать другие умвельты. «Нам кажется, раз мы это видим, значит, видят и остальные, и если нам что-то бросается в глаза, значит, оно точно так же привлекает внимание всех остальных, – объясняет Кейвз. – Но это не так».

Кейвз и сама угодила в ловушку этого перцептивного предубеждения. Она изучает креветок-чистильщиков, которые любезно очищают чешую рыб от паразитов и отмерших частиц. «Они чистят цветных рифовых рыбок, и сами они тоже цветные, поэтому я думала, что зрение у них вполне приличное», – говорит мне Кейвз. Оказалось, что нет. Это их клиенты видят ярко-голубые пятна на теле креветки и ярко-белые усы, которыми они шевелят, но сами чистильщики ничего такого не различают. Их ярчайший окрас не попадает в их умвельт даже прямо рядом с ними. «Скорее всего, они и собственных усов не видят», – предполагает Кейвз.

Множество бабочек щеголяет замысловатыми цветными узорами на крыльях, возможно предупреждающими врагов о том, что насекомое для них ядовито. Кое-кто из ученых предполагал, что по этим узорам бабочки узнают друг друга, но это вряд ли, поскольку для этого у них недостаточно острое зрение. Если дрозд различает черные пятна, усеивающие оранжевые крылья бабочки пестрокрыльницы изменчивой, то другая пестрокрыльница, скорее всего, видит просто оранжевую муть. Мы всегда смотрели на бабочек, креветок-чистильщиков и зебр не теми глазами – своими, а не их.

Почему же тогда, хотя у животных на теле так часто встречаются изысканные узоры, зоркостью могут похвастаться лишь немногие из них? В некоторых случаях это объясняется тем, что глаз находится в плену собственного прошлого. Фасеточный глаз обречен на низкое разрешение из-за самого своего устройства, и поэтому насекомые и ракообразные, пошедшие этим путем, сейчас находятся в тупике. Ктыри достигли рекордных для насекомых 3,7 цикла на градус, но это, пожалуй, предел{156}156
  Feller et al., 2021.


[Закрыть]. Чтобы сравниться зоркостью с человеческим, глазу мухи пришлось бы разрастись до метра в диаметре{157}157
  Kirschfeld, 1976.


[Закрыть].

Пестрокрыльница глазами разных видов с разного расстояния

Кроме того, у зорких глаз имеется весомый недостаток. Как показывает пример клинохвостого орла, остроты зрения можно добиться за счет уменьшения и более плотного размещения фоторецепторов. Однако в таком случае площадь улавливания света у каждого рецептора сократится, а значит, снизится и чувствительность. Эти качества – чувствительность и разрешение – находятся по отношению друг к другу в обратной зависимости: преуспеть одновременно и в том и в другом не получится. Ясным днем орел замечает кролика на огромном расстоянии, однако после заката орлиный взор резко слабеет. (Ночных орлов не бывает.) И наоборот: львы и гиены, может, и не различают издалека полоски на шкурах зебр, зато благодаря высокой чувствительности зрения успешно охотятся на этих зебр по ночам. Они, как и многие другие животные, отдали предпочтение чувствительности в ущерб остроте. Глаза, как и положено, эволюционируют в соответствии с потребностями своих обладателей. Некоторым животным четкого изображения просто не нужно. А кому-то не нужно вообще никакого изображения.

Дэниел Спайзер никогда бы не подумал, что посвятит свою научную карьеру попыткам сопереживать чувствам морского гребешка. В 2004 г., когда он поступал в магистратуру, гребешков он знал с той же стороны, что и большинство, – как «кусок мяса на тарелке», рассказывает он мне. Однако каждый такой аппетитно поджаренный кусочек – всего лишь мускул, которым гребешок удерживает сомкнутыми створки своей раковины. Посмотрите на живого, не разделанного гребешка, и вы увидите совсем другое существо. И оно вас тоже увидит. Под кромкой каждой из веероподобных половинок раковины располагаются глаза – у одних видов их десятки, у других бывает и до двухсот{158}158
  Mitkus et al., 2018.


[Закрыть]. У бухтового гребешка глаза напоминают неоновые ягоды черники. Спайзеру они кажутся одновременно «забавными, жуткими и чарующими».

То, что у гребешка, в отличие от большинства других двустворчатых моллюсков, таких как устрицы и мидии, имеются глаза, само по себе необычно. Еще необычнее, что эти глаза, как выяснил Майк Лэнд в 1960-е гг., – сложные{159}159
  Land, 1966.


[Закрыть]. Каждый располагается на конце подвижного щупальца, у каждого есть крошечный зрачок. «Мурашки по коже, когда видишь, как они все одновременно сокращаются и расширяются», – говорит Спайзер. Свет проходит сквозь зрачок и падает на глазное дно, где его отражает вогнутое зеркало. Это зеркало представляет собой поверхность, идеально замощенную квадратными кристаллами, совокупность которых фокусирует свет на сетчатках. Именно так, на сетчатках, во множественном числе. Их по две на каждый глаз, и они отличаются друг от друга настолько, насколько вообще могут отличаться две непохожие сетчатки разных представителей животного мира[56]56
  Фоторецепторы у животных делятся на два основных типа – цилиарные (ресничные) и рабдомерные. Оба используют опсины, однако функционируют совершенно по-разному. Раньше ученые считали, что ресничные рецепторы бывают только у позвоночных, а рабдомерные – только у беспозвоночных. Но это не так: в обоих случаях были обнаружены оба типа рецепторов. И оба они есть у гребешка, одна сетчатка которого состоит из ресничных фоторецепторов, а вторая – из рабдомерных (Speiser and Johnsen, 2008a). Почему так? Неизвестно, хотя, судя по всему, одна сетчатка служит для распознавания движущихся объектов, а другая – для выбора места обитания.


[Закрыть]. В общей сложности каждая пара сетчаток содержит тысячи фоторецепторов, что обеспечивает гребешкам достаточное пространственное разрешение, чтобы различать мелкие объекты. «У них вполне приличная оптика», – сообщает Спайзер[57]57
  Отсюда не следует, что глаз гребешка можно считать идеалом. Проникая в глаз, луч света должен сперва пройти через сетчатку, и только потом зеркало сможет отразить и сфокусировать его. У сетчатки есть две возможности поглотить этот свет – сначала при первом прохождении, когда он еще рассеян, а затем в сфокусированном виде. Это значит, что глаз видит сфокусированное изображение на фоне расплывчатой мути.


[Закрыть].

Но зачем она им? Если гребешку что-то угрожает, он может уплыть, щелкая створками раковины, словно тревожными кастаньетами. Но если не считать этих редких проявлений бурной деятельности, он в основном неподвижно сидит на дне, пропуская через себя воду и отфильтровывая из нее съедобные частицы. Сонке Йонсен называет гребешки «распиаренными мидиями». Зачем же им такой сложный глаз, да еще и не один, а десятки и даже сотни? Зачем гребешку зрение? Чтобы разобраться, Спайзер провел эксперимент, который он назвал «Гребешок-ТВ». Он пристегивал раковины гребешка к небольшим сиденьям, помещал их перед экраном и демонстрировал моллюскам сгенерированное компьютером видео дрейфующих мелких частиц{160}160
  Speiser and Johnsen, 2008b.


[Закрыть]. Исходно никто не верил, что этот эксперимент сработает, настолько комично он выглядел. Но все получилось. Если частицы были достаточно крупными и двигались достаточно медленно, гребешки открывали створки, будто собираясь поесть. «Полный сюр, ничего безумнее в жизни не видел», – говорит мне Йонсен.

После этого Спайзер полагал, что глаза гребешкам нужны, чтобы замечать потенциальную пищу. Теперь же он подозревает, что все несколько сложнее. Между глазами распределены щупальца, с помощью которых гребешки обоняют растворенные в воде молекулы. Спайзер полагает, что запах служит им для распознавания хищников (например, морских звезд), а зрение – чтобы подмечать объекты, достойные уточняющего обнюхивания. Открывая створки во время передачи «Гребешок-ТВ», они собирались не поесть, а исследовать свое окружение. «Я думаю, в данном случае мы наблюдали проявление любопытства у гребешков», – говорит Спайзер.

Спайзер подозревает, что зрение у гребешков работает совсем не так, как у нас. Наш мозг объединяет частично дублируемую информацию от обоих глаз в единую картину. Теоретически гребешок мог бы проделывать то же самое для сотни глаз, но, учитывая, насколько примитивен его мозг, это маловероятно. Скорее всего, каждый глаз просто сообщает мозгу, уловил ли он какое-то движение. Представьте себе мозг гребешка как охранника, сидящего перед сотней мониторов, каждый из которых подключен к камере с датчиком движения. Если камеры что-то улавливают, охранник отправляет собак-ищеек с острым нюхом выяснить, что происходит. Но тут есть нюанс: камеры могут быть самыми навороченными, однако изображение, которое они фиксируют, охраннику не пересылается. Мониторы у охранника – это просто сигнальные лампочки, которые вспыхивают, когда камера что-то засекла. Если Спайзер прав насчет этого диковинного устройства, то даже при хорошем пространственном разрешении каждого отдельного глаза хозяин этих глаз может и не обладать пространственным зрением. Он чувствует, что его глаза в определенной области тела что-то уловили, однако визуального образа объекта он не получает. У него в голове не прокручивается постоянное кино, как у нас. Он видит без картинки.

Это зрение, наверное, ближе к нашему осязанию, чем к тому, что мы воспринимаем глазами. Мы чувствуем каждой клеткой своей кожи, но при этом не создаем тактильного изображения окружающей действительности. Мало того, мы в основном игнорируем эти ощущения, пока что-нибудь нас не кольнет или не ткнет (или пока мы сами во что-нибудь не ткнемся). А первая наша реакция на неожиданное тактильное ощущение – обернуться и посмотреть. Возможно, у гребешка тонким исследовательским чувством служит обоняние (а не зрение), а грубым общетелесным улавливающим чувством – зрение (а не осязание)[58]58
  Эта гипотеза особенно убедительна, поскольку глаза гребешка – это модифицированные хемосенсорные щупальца. Его зрительная система – это кустарная модификация того, что изначально использовалось для обоняния и осязания.


[Закрыть].