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

Но если это действительно так, зачем каждому отдельному глазу гребешка такая четкость изображения? Зачем существуют все эти мудреные приспособления – зеркала, двойная сетчатка? Зачем глаз так много, если для полного обзора того, что творится вокруг раковины гребешка, хватило бы и нескольких? Зачем развивать настолько зоркие глаза у существа, чей мозг не в состоянии переварить поставляемую ими информацию?[59]59
  В 1964 г. Майк Лэнд, тогда еще старшекурсник, заглянул в глаз гребешка и увидел собственное перевернутое отражение (Land, 2018). Так он обнаружил, что внутри каждого глаза находится фокусирующее зеркало. Позже он выяснил, что это зеркало состоит из уложенных наподобие черепицы кристаллов, и предположил (совершенно верно), что эти кристаллы состоят из гуанина – одного из азотистых оснований в составе ДНК. Сами по себе кристаллы гуанина не имеют прямоугольной формы, а значит, гребешок должен как-то контролировать их рост (Palmer et al., 2017). Как именно он это делает, неизвестно; остается загадкой и то, каким образом он добивается абсолютно одинаковой толщины всех кристаллов, равной 74 миллиардным долям метра.


[Закрыть] Никто не знает. «Иногда мне кажется, еще чуть-чуть – и я все пойму, проникшись ощущениями гребешков, – говорит мне Спайзер. – Но куда чаще мне остается только снова чесать в затылке»[60]60
  Гребешки не единственные животные, озадачивающие ученых своим распределенным зрением. Моллюски хитоны выглядят как отделенный от головы лоб клингонца из «Звездного пути» (Star Trek): их тело покрыто панцирной броней, пластины которой усеяны сотнями крохотных глаз (Li et al., 2015). Многощетинковые черви сабеллиды напоминают цветные метелки для пыли, выглядывающие из минеральной трубки (Bok, Capa, and Nilsson, 2016). Эти метелки – щупальца, и они тоже сплошь усыпаны глазами. Гигантская тридакна похожа на огромный гребешок; на ее метровой мантии расположены несколько сотен глаз (Land, 2003). Дан-Эрик Нильссон сравнивает подобные глаза с охранной сигнализацией. Уловив близкое движение или нависшую тень, они оповещают своего обладателя, что пора принимать защитные меры. Хитон вцепляется в камень, сабеллида втягивает метелку в трубку, тридакна закрывает створки. Скорее всего, никто из них, как и гребешок, никаких изображений окружающей действительности при этом не видит.


[Закрыть].

У некоторых животных такое распределенное зрение, как у гребешка, работает вообще без всяких глаз. Змеехвостка Ophiomastix wendtii напоминает исхудавшую морскую звезду с очень узкими лучами – ну или пять извивающихся сороконожек, вылезающих в разные стороны из хоккейной шайбы. Глаз как таковых у нее нет, но она определенно видит. Она спешит убраться со света, ползет в сторону тенистых расщелин и даже меняет цвет после заката. В 2018 г. Лорен Самнер-Руни выяснила, что по всей длине ее змеящихся лучей распределены тысячи фоторецепторов. То есть все ее тело функционирует как один сложный глаз[61]61
  У морских ежей, как и у змеехвосток, роль грубого органа зрения играет, вероятно, все тело целиком (Ullrich-Luter et al., 2011). Морской еж – это колючий шар, который передвигается на сотнях трубчатых ножек. На этих ножках расположены фоторецепторы, затеняемые либо колючками ежа, либо его твердым экзоскелетом. Зрение у него, может быть, и не особенно острое, но перемещаться в сторону более темных очертаний он способен.


[Закрыть]{161}161
  Sumner-Rooney et al., 2018.


[Закрыть]. Еще страннее, что глазом оно служит только днем{162}162
  Sumner-Rooney et al., 2020.


[Закрыть].

На рассвете змеехвостка растягивает скрытые в ее коже мешочки с красным пигментом и приобретает насыщенный цвет кровяного сгустка. Ночью же она эти мешочки сжимает и становится бледно-серой в полоску. В растянутом состоянии пигментные мешочки блокируют свет, падающий на фоторецепторы под определенным углом. Таким образом, каждый рецептор приобретает свойственную глазу второй стадии направленность, а в совокупности они обеспечивают своему обладателю пространственное зрение глаза третьей стадии. Но когда ночью пигментные мешочки сжимаются, фоторецепторы остаются без бленды. Утрата возможности определять, с какой стороны падает свет, лишает змеехвостку пространственного зрения. «Она чувствует, что оказалась на свету, но не знает, в какую сторону двигаться, чтобы с него убраться», – поясняет Самнер-Руни.

Как воспринимает эти перемены сама змеехвостка, остается только гадать. У нее, в отличие от гребешка, мозга нет вообще – только децентрализованное кольцо нервов вокруг той самой «шайбы». Это кольцо координирует движения пяти лучей, но не управляет ими: в основном они действуют сами по себе. То есть у змеехвостки имеется такая же странная система камер наблюдения, что и у гребешка, но без всякого охранника. Камеры просто шлют сигналы друг другу. Как именно? Обмениваются ли сигналами камеры, расположенные на противоположных лучах? Или каждый луч – сам себе глаз? Или луч – это скопление полуавтономных органов зрения, случайно оказавшихся взаимосвязанными? «Возможно, разгадка настолько запредельна, что пока нам не приходит в голову ничего даже приблизительно похожего на истину, – предполагает Самнер-Руни. – Все, что мы сегодня знаем о зрении животных, предполагает наличие глаза. Мы опираемся на накопленные за столетие результаты исследований сплошной сетчатки, в которой сгруппированы плотно расположенные фоторецепторы. А змеехвостка многим из этих условий не отвечает».

И змеехвостки, и гребешки с их множеством глаз при отсутствии головы, а то и мозга демонстрируют, насколько необычным может быть зрение. «Чтобы пользоваться зрением, животному необязательно получать картинку, – говорит Самнер-Руни. – Однако человек настолько визуальное существо, что все попытки представить систему до такой степени нам чуждую даются ему очень тяжело». Проще воображать зрительные миры более близких нам существ с головой и двумя глазами. Но и в этом случае мы рискуем не понять, что перед нами.

Взмывая ввысь в восходящих потоках теплого воздуха, белоголовые сипы парят над холмистыми просторами в поисках пищи. Казалось бы, если они замечают туши, лежащие далеко внизу, на земле, то разглядеть большое препятствие у себя на пути они смогут без труда. Однако очень много падальщиков, орлов и других крупных хищных птиц погибают, врезаясь в ветроэнергетические установки. Только в одной из испанских провинций за десять лет в ветряки влетели 342 белоголовых сипа{163}163
  Carrete et al., 2012.


[Закрыть]. Как может дневная птица, входящая в число мировых рекордсменов по зоркости, не обогнуть настолько крупное и заметное сооружение? Грэму Мартину, изучающему птичье зрение, удалось ответить на этот вопрос, задавшись другим: а куда, собственно, смотрит сип?

В 2012 г. Мартин и его коллеги замерили поле зрения белоголового сипа – пространство вокруг головы, которое он может охватить взглядом{164}164
  Martin, Portugal, and Murn, 2012.


[Закрыть]. Для этого они фиксировали голову птицы на специально оборудованной подставке, а затем заглядывали ей в глаза с разных сторон с помощью офтальмологического периметра. «Это тот же прибор, который использует офтальмолог, когда проверяет вам зрение, – объяснил мне Мартин. – Тут самое главное – заставить птицу спокойно посидеть полчаса. Одна меня все-таки попыталась цапнуть – и отхватила кусочек большого пальца».

Периметр показал, что поле зрения сипа включает пространство по обеим сторонам от головы, однако имеет обширные слепые пятна сверху и снизу. В полете сип наклоняет голову вниз, поэтому слепое пятно оказывается прямо по курсу его движения. Вот почему они врезаются в ветрогенераторы: паря в вышине, они не смотрят вперед. Почти на всем протяжении их истории им это попросту не требовалось. «На пути хищных птиц никогда не попадалось ничего большого», – говорит Мартин. Может быть, нам стоит предусмотреть отключение ветряков при появлении птиц или вести пернатых хищников окольным путем с помощью наземных меток. Но наносить любые визуальные подсказки на лопасти самих ветряков бесполезно[62]62
  Почему у сипов в принципе такое узкое поле зрения, не позволяющее им смотреть вперед в полете? Мартин предполагает, что это спасает их большие зоркие глаза от слепящего солнечного света. У птиц с большими глазами, говорит он, слепые пятна тоже обычно больше. У птиц с панорамным обзором (например, уток) глаза меньше и слабее, поэтому яркий солнечный свет они переносят лучше.


[Закрыть]. (В Северной Америке по тем же причинам в ветрогенераторы врезаются белоголовые орланы.)

Размышляя об исследовании Мартина, я вдруг остро осознаю, что у меня самого за спиной огромное пространство, которое я не вижу и о котором почти никогда не думаю. Своеобразие человека и других приматов в том, что имеющаяся у них пара глаз расположена на лицевой части головы, а не по бокам. Левый глаз видит почти то же самое, что и правый: их зрительные поля во многом совпадают. Благодаря такому расположению мы великолепно воспринимаем глубину, однако плохо замечаем, что происходит по сторонам, а увидеть, что творится позади, можем, только повернув голову. Для нас видеть – значит находиться лицом к наблюдаемому объекту, а изучать что-то мы можем, только оборачиваясь и пристально всматриваясь. Но у большинства птиц (за исключением сов) глаза расположены по бокам головы, поэтому, чтобы посмотреть на объект, им не нужно поворачиваться к нему анфас.

Белоголовый сип, который с высоты сканирует взглядом землю, увидит других сипов, парящих поблизости, не оборачиваясь{165}165
  См. Martin (2012), где приводятся выдержки и цитаты из многочисленных научных работ Мартина о поле зрения у птиц.


[Закрыть]. Поле зрения цапли охватывает 180° по вертикали, поэтому, даже держа клюв параллельно поверхности воды, она, не наклоняя голову, видит рыбу, плавающую у ее ног. У кряквы зрение панорамно: у нее нет никаких слепых пятен ни вверху, ни позади. Плывущая по озеру кряква видит весь небосклон целиком, не поднимая головы, а когда она летит, окружающая действительность одновременно двигается ей навстречу спереди и удаляется сзади. Мы привыкли понимать под «видом с высоты птичьего полета» любое зрелище, открывающееся сверху, однако птичий взгляд – это не просто аналог человеческого, только из-под облаков. «Для человека зримый мир располагается впереди, так что человек в него вступает, – писал когда-то Мартин. – У птицы же зримый мир расположен вокруг, со всех сторон, и она движется сквозь него»[63]63
  Куры и многие другие птицы пользуются фронтальным зрением только для объектов, находящихся вблизи, когда нужно не промахнуться, склевывая что-то или подцепляя лапой.


[Закрыть]{166}166
  Martin, 2012.


[Закрыть].

Птицы отличаются от человека и областью, где их зрение острее всего. У многих животных на сетчатке есть участок, где фоторецепторы (и соответствующие им нейроны) упакованы особенно плотно, за счет чего оптическое разрешение там повышается{167}167
  Moore et al., 2017; Baden, Euler, and Berens, 2020.


[Закрыть]. Этот участок может называться по-разному. У беспозвоночных – зоной острого зрения. У позвоночных – центральной областью. Если она при этом вогнутая, как в человеческом глазе, ее именуют «фовеа» (центральная ямка). Чтобы нам всем (кроме разве что специалистов по зрению, у которых я заранее прощу прощения) было удобнее, я буду называть эту область зоной острого зрения у любых живых существ. У человека она напоминает яблочко мишени – круглое пятно в самом центре нашего поля зрения. Именно его вы наводите сейчас на слова, которые читаете. У большинства птиц зона острого зрения тоже круглая, однако нацелена она в сторону, а не вперед. Если птица хочет разглядеть что-то в подробностях, ей приходится смотреть вбок, каждым глазом по очереди{168}168
  Stamp Dawkins, 2002.


[Закрыть]. Именно так ведет себя, например, курица, когда к чему-то присматривается: поворачивает голову то вправо, то влево, используя попеременно то одну, то другую зону острого зрения. «Когда курица смотрит на вас одним глазом, другой в это время может быть занят чем угодно, – говорит зоолог Альмут Кельбер, изучающая зрение у птиц. – У них как минимум два центра внимания, но нам такое очень трудно представить».

У многих хищных птиц вроде орлов, соколов и стервятников в каждом глазу имеется по две зоны острого зрения: одна нацелена вперед, а другая – вбок под углом 45°{169}169
  Mitkus et al., 2018.


[Закрыть]. Боковая зорче, и именно ею обычно пользуется большинство хищных птиц на охоте. Сапсан, пикируя на голубя, не падает на него с высоты камнем, а летит по нисходящей спирали{170}170
  Potier et al., 2017.


[Закрыть]. Только так у него получается не выпускать голубя из поля своего убийственного бокового зрения, летя с опущенной головой. Поднять же голову он не может, чтобы не нарушить обтекаемости, необходимой для стремительного полета[64]64
  Скосить глаз тоже не получится, поскольку повернуть глазное яблоко хищная птица может, по сути, только повернув голову. Глаза у них настолько велики, что почти соприкасаются друг с другом внутри черепа.


[Закрыть].

Сапсаны предпочитают следить за добычей правым глазом. Такие предпочтения у птиц нередки: когда каждый глаз видит свою, отдельную картину, им можно назначать свои, отдельные задачи. Левая половина мозга курицы отвечает за сосредоточенное внимание и категоризацию объектов: правым глазом (который управляется левым полушарием) курица высматривает среди щебня зерна или крошки, а левый на это не способен{171}171
  Ряд разнообразных экспериментов описан в Rogers (2012).


[Закрыть]. Правое полушарие отвечает за все неожиданное: именно левым глазом (который управляется правой половиной мозга) многие птицы оглядывают окрестности в поисках врагов. Они быстрее обнаруживают опасность, если она грозит слева.

Поле зрения животного определяет, что видит его обладатель. Зона острого зрения определяет, что он видит лучше всего. Учитывать нужно оба фактора, иначе можно очень сильно ошибиться в трактовке действий животного. Во взорвавшем TikTok видеоролике фазан аргус выплясывает перед самкой, демонстрируя свое роскошное оперение, а она поворачивается к нему боком, как будто ее это великолепие совершенно не впечатляет. Зрители смеются над напрасными стараниями самца, не подозревая, что самка, наоборот, не сводит с него взгляд – только боковой. У тюленя поле зрения больше похоже на наше, с той разницей, что оно дает отличный обзор над головой и довольно слабый внизу – предположительно, так тюленю легче замечать силуэты рыб на фоне неба{172}172
  Hanke, Römer, and Dehnhardt, 2006.


[Закрыть]. Плывущий на спине тюлень кажется человеку расслабленным и вальяжным, однако на самом деле он внимательно оглядывает дно в поисках пищи.

Ленивыми сомнамбулами кажутся нам и коровы (а также прочий домашний скот), потому что взгляд у них устремлен в одну точку{173}173
  Hughes, 1977.


[Закрыть]. Они редко оборачиваются посмотреть на нас, как обернулся бы человек (или паук-скакун). Но им и не надо. Их поле зрения охватывает почти все пространство вокруг головы, а их зоны острого зрения – это горизонтальные полосы, позволяющие видеть всю панораму разом. То же самое относится и к другим животным, обитающим в плоской среде: кроликам (поле), манящим крабам (пляж), большим рыжим кенгуру (пустыня) и водомеркам (поверхность водоема){174}174
  Отличный обзор исследований членения сетчатки животных: Baden, Euler, and Berens (2020).


[Закрыть]. Если не считать редких исключений в виде пернатых хищников, вертикаль – «вверху» и «внизу» – для таких видов совершенно не важна. Для них существует только горизонталь, зато на все четыре стороны. Корова одновременно видит шагающего ей навстречу крестьянина, подбегающую сзади овчарку и пасущихся по бокам товарок по стаду. Если для нас оглядываться – это неотъемлемая составляющая зрительного опыта, то для животных это на самом деле необычное действие, необходимое лишь тем, у кого ограничено поле зрения и сужена зона острого зрения.

У слонов, гиппопотамов, носорогов, китов и дельфинов по две-три зоны острого зрения на глаз – возможно, потому что быстро обернуться у них не получится[65]65
  Зрачок у кита при сокращении не сжимается в булавочную головку, как наш (Mass and Supin, 2007). Он защипывается посередине, образуя что-то вроде очень натянутой улыбки с двумя расширениями в уголках. Каждое из этих расширений выступает отдельным мини-зрачком, который пропускает свет на свою зону острого зрения.


[Закрыть]{175}175
  Mass and Supin, 1995; Baden, Euler, and Berens, 2020.


[Закрыть]. Хамелеонам оборачиваться не надо, поскольку их глаза-пушечки движутся независимо друг от друга: хамелеон может одновременно смотреть вперед и назад или следить за двумя целями, движущимися в противоположных направлениях{176}176
  Katz et al., 2015.


[Закрыть]. Другие животные меньше стреляют глазами. У многих самцов мух взгляд устремлен вверх: большие омматидии в верхней части их фасеточного глаза, называемой «зона любви», позволяют разглядеть силуэт самки, пролетающей далеко над головой{177}177
  Perry and Desplan, 2016.


[Закрыть]. Самцы поденок (мух-однодневок) пошли еще дальше: часть глаза, отвечающая за обнаружение самок, у них настолько велика, что каждый глаз кажется словно напялившим поварской колпак. Разделен глаз и у рыбки Anableps anableps, плавающей у самой поверхности южноамериканских рек{178}178
  Owens et al., 2012.


[Закрыть]. Верхняя половина ее глаза возвышается над водой и хорошо видит в воздухе, а нижняя остается в воде и приспособлена к подводному зрению. Эту рыбу еще называют четырехглазкой.

В трехмерном мире океанских глубин «вверху» и «внизу» так же важны, как «впереди» и «позади». У многих глубоководных рыб, таких как опистопроктовые и топориковые, глаза представляют собой направленные вверх цилиндры, позволяя им видеть силуэты других существ на фоне слабо освещенной толщи воды. У одного из видов опистопроктовых – темнорылого долихоптера – такой направленный вверх глаз дополнен нацеленным вниз отделом, снабженным собственной сетчаткой{179}179
  Partridge et al., 2014.


[Закрыть]. Этим двухчастным глазом он смотрит сразу и вверх, и вниз. То же самое проделывают гистиотевтисы, или косоглазые кальмары, у которых левый глаз в два раза крупнее правого{180}180
  Thomas, Robison, and Johnsen, 2017.


[Закрыть]. Зависнув в водяном столбе, кальмар меньшим глазом высматривает биолюминесцентные проблески внизу, а большим – силуэты наверху. Глубоководное ракообразное Streetsia challengeri, наоборот, спаяло свои глаза в единый горизонтальный цилиндр, напоминающий сосиску в тесте{181}181
  Meyer-Rochow, 1978.


[Закрыть]. Этот цилиндр видит почти во всех направлениях поперечной плоскости – вверх, вниз и в стороны, но не вперед и не назад.

Представить себя видящим мир как Streetsia, хамелеон или даже корова практически невозможно. Даже если селфи-камера смартфона покажет мне, что делается за моей спиной, показанное все равно появится в моем поле зрения, обращенном вперед, и только вперед. Тут, как и в примере с гребешками, немного выручает аналогия с осязанием. Я могу одновременно воспринимать ощущения кожи головы, подошв ног, груди и спины. Если поднапрячься, почти удается вообразить, как воспринимался бы сплав всеохватности осязания с дальностью зрения. Зрение способно простираться и в любом направлении, и во всех сразу. Оно может окутывать и окружать. Оно может варьироваться не только в пространстве, но и во времени. Оно заполняет не только пустоту вокруг нас, но и неуловимые промежутки между отдельными моментами.

В Средиземноморье водится невзрачная мушка Coenosia attenuata. Светло-серое тельце длиной несколько миллиметров, большие красные глаза – «муха как муха», по словам Паломы Гонсалес-Беллидо. Однако это насекомое не зря называют мухой-убийцей. Слетев со своего листка, она бросается в погоню за дрозофилами, грибными комариками, белокрылками и даже другими мухами-убийцами – «за кем угодно, лишь бы мелким, чтобы можно было подмять его под себя», поясняет Гонсалес-Беллидо. В погоне она вытягивает ноги и, настигнув жертву, смыкает все шесть, заключая добычу в импровизированную клетку. Пленника она нередко уносит обратно на свой листок. Если вам удастся заманить муху-убийцу себе на палец, она будет раз за разом взлетать с него и возвращаться с добычей, словно крохотный сокол на руку сокольничего{182}182
  Simons, 2020.


[Закрыть]. Никогда бы не подумал, что это настолько сказочное переживание. Но это для человека. Для добычи это кошмар наяву. Если у обычной мухи хоботок напоминает губку на рукоятке и используется для впитывания и всасывания жидкости, то у мухи-убийцы хоботок – это гибрид кинжала и рашпиля, используемый для закалывания и скобления. Муха пронзает им жертву, а потом выскабливает ее изнутри живьем. У Гонсалес-Беллидо есть видео, где показано, как ротовой аппарат мухи-убийцы выскребает глаз дрозофилы, оставляя лишь каркас из прозрачных линз. Овощеводы и садоводы часто выпускают мух-убийц у себя в теплицах, чтобы те истребляли вредителей, поэтому сейчас эти насекомые распространились по всему миру.

Для мухи-убийцы самое главное – скорость. «Добыча может появиться откуда угодно, а засушливое Средиземноморье изобилием не балует, поэтому добыча попадается нечасто», – говорит Гонсалес-Беллидо. Мухи-убийцы взлетают, как только заметят то, что теоретически может сгодиться в пищу, а оказавшись в воздухе, хватают добычу как можно быстрее, пока сами не пошли на корм сородичам. Проследить за их полетом не удается даже наметанному человеческому глазу. Снимая такие погони скоростной камерой, Гонсалес-Беллидо выяснила, что обычно все укладывается в четверть секунды{183}183
  Wardill et al., 2013.


[Закрыть]. Бывает и вдвое меньше. Муха-убийца хватает жертву за то время, пока мы моргаем.

Этой ультраскоростной охотой управляет ультраскоростное зрение{184}184
  Gonzalez-Bellido, Wardill, and Juusola, 2011.


[Закрыть]. Говорить о разной скорости зрения у животных вроде бы странновато, ведь свет – это самое быстрое, что есть во вселенной, и зрение кажется нам мгновенным. Но глаз работает не со скоростью света. Фоторецепторам нужно время, чтобы отреагировать на поступающие фотоны, а электрическим сигналам, посланным рецепторами, – чтобы добраться до мозга. У мухи-убийцы эволюция предельно ускорила эти процессы. Когда Гонсалес-Беллидо демонстрирует своим подопытным изображение, на отсылку электрического сигнала, поступление сигнала в мозг, а также отправку мозгом команды мышцам у мухи уходит всего 6–9 миллисекунд[66]66
  Фоторецепторы у мухи-убийцы быстро срабатывают и быстро перезагружаются. Оба свойства очень энергозатратны. В фоторецепторах мухи-убийцы в три раза больше митохондрий (фасолевидных батареек, обеспечивающих животные клетки энергией), чем в фоторецепторах дрозофилы (Gonzalez-Bellido, Wardill, and Juusola, 2011).


[Закрыть]. Человеческим же фоторецепторам требуется от 30 до 60 миллисекунд только на первое из этих действий{185}185
  Masland, 2017.


[Закрыть]. Если вам и мухе-убийце показать изображение одновременно, она уже будет в воздухе, а у вас сигнал еще даже не выйдет за пределы сетчатки. «У нее самые быстродействующие фоторецепторы из всех нам известных», – говорит Гонсалес-Беллидо. В ее голосе мне слышится гордость[67]67
  У других хищных насекомых, таких как стрекозы и ктыри, глаза большие, с высоким разрешением и четко выделенными зонами острого зрения. Преследуя жертву, они поворачивают голову, чтобы не выпускать потенциальную добычу из самой зоркой части своего поля зрения. Мухам-убийцам «нужно внимательно смотреть сразу во все стороны», говорит Гонсалес-Беллидо, поэтому зоны острого зрения у них нет, а разрешение не особенно высоко. Несмотря на это, их охотничья стратегия, судя по всему, более требовательна к качеству зрения. Если стрекозы высматривают силуэт добычи над головой, на фоне неба, то мухи-убийцы совершают, по словам Гонсалес-Беллидо, «невозможное, охотясь сверху». Они замечают добычу, которая движется на сложном фоне, а затем преследуют ее в листве и прочих загроможденных объектами пространствах.


[Закрыть].

В зрительной системе мухи быстрее происходит и обновление данных. Представьте, что вы смотрите на лампочку, которая то вспыхивает, то гаснет. Это мерцание постепенно ускоряется и в какой-то момент сливается в сплошное ровное свечение. Частота мерцания в этот момент называется критической частотой слияния мельканий, или КЧСМ. Она показывает, с какой скоростью мозг обрабатывает зрительную информацию. Считайте, что это частота кадров фильма, прокручивающегося в голове у животного, – порог, за которым череда статических картинок превращается в иллюзию непрерывного движения. У человека КЧСМ при хорошем освещении составляет около 60 кадров в секунду (или герц, сокращенно Гц). У большинства мух – от 350 Гц. У мухи-убийцы она, скорее всего, еще выше. Человеческое кино для нее будет выглядеть как слайд-шоу. Самое молниеносное из наших действий покажется томным и вальяжным. Из-под ладони, которой мы попытаемся ее прихлопнуть, она выскользнет без труда. Наш бокс похож для нее на тай-чи.

В общем и целом чем мельче и быстрее животное, тем выше у него КЧСМ{186}186
  Laughlin and Weckström, 1993.


[Закрыть]. У кошек зрение чуть медленнее, чем у человека (48 Гц), у собак чуть быстрее (75 Гц){187}187
  Некоторые значения КЧСМ животных можно найти в Healy et al. (2013); Inger et al. (2014).


[Закрыть]. Почти застывшее зрение гребешка (от 1 до 5 Гц) все же пошустрее, чем у ночных жаб (от 0,25 до 0,5 Гц). Более или менее приличное, но все равно неспешное зрение у кожистых черепах (15 Гц) и гренландских тюленей (23 Гц). Не особенно расторопное оно в обычных условиях и у меч-рыбы (5 Гц), однако она умеет разгонять свои глаза и мозг с помощью особой мышцы, увеличивая в результате скорость зрения в восемь раз{188}188
  Fritsches, Brill, and Warrant, 2005.


[Закрыть]. Быстрым зрением наделены многие птицы – рекорд в 146 Гц принадлежит тут мухоловке-пеструшке, обладательнице самого стремительного зрения среди протестированных позвоночных; для нее способность замечать и ловить мелькающих в воздухе насекомых – вопрос жизни и смерти[68]68
  Обычные люминесцентные лампы мерцают с частотой 100 Гц, то есть 100 раз в секунду (Evans et al., 2012). Человеческий глаз это мерцание не различает, но многих птиц, таких как скворцы, оно может раздражать и вводить в стресс.


[Закрыть]{189}189
  Boström et al., 2016.


[Закрыть]. А у этих насекомых зрение еще быстрее. У медоносных пчел, стрекоз и мух КЧСМ составляет от 200 до 350 Гц{190}190
  Ruck, 1958.


[Закрыть].

Не исключено, что разница в скорости зрения влечет за собой и разницу в восприятии времени. В глазах кожистой черепахи мир, возможно, движется на ускоренной перемотке и люди лихорадочно носятся туда-сюда, мелькая, словно мухи. В глазах мухи мир, возможно, плывет в замедленной съемке. Ее сородичи, для нас неуловимые и молниеносные, в ее восприятии еле шевелятся, а медленные животные, наверное, не двигаются вовсе. «Все спрашивают, как же мы ловим этих мух-убийц, – рассказывает Гонсалес-Беллидо. – Просто нужно подбираться к ним с пробиркой медленно-медленно. Тогда вы останетесь для них частью фона».

Быстрое зрение требует хорошей освещенности, поэтому мухи-убийцы активны только днем. Но так ограничены не все животные.

Когда солнце перестает прочесывать золотыми пальцами панамский тропический лес и полумрак на нижнем ярусе сгущается в полноценную мглу, из полого сучка вылетает небольшая пчелка. Это Megalopta genalis, галикт. Ноги и брюшко у нее золотисто-желтые, голова и грудь – зеленые с металлическим отливом. Однако человеку вся эта красота обычно не видна, поскольку, когда пчела появляется из своего убежища, для человека уже слишком темно и краски он не различает. Галикт же и в темноте ловко пробирается сквозь путаницу лиан и находит свои любимые цветы, а затем, собрав сколько надо пыльцы, как-то умудряется вернуться домой – в тот же самый сучок толщиной с большой палец.

Эрик Уоррант, который все детство собирал насекомых, а сейчас изучает их глаза, впервые столкнулся с галиктом в 1999 г. во время экспедиции в Панаму. Уоррант почти сразу подтвердил, к собственному изумлению, что галикт в своих ночных вылетах пользуется зрением. На съемке инфракрасной камерой видно, что, покинув вечером свой сучок, галикт разворачивается и ненадолго зависает перед входом, запоминая очертания окружающей листвы{191}191
  Warrant et al., 2004.


[Закрыть]. Потом, собрав пыльцу, он отыскивает дорогу обратно, пользуясь зрительной памятью. Если Уоррант развешивал около гнезда собственные метки – например, белые квадраты, – а потом, пока пчела летала за добычей, переносил их к другому сучку, пчела возвращалась ко второму. Вернуться в нужное место – задача непростая даже ясным днем: панамские джунгли – это непролазная чащоба, и сучьев там не сосчитать. И тем не менее галикт как-то находит свой дом «в самой кромешной тьме, на которую у вас хватит воображения», говорит Уоррант. Он снимал, как пчела отыскивает гнездо глухой ночью, когда сам он даже собственную руку перед глазами не различал. Только в специальных очках ночного видения ему удалось рассмотреть то, что пчела видела невооруженным глазом. «В темноте они передвигаются так же ловко, как обычные пчелы при дневном свете, – рассказывает Уоррант. – Они подлетают в два счета, без колебаний находят то, что ищут, и невероятно быстро и точно садятся. Я мало что видел в жизни такого же поразительного».

Уоррант полагает, что предки галикта перешли в ночную смену, чтобы избежать жесткой конкуренции с дневными опылителями, в число которых входят другие пчелы. Однако животным-визуалам жить и работать ночью не так-то просто – по двум причинам. Одна из них очевидна: сильное снижение освещенности{192}192
  O'Carroll and Warrant, 2012.


[Закрыть]. Даже при полной луне ночь в миллион раз темнее, чем солнечный день. Безлунная ночь, когда в небе горят только звезды, темнее еще в сотню раз. А если звезды прячутся за облаками или закрыты кронами деревьев – еще в сотню раз. Но галикту эта беззвездная тьма, в которой глазу почти нечего поглощать, нипочем – он все равно в ней ориентируется. О второй причине догадаться труднее: иногда фоторецепторы случайно срабатывают сами, и таких ложных тревог ночью может оказаться больше, чем положительных сигналов при поглощении настоящих фотонов{193}193
  O'Carroll and Warrant, 2012.


[Закрыть]. Поэтому ночным животным приходится не только улавливать имеющиеся жалкие крохи света, но и игнорировать фантомные, которых не существует. Они вынуждены одновременно преодолевать физические ограничения и биологическую неоднозначность.

Кто-то из животных просто выбыл из борьбы. Зрительную систему, как и все системы чувств, очень дорого выстраивать и обслуживать. Одна только подготовка фоторецепторов и связанных с ними нейронов к тому, чтобы они успели отреагировать на свет в момент его появления, уже требует ощутимых затрат{194}194
  Niven and Laughlin, 2008; Moran, Softley, and Warrant, 2015.


[Закрыть]. Даже в те периоды, когда животное не видит ничего, ресурсы расходуются на поддержание возможности применения зрения. Насколько велики эти расходы, можно судить по тому, как уменьшается или исчезает глаз, когда становится ненужным или неэффективным. Какие-то животные подключают другие чувства, независимые от света. (С ними мы познакомимся позже. Многие необычные чувства были открыты благодаря тому, что ученые заинтересовались способностью животных творить невероятные вещи в полной темноте.) Какие-то отказываются от зрения совсем{195}195
  Porter and Sumner-Rooney, 2018.


[Закрыть]. Под землей, в пещерах и других неосвещаемых закоулках нашей планеты, где зрение себя не окупает, глаза нередко утрачиваются за ненадобностью[69]69
  Способов избавиться от глаз существует немало, и эволюция перепробовала их все (Porter and Sumner-Rooney, 2018). Линзы-хрусталики атрофируются. Зрительный пигмент пропадает. Глазное яблоко западает в глазницу или зарастает кожей. Один только вид рыб – мексиканская пещерная тетра – утрачивал глаза несколько раз за свою историю, когда разные зрячие популяции переселялись из пронизанных солнцем рек в темные пещеры и независимо друг от друга отказывались от зрения. Как заметил Эрик Уоррант, «огромные глаза Голлума в „Хоббите“ противоречат всякой естественно-научной логике».


[Закрыть].

Другие же животные не спешили сдаваться перед темнотой и вырабатывали способы видеть даже во мраке. Кто-то – включая и галикта, которого изучал Уоррант, – прибег к нейронным хитростям{196}196
  Warrant, 2017.


[Закрыть]. Галикт объединяет отклики разных фоторецепторов, составляя из множества мелких пикселей несколько крупных мегапикселей. Кроме того, его фоторецепторы могут дольше собирать фотоны перед тем, как сработать, – как фотоаппарат на длинной выдержке, когда затвор дольше остается открытым. Благодаря этим двум стратегиям фотоны, поглощаемые глазом галикта, группируются во времени и в пространстве, повышая уровень сигнала по отношению к шуму. В результате изображение получается зернистым и медленным, но все же ярким, хотя яркости взяться как будто неоткуда. А «видеть мир медленнее, более зашумленным и пересвеченным все же лучше, чем не видеть его совсем», – говорит Уоррант[70]70
  Ночное зрение галикта обеспечивается чем-то еще помимо этих хитростей. «Я не могу объяснить, как им это удается, – говорит мне Уоррант. – У меня есть некоторые догадки насчет механизмов, позволяющих усилить зрение при слабой освещенности, но в общую картину они пока не складываются».


[Закрыть].

Видеть в темноте животным позволяет и способность не упускать ни единого фотона. У некоторых видов, таких как кошки, олени и многие другие млекопитающие, за сетчаткой имеется отражающий слой под названием «тапетум» – он возвращает фоторецепторам любой упущенный ими свет, и они получают второй шанс собрать фотоны, не уловленные в первый заход[71]71
  Именно из-за отражения в тапетуме глаза собак, кошек, оленей и других животных светятся в лучах фар и на фото со вспышкой. В темную полярную зиму структура тапетума у северных оленей меняется, позволяя ему отражать еще больше света (Stokkan et al., 2013). Совершенно случайно при этом меняется и цвет тапетума, поэтому золотисто-желтый отсвет глаз становится зимой ярко-голубым.


[Закрыть]. У других животных развились необычайно большие глаза и широкие зрачки. Глаза серой неясыти так велики, что заметно выпирают из ее головы. У долгопятов – небольших, похожих на гремлинов приматов из Юго-Восточной Азии – глаз крупнее, чем мозг{197}197
  Collins, Hendrickson, and Kaas, 2005.


[Закрыть]. А самые большие глаза развились в самых непроглядных потемках нашей планеты – в океанских глубинах.

Погружаясь в океан, мы попадаем в самую обширную среду обитания на нашей планете – жизненное пространство, в 160 раз превышающее по объему все экосистемы суши, вместе взятые{198}198
  Warrant and Locket, 2004.


[Закрыть]. И почти повсюду там царит темнота.

На глубине в 10 м вода поглощает уже 70﹪ света с поверхности{199}199
  Два замечательных обзорных материала на тему зрения в океане – Warrant and Locket (2004); Johnsen (2014).


[Закрыть]. Если вы погружаетесь в батискафе, все, что у вас есть красного, оранжевого или желтого, теперь кажется черным, коричневым или серым. К 50 м пропадают почти все оттенки зеленого и фиолетового. На стометровой глубине остается только синий, причем насыщенность его составляет не более 1﹪ от той, что мы имеем на поверхности. На отметке в 200 м – верхней границе мезопелагической (или сумеречной) зоны – эта насыщенность снижается еще в 50 раз. Теперь беспримесная синева приобретает мистический лазерный оттенок и заполняет собой все. В этой синеве мелькают серебристые рыбы. Желеобразные медузы и сифонофоры плавно змеятся мимо. На глубине в 300 м темно, как безлунной ночью, и тьма продолжает сгущаться. Рыбы постепенно становятся все чернее, а беспозвоночные – краснее. Они все чаще светятся сами, и их биолюминесцентные вспышки расцвечивают контур вашего погружающегося батискафа. В районе 850 м остаточного солнечного света уже так мало, что наши глаза там попросту не работают. На глубине в 1000 м не работают ничьи глаза. Это начало батипелагической (или полуночной) зоны. О сложных визуальных картинах, к которым мы привыкли на суше, уже давно и речи нет, теперь вокруг живой космос – кромешная темнота, усеянная мерцающими биолюминесцентными звездами. А до дна – в зависимости от того, в какой точке планеты вы погружаетесь, – может быть еще 10 000 м.

Беспросветная темнота океанских глубин сильно осложняет задачу ученым, решившим изучать их обитателей. Чтобы хоть что-то разглядеть, исследователям приходится включать фонари батискафа, но этот свет губителен для существ, приспособившихся к жизни в темноте. Даже лунный свет может в считаные секунды ослепить глубоководную креветку, что уж говорить о прожекторе. Некоторые обитатели глубин кидаются в самоубийственную атаку на батискаф. Испуганная меч-рыба может попытаться протаранить борт мечом. Кто-то замирает или пускается наутек. «Получается, что своим появлением на глубине мы создаем что-то вроде пузыря диаметром метров сто, из которого удирают все, кто способен удрать, – говорит Сонке Йонсен. – В основном мы наблюдаем ужас, панику и ослепление. Мы видим, как ведут себя животные, решившие, что с ними явилось расправиться какое-то выжигающее глаза божество».

Чтобы меньше вмешиваться в глубоководные умвельты, научный руководитель Йонсена Эдит Виддер сконструировала скрытую камеру под названием «Медуза»{200}200
  Widder, 2019.


[Закрыть]. Она снимает глубоководных животных в неразличимом для большинства из них красном свете, приманивая их кольцом синих диодов, напоминающим биолюминесцентную медузу. «Единственное настоящее новшество состоит в том, что мы выключили свет, – поясняет Йонсен. – И вот тогда у нас начали случаться действительно крупные удачи».

В июне 2019 г. Виддер и Йонсен взяли «Медузу» в двухнедельную экспедицию по Мексиканскому заливу. Посреди единственного, кажется, на весь залив шторма они вручную спускали 136-килограммовую камеру на двухкилометровом тросе, а следующей ночью вытаскивали обратно. «Вы когда-нибудь вытягивали агрегат размером с холодильник с глубины в милю? – интересуется Йонсен. – Мы так развлекались по три часа каждую ночь». После каждого подъема Натан Робинсон внимательно просматривал отснятые «Медузой» материалы. И вот за первые четыре погружения «там мелькнула одна-единственная слабо мерцающая точка – светящаяся биолюминесценцией креветка, – рассказывает Йонсен. – Шикарно, да?»