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

А потом, 19 июня, «я стою на мостике, и вдруг к трапу подскакивает Эди – рот до ушей, и я понимаю, что так обрадовать ее могло только одно». В пятое погружение «Медузе» попался гигантский кальмар.

Отснятые кадры не оставляли сомнений{201}201
  Johnsen and Widder, 2019.


[Закрыть]. На глубине 759 м перед объективом появляется длинный цилиндр. Он, извиваясь, плывет к камере, а потом разворачивает пучок шевелящихся конечностей с присосками. Ухватив ненадолго камеру двумя длинными щупальцами, он через какое-то время теряет к ней интерес и снова растворяется в темноте. Научная группа опознала его как трехметрового подростка, которому до максимума в 13 м было еще расти и расти, – и тем не менее это был он, гигантский кальмар, почти мифическое существо с самыми большими и чувствительными глазами на планете.

Как я уже упоминал в начале этой главы, глаза гигантского кальмара (и такого же длинного и при этом гораздо более массивного антарктического глубоководного кальмара) бывают крупнее футбольного мяча, достигая диаметра в 27 см. Эти пропорции озадачивают. Да, большие глаза более чувствительны, поэтому обитателю темных глубин вроде бы вполне логично отрастить себе такие. Но ни у одного другого живого существа, включая и глубоководных, нет ничего даже приблизительно сравнимого{202}202
  Nilsson et al., 2012.


[Закрыть]. Следующие по размеру глаза принадлежат синему киту и примерно вдвое меньше, чем у кальмара. Глаз меч-рыбы, крупнейший среди рыб, имеет 9 см в диаметре и поместился бы у гигантского кальмара в зрачке. Глаза кальмара не просто огромны; они абсурдно и чрезмерно огромны, больше, чем у любого другого животного. Что такое нужно видеть кальмару, чего не увидит глаз как у меч-рыбы?

Сонке Йонсен, Эрик Уоррант и Дан-Эрик Нильссон полагают, что нашли ответ{203}203
  Nilsson et al., 2012.


[Закрыть]. Они подсчитали, что в океанских глубинах увеличению размера глаз мешает принцип убывающей отдачи. Чем больше глаз, тем больше ему требуется энергии, однако дополнительной зрительной мощи это увеличение уже почти не дает. Девять сантиметров, диаметр глаза меч-рыбы, – это предел, увеличивать дальше бессмысленно. Но, как выяснила исследовательская группа, существует одна-единственная задача, с которой гигантские глаза все же справляются лучше: различать большие светящиеся объекты на глубине свыше 500 м. Такой объект на этой глубине действительно появляется, и видеть его гигантскому кальмару действительно жизненно необходимо. Этот объект – кашалот.

Кашалот – самый крупный из зубастых хищников в мире и главный враг гигантского кальмара. В желудках кашалотов обнаруживаются залежи кальмаровых клювов, похожих на клюв попугая, а на головах – круглые шрамы, оставленные зазубренными присосками кальмара. Сами кашалоты не светятся, но, как и погружающийся батискаф, они вызывают биолюминесцентные вспышки, сталкиваясь с небольшими медузами, ракообразными и другим планктоном. Своими непропорционально огромными глазами гигантский кальмар различает это предательское мерцание с расстояния в 130 м и успевает убраться подальше. Он единственный среди живых существ обладает достаточно большими глазами, чтобы разглядеть такие биолюминесцирующие облака издали, и единственный, кому это в самом деле нужно. «Больше никто из животных не высматривает на глубине ничего настолько внушительного», – говорит Йонсен. Кашалоты и другие зубатые киты для поисков пищи пользуются эхолокацией, а не зрением. Крупных акул интересует добыча поменьше. Синие киты питаются крилем – крошечными ракообразными, напоминающими креветок. Может быть, этим рачкам и нелишне было бы видеть биолюминесцентное облако синего кита, но их фасеточным глазам для этого недостает разрешения, а их телам – расторопности, чтобы успеть воспользоваться полученной информацией. Гигантский (а также антарктический глубоководный) кальмар – единственные среди исполинов, кому нужно видеть исполинских хищников, и эта уникальная потребность породила уникальный умвельт. Обладатели самых больших и самых чувствительных глаз на планете прочесывают взглядом одну из самых темных сред обитания, высматривая, не мерцает ли в этом мраке едва различимый силуэт атакующего кита[72]72
  Судя по всему, гигантский кальмар – это общемировой вид, то есть он обитает во всех океанах. Однако очень долго о его существовании человек узнавал только по останкам, которые волны выбрасывали на берег. Первые фотографии этого создания в природе были сделаны лишь в 2004 г. Первая видеосъемка в естественной среде обитания появилась в 2012 г., когда Виддер с коллегами опробовали тогда еще совсем новую «Медузу» у побережья Японии (Schrope, 2013). Семь лет спустя невидимая камера еще раз продемонстрировала свою полезность всего в 180 км к юго-востоку от Нового Орлеана. «Эта часть залива забита нефтедобывающими платформами, там тысячи телеуправляемых подводных аппаратов, – рассказывает Йонсен. – Но их операторы не видели гигантского кальмара ни разу, а мы – уже с пятого погружения. Либо мы самые везучие люди в мире, либо дело в том, что мы выключили свет». (Вообще-то, везения им не занимать. Через полчаса после просмотра кадров с кальмаром ударившая в судно молния сожгла массу оборудования, но жесткий диск «Медузы» каким-то чудом уцелел. Некоторое время спустя судно благополучно проскочило мимо водяного смерча.)


[Закрыть].

Выключите свет, и мир вокруг станет монохромным. Происходит это потому, что наш глаз содержит два вида фоторецепторов – палочки и колбочки. Колбочки позволяют видеть цвет, но работают только при ярком свете. В темноте за дело берутся более чувствительные палочки, и пестрый калейдоскоп дневных оттенков сменяется ночной чернотой и серостью. Раньше ученые полагали, что так происходит у всех животных и что цвет ночью не различает никто.

А потом, в 2002 г., Эрик Уоррант и его коллега Альмут Кельбер провели перевернувший эти представления эксперимент с винным бражником{204}204
  Kelber, Balkenius, and Warrant, 2002.


[Закрыть]. Размах крыльев у этого оливково-розового европейского насекомого достигает 7 см. Бражник питается исключительно ночью, зависая над цветком и высасывая нектар развернутым во всю немалую длину хоботком. Кельбер приучила своих красавцев пить из кормушек, скрытых за синими и желтыми карточками. Привыкнув ассоциировать эти цвета с пищей, бражники уверенно отличали их от таких же по яркости оттенков серого. И не путали их, даже когда Кельбер постепенно приглушала свет в лаборатории.

При слабом свете, соответствующем сиянию наполовину полной луны, для Кельбер все стало черно-белым, а бражники действовали как ни в чем не бывало. На каком-то этапе «я могла разглядеть бражника, только просидев в темноте двадцать минут, пока глаза не привыкали, – рассказывает она мне, – и то я уже не различала его хоботок», а бражник при этом по-прежнему безошибочно выбирал нужные кормушки. Потом освещенность снизилась до уровня звездной ночи, и, хотя Кельбер не видела уже совсем ничего, винный бражник все так же воспринимал карточки во всем их разноцветье. Однако в его глазах эти цвета, скорее всего, были совсем не похожи на те, что воспринимаем мы.

3
Крапурный, зелпурный, желпурный
Цвет

Заводя щенка той-пуделя, Морин и Джей Нейц, «как и положено хорошим родителям, прочитали книгу о том, как воспитывать собаку», рассказывает Джей. В книге утверждалось, что собачьи клички лучше всего подбирать двухсложные, с твердыми согласными. Нейцы перебрали разные варианты, а потом Морин в качестве шуточной отсылки к исследованиям зрения, которыми занимался Джей, предложила Ретину («сетчатка» на латыни и по-английски). («Так ведь в Ретине три слога», – замечаю я. «А мы произносим два, – объясняет Джей. – Рет-на».) Кудрявой черной милашке предстояло войти в историю. Ретина вместе с несколькими другими собаками впервые продемонстрировала, какие цвета на самом деле видит этот вид.

В 1980-е гг., когда Нейцы учились в аспирантуре, многие считали, что собаки не различают цвета. Карикатурист Гэри Ларсон в своем комиксе «Обратная сторона» (The Far Side) изобразил собаку, которая, молясь перед сном, просит, чтобы «мама, папа, Рекс, Джинджер, Такер, я и все остальные наши родные начали видеть цвета». Ученые на этот миф тоже купились: как утверждал один учебник, «цветового зрения у млекопитающих, за исключением приматов, судя по всему, нет»{205}205
  Tansley, 1965.


[Закрыть]. Однако тщательно проверить наличие цветового зрения исследователи удосужились лишь у нескольких видов, в число которых собаки, при всей их популярности, не вошли{206}206
  Neitz, Geist, and Jacobs, 1989.


[Закрыть]. «Собаководы постоянно спрашивали меня, что видят их собаки, – говорит Джей, – а мы даже не догадывались. Точнее, догадки у нас были, но не было доказательств».

Чтобы получить эти доказательства, Джей привел к себе в лабораторию Ретину и двух левреток. Он выдрессировал их усаживаться перед тремя светящимися панелями, одна из которых отличалась от двух других по цвету. Собака, ткнувшая носом в отличающуюся панель, получала в награду сыр. Надо сказать, сыр они получали часто. Собаки действительно различают цвета{207}207
  Neitz, Geist, and Jacobs, 1989.


[Закрыть]. Они просто видят не тот диапазон, который обычно видим мы. И большинство других животных тоже видят не его. Чтобы представить себе их разнообразные зрительные палитры, нужно сперва понять, что такое, собственно, цвет, как его видят животные и зачем у них в принципе развилась способность его видеть. Цветовое зрение – тема настолько сложная, что даже упрощенное объяснение, которое я сейчас дам, может показаться слишком абстрактным и запутанным. Но потерпите немного: без этих подробностей мы не сумеем понять, как устроен пестрый мир птиц, бабочек и цветов. Чтобы полюбоваться розами, сперва придется продраться через заросли бурьяна.

Свет имеет разную длину волны{208}208
  Прекрасный вводный курс по цветному зрению: Osorio and Vorobyev (2008); Cuthill et al. (2017); а также глава 7 в Cronin et al. (2014).


[Закрыть]. Тот свет, который мы видим, относится к диапазону от 400 (воспринимается нами как фиолетовый) до 700 нм (воспринимается нами как красный). Нашей способностью улавливать эти длины волн и весь заключенный между ними радужный спектр мы обязаны белкам опсинам, составляющим основу любого зрения. Опсины бывают разными, и каждый из них лучше всего поглощает волны определенной длины. В норме цветовое зрение у человека обеспечивается тремя такими опсинами, содержащимися в трех типах колбочек нашей сетчатки. В соответствии со своей оптимальной длиной волны опсины (и содержащие их колбочки) называются длинными, средними и короткими или попросту красными, зелеными и синими[73]73
  Строго говоря, если действительно называть колбочки по длине волны, которая возбуждает их опсины лучше всего, длинные и короткие колбочки нужно было бы именовать не красными и синими, а желто-зелеными и фиолетовыми.


[Закрыть]. Отраженный от рубина свет, попадая к нам в глаз, сильнее всего стимулирует длинные (красные) колбочки, средние (зеленые) – умеренно, а короткие (синие) – слабо. Со светом, отраженным от сапфира, происходит прямо противоположное: сильнее всего реагируют короткие (синие) колбочки, остальные слабее.

Каждая кривая соответствует одному типу колбочек. Пик кривой приходится на длину световой волны, к которой наиболее чувствительна такая колбочка. Обратите внимание, что у собак имеется два типа колбочек, а у человека – три

Однако цветовое зрение предполагает не только улавливание световых волн разной длины, но и сравнение их между собой. Три типа колбочек подключены к сложной сети нейронов, которые складывают и вычитают их сигналы. Какие-то из этих нейронов возбуждаются сигналами от красных колбочек, но тормозятся сигналами от зеленых – в результате мы отличаем красный от зеленого. Другие нейроны возбуждаются синими колбочками, но тормозятся красными и зелеными – так мы различаем синий и желтый. Эта простая нейронная арифметика – К – З и С – (К + З) – называется оппонентностью. Именно по этим формулам первичные сигналы всего от трех типов колбочек преобразуются в то радужное великолепие, которое мы воспринимаем.

Оппонентность лежит в основе (почти) любого цветоощущения. Без нее живое существо не сможет различать цвета в привычном нам смысле. У рачков дафний (их еще называют водяными блохами) четыре опсина, чувствительных к оранжевой, зеленой, фиолетовой и ультрафиолетовой частям спектра{209}209
  Примеры необычного цветового зрения см. в Marshall and Arikawa (2014).


[Закрыть]. Однако эти длины волн просто запускают аппаратно определенные, почти рефлекторные реакции: ультрафиолет означает солнце, от него отплываем подальше, зеленый и желтый значат пищу – плывем туда. Дафнии реагируют на четыре определенные разновидности света, которые мы воспринимаем как разные цвета. Но для дафний, не имеющих возможности сравнить сигналы от четырех своих опсинов, не существует спектра.

Таким образом, цвет по сути своей субъективен. Ни в травинке, ни в световой волне с длиной 550 нм, которую она отражает, никакой изначально и постоянно присущей ей «зелености» нет. Превращением физического свойства в ощущение зеленого занимаются наши фоторецепторы, нейроны и мозг. Цвет существует в глазах смотрящего – и в его мозге. Достаточно вспомнить случай художника Джонатана И., описанный Оливером Саксом и Робертом Вассерманом в «Истории художника с цветовой слепотой» (The Case of the Colorblind Painter){210}210
  Sacks and Wasserman, 1987.


[Закрыть]. Всю жизнь он нормально различал цвета и писал цветные картины, но после черепно-мозговой травмы его мир стал черно-белым. Сетчатка у него осталась невредимой, опсины были на месте, колбочки работали. Однако мозг теперь воспринимал только оттенки черного, белого и серого. Даже мысленным взором, закрыв глаза, художник видел все совершенно бесцветным.

Незначительная доля людей – и целые виды животных – тоже воспринимают мир лишь в оттенках серого, при этом без всякой мозговой травмы: просто их сетчатка не приспособлена к цветовому зрению. Их называют монохроматами. У одних, как у ленивцев и броненосцев, есть только палочки, которые отлично работают в полумраке, но для цветовосприятия не предназначены{211}211
  Emerling and Springer, 2015.


[Закрыть]. У других, как у енотов и акул, имеется лишь один тип колбочек, а поскольку цветовое зрение строится на оппонентности, одна колбочка – это все равно что ничего{212}212
  Peichl, 2005; Hart et al., 2011.


[Закрыть]. У китов тоже только одна колбочка: перефразируя специалиста по зрению Лео Пейхля, для синего кита океан не синий{213}213
  Peichl, Behrmann, and Kröger, 2001.


[Закрыть]. Колбочки есть только у позвоночных, но у других животных имеются свои фоторецепторы, реагирующие на волны определенной длины, а значит, играющие сходную роль. Как ни удивительно, у головоногих – осьминогов, кальмаров и каракатиц – имеется только один тип таких рецепторов, то есть они тоже монохроматы[74]74
  Исключение составляет кальмар-светлячок (Seidou et al., 1990). Это единственный из головоногих, у которого обнаружено три разных типа фоторецепторов, и поэтому он вполне может обладать цветовым зрением.


[Закрыть]{214}214
  Hanke and Kelber, 2020.


[Закрыть]. Животные, способные быстро менять цвет, сами эту игру оттенков не видят.

Такое обилие монохроматов указывает на одно из самых контринтуитивных обстоятельств, касающихся цветоощущения: в нем нет необходимости. Почти всё, для чего животным требуется зрение – ориентация в пространстве, поиски корма, коммуникация, – вполне осуществимо в черно-белом варианте. Зачем же тогда вообще нужно различать цвета?

Физиолог Вадим Максимов предположил, что ответ нужно искать за 500 млн лет до нашего времени, в кембрийском периоде, когда появились предки современных групп животных{215}215
  Maximov, 2000.


[Закрыть]. Многие из этих доисторических созданий жили в мелких морях, среди солнечных бликов, играющих в толще воды. На наш современный взгляд, эта солнечная рябь очень красива, но древних монохроматов она должна была сильно сбивать с толку. Если освещенность того или иного участка воды меняется за какую-нибудь секунду в 100 раз, распознавать нужные объекты на его фоне становится гораздо труднее. Вот впереди вдруг потемнело – что это, тень надвигающегося врага или просто облако ненадолго перекрыло солнечные лучи? Монохроматический глаз, различающий только свет и темноту, останется в неведении. Глаз, способный на цветовосприятие, справится намного лучше – потому что соотношение интенсивностей световых волн разной длины сохраняется, даже когда общая освещенность растет или падает. Клубничина, которая выглядит красной при ярком свете, будет выглядеть красной и в тени, а ее зеленая плодоножка останется зеленой даже на красноватом закатном солнце. Цвет – а еще точнее, оппонентное цветовосприятие – обеспечивает постоянство. Способность сравнивать уровень сигналов от фоторецепторов, настроенных на разную длину волны, позволяет животному стабилизировать картину окружающего мира, в котором свет пляшет и мельтешит. Для этого достаточно хотя бы двух типов фоторецепторов. Это основа дихромазии, простейшей разновидности цветового зрения. Именно такая имеется у Ретины, других собак и большинства млекопитающих.

У собак две колбочки: одна содержит длинный, желто-зеленый опсин, вторая – короткий, сине-фиолетовый{216}216
  Neitz, Geist, and Jacobs, 1989.


[Закрыть]. Они видят в основном оттенки синего, желтого и серого. Мой корги Тайпо, глядя на свою красно-фиолетовую игрушку, скорее всего, воспринимает красный как темный охристо-желтый, а фиолетовый – как насыщенный синий. А вот ярко-зеленое кольцо, которое он любит грызть, стимулирует обе колбочки одинаково; в силу оппонентности эти сигналы взаимно уничтожаются, поэтому Тайпо видит кольцо белым.

Лошади тоже дихроматы, и их колбочки чувствительны к волнам примерно той же длины, что и у собак. Это значит, что лошади очень плохо различают оранжевые метки, которые используются для обозначения препятствий на скачках{217}217
  Paul and Stevens, 2020.


[Закрыть]. Человеческий трихроматический глаз эти огненные сполохи, конечно, не пропустит, но для дихроматического лошадиного, как выяснили Сара Кэтрин Пол и Мартин Стивенс, они сливаются с фоном. Так что, если адаптировать ипподром к лошадиному зрению, метки нужно наносить кислотно-желтым, ярко-синим или белым.

Собственно, если бы мы решили сделать ипподромы инклюзивными в смысле человеческого зрения, нам, скорее всего, пришлось бы поступить так же. Большинство людей, страдающих «цветовой слепотой», тоже дихроматы, поскольку у них отсутствует одна из трех положенных колбочек. На самом деле цвета они видят, пусть и в урезанном диапазоне. У цветовой слепоты есть много разновидностей, но к собачьему и лошадиному варианту зрения ближе всего дейтеранопы, лишенные средней (зеленой) колбочки. Их мир окрашен в желтый, синий и серый, а красный и зеленый для них почти неразличимы. Страдающие цветовой слепотой могут путаться в сигналах светофора, цветовой маркировке проводов и образцах краски{218}218
  Colour Blind Awareness, n. d.


[Закрыть]. Им бывает трудно разобраться в обозначениях на упаковке или схеме, отличить игроков соперничающих команд, одетых в предположительно контрастную форму, и даже выполнить простое, казалось бы, учебное задание, например нарисовать радугу. В ряде стран им отказывают в праве пилотировать самолет, поступать на военную службу и даже водить машину. Цветовая слепота не должна бы ограничивать возможности человека, однако она это делает, поскольку вся человеческая культура ориентирована на трихроматов. Что же такого выдающегося в трихромазии, помимо того, что ею обладает большинство представителей нашего вида? Если основной массе млекопитающих хватает дихромазии, почему ее не хватает нам и другим приматам? Зачем нам различать цвета именно так?

Первые приматы почти наверняка имели дихроматическое зрение{219}219
  Carvalho et al., 2017.


[Закрыть]. У них было два типа колбочек – короткая и длинная. Они видели мир синим и желтым, как собаки. Но в какой-то момент после 43, но до 29 млн лет назад случилось событие, навсегда изменившее умвельт одной конкретной ветви приматов: они получили дополнительную копию гена, кодирующего длинный опсин. Когда клетки делятся, а их ДНК копируется, такие удвоения нередки. Это ошибка, но ошибка удачная, поскольку она дает лишнюю копию гена, с которой эволюция может поиграть без ущерба для оригинала. Именно так и произошло с геном длинного опсина{220}220
  Carvalho et al., 2017.


[Закрыть]. Одна из двух копий осталась прежней, поглощающей световые волны длиной 560 нм. Вторая же постепенно перестроилась на более короткую волну в 530 нм, превратившись в тот опсин, который мы сегодня называем средним (зеленым). Эти два гена идентичны на 98﹪, однако эти ничтожные 2﹪ разницы означают пропасть между восприятием мира только в синем и желтом и добавлением в палитру красного и зеленого[75]75
  Оба гена – и среднего, и длинного опсина – находятся на X-хромосоме. Если ошибочную копию любого из этих генов унаследует обладатель двух X-хромосом, у него остается «резервная копия». Если же ошибочную копию унаследует обладатель одной X-хромосомы и одной Y-хромосомы, ему придется довольствоваться тем, что есть. Именно поэтому красно-зеленый дальтонизм, обычно обусловленный утратой либо средней, либо длинной колбочки, у мужчин встречается гораздо чаще, чем у женщин.


[Закрыть]. Приматы, у которых к изначальным длинным и коротким опсинам добавились средние, обрели трихромазию и передали свое расширенное зрение потомкам – африканским, азиатским и европейским обезьянам. В эту группу входит и человек.

Как у нас появилось именно такое цветовосприятие, мы поняли, остается понять – зачем. Почему конкретно вторая копия гена длинного опсина эволюционировала в сторону поглощения средних световых волн? Ответ вроде бы очевиден: чтобы различать больше цветов. Монохромат различает примерно сотню оттенков серого в диапазоне от черного до белого. Дихромат добавляет к ним примерно сотню ступеней между желтым и синим, что при умножении на серые оттенки дает десятки тысяч воспринимаемых цветов. Трихромат добавляет к этому еще около сотни переходов от красного к зеленому, которые, помноженные на диапазон дихромата, доводят число различаемых оттенков до миллионов. Каждый дополнительный опсин увеличивает зрительную палитру в геометрической прогрессии{221}221
  Pointer and Attridge, 1998; Neitz, Carroll, and Neitz, 2001.


[Закрыть]. Но если дихроматам отлично живется с десятками тысяч воспринимаемых цветов, какая выгода трихроматам от миллионов?

С XIX в. ученые предполагали, что трихроматам лучше удавалось находить красные, оранжевые и желтые плоды в зеленой листве[76]76
  Исследователь цветового зрения Кентаро Арикава впервые понял, что не различает красный и зеленый, в шесть лет, когда мама попросила его набрать в саду клубники на завтрак. У него ничего не получилось, и мама была недовольна. В нескольких лабораторных экспериментах трихроматы действительно лучше дихроматов справлялись с поиском фруктов.


[Закрыть]{222}222
  Mollon, 1989; Osorio and Vorobyev, 1996; Smith et al., 2003.


[Закрыть]. Некоторое время назад некоторые исследователи выдвинули гипотезу, что преимущество трихроматов заключается, скорее, в способности находить в тропическом лесу самые питательные листья, имеющие, пока они свежи и богаты белком, красный отлив{223}223
  Dominy and Lucas, 2001; Dominy, Svenning, and Li, 2003.


[Закрыть]. Собственно, одно другого не исключает: большинство приматов питаются фруктами, но, когда их нет или они еще не созрели, более крупные виды вполне могут перебиться свежей листвой. «Лучших условий для развития трихромазии и не придумаешь, – говорит Аманда Мелин, изучающая зрение приматов (и при случае, как мы узнали в предыдущей главе, окрас зебр). – Она и основную пищу помогает искать, и запасной вариант»[77]77
  Кроме того, зрение у приматов необыкновенно острое, возможно, именно здесь нужно искать ответ на вопрос, почему трихромазия не развилась у других млекопитающих, питающихся плодами и листьями. «Ну, будет у мыши трихромазия, какая от нее польза не особенно зоркому ночному млекопитающему?» – спрашивает Мелин. А вот остроглазые приматы благодаря трихромазии могут высматривать плоды и молодые листья издалека, добираясь до них, прежде чем конкуренты узнают об их существовании.


[Закрыть].

Не укладывается в эту гипотезу история нечеловекообразных обезьян Нового Света. У них тоже развилась трихромазия, но другим путем и с совершенно другими последствиями. В 1984 г. Джеральд Джейкобс заметил, что одни беличьи обезьяны реагируют на красный свет, а другие не реагируют{224}224
  Jacobs, 1984.


[Закрыть]. И ему удалось – с помощью Джея Нейца – выяснить почему. У беличьих обезьян вторая копия гена длинного опсина так и не появилась[78]78
  Исключение тут составляют обезьяны-ревуны (Saito et al., 2004). Они живут в Новом Свете, но, в отличие от остальных нечеловекообразных соседей по континенту, трихроматы у них не только самки, но и самцы. Объясняется это тем, что трихромазия у них развивалась так же, как у их собратьев в Африке и Евразии, – за счет дублирования гена длинного опсина. Причем шел этот процесс независимо.


[Закрыть]{225}225
  Jacobs and Neitz, 1987.


[Закрыть]. Вместо этого у них теперь встречается несколько вариантов изначального гена, часть из которых производит длинные опсины, а часть – средние. Этот ген тоже находится на X-хромосоме, а значит, самцы (обладатели набора XY) всегда наследуют только один вариант. Длинный или средний – неважно, они в любом случае обречены на дихромазию. А вот самки, обладательницы набора ХХ, иногда могут наследовать сразу оба варианта: и длинный, и средний, по одному на каждую Х-хромосому. Тогда они получают трихромазию[79]79
  На самом деле все еще сложнее, поскольку у многих американских обезьян имеются три возможных варианта одного и того же гена. Самка может унаследовать два из трех вариантов или пару одинаковых, а значит, у таких обезьян существует шесть разновидностей цветовосприятия – три дихроматические и три трихроматические (Jacobs and Neitz, 1987).


[Закрыть]. Поэтому, когда группа таких обезьян скачет по кронам деревьев в поисках пищи, одни видят красные плоды в зеленой листве, а другие только желтое и серое. Даже братья и сестры порой воспринимают цвет по-разному.

Может показаться, будто дихромазия ставит своих обладателей в невыгодное положение. Но Аманда Мелин, 15 лет изучавшая белоплечих капуцинов в лесах Коста-Рики, так не считает. Ведя наблюдение за несколькими стаями этих обезьян, она научилась отличать каждую особь, а затем, собрав их экскременты и секвенировав ДНК, выяснила, кто из них дихромат, а кто трихромат. Оказалось, что вероятность выживания и размножения у тех и других примерно одинаковая{226}226
  Fedigan et al., 2014.


[Закрыть]. Трихроматы действительно лучше находят ярко окрашенные плоды, зато дихроматы успешнее отыскивают насекомых, маскирующихся под палочки и листья{227}227
  Melin et al., 2007, 2017.


[Закрыть]. Поскольку их не отвлекает буйство красок, они лучше трихроматов видят контуры и форму, мастерски распознавая маскировку. Мелин наблюдала, как они хватают насекомых, о присутствии которых она, трихромат, даже не догадывалась. В расширении диапазона различаемых цветов есть как плюсы, так и минусы. Больше не всегда значит лучше, поэтому часть самок – и все самцы – по-прежнему остаются дихроматами.

Точнее, почти все самцы. В 2007 г. Нейцы ввели в глаза двух взрослых самцов беличьей обезьяны человеческий ген длинного опсина, обеспечивший им три типа колбочек вместо двух и превративший их таким образом в трихроматов{228}228
  Mancuso et al., 2010.


[Закрыть]. Два самца, Далтон и Сэм, внезапно начали показывать совершенно другие результаты в офтальмологических тестах, которые до этого они проходили каждый день в течение двух лет, и стали различать прежде невидимые для них цвета. Далтон вскоре после эксперимента умер от диабета, но Сэм в апреле 2019 г., когда я в последний раз говорил с Джеем, практиковался в трихромазии уже 12-й год. Мне было интересно, как ему теперь живется. Ведет ли он себя как-то иначе? Реагирует ли на фрукты не так, как раньше? «Я пытался у него узнать, – смеется Джей. – Ну что, спрашиваю, круто? Интересная же фишка, скажи? Но ему как будто все равно».

Как по мне, молчание Сэма очень красноречиво. Оно напоминает нам, что сам по себе расширенный диапазон цветовосприятия никакого преимущества не дает. В цвете как таковом нет ничего волшебного. Волшебство начинается, когда – и если – цвет для животного что-то означает. Какие-то цвета нам особенно важны, поскольку, унаследовав от наших предков-трихроматов способность их различать, мы наделили эти цвета социальным смыслом. И наоборот, есть цвета, которые нам совершенно безразличны. Есть цвета, которые мы даже не видим.

В 1880-е гг. банкир, археолог и ученый-энциклопедист Джон Леббок пропустил через призму луч света и направил образовавшуюся радугу на муравьев{229}229
  Lubbock, 1881.


[Закрыть]. Муравьи кинулись врассыпную. Но Леббок успел заметить, что они cбежали и с того участка, который находился за фиолетовым концом радуги и ему самому казался темным. Муравьи же видели его не так. Для них он был залит ультрафиолетовым светом, то есть в буквальном переводе с латыни «светом дальше фиолетового». Ультрафиолетовое (УФ) излучение располагается в диапазоне от 10 до 400 нм[80]80
  Видимый свет – это лишь небольшая часть огромного электромагнитного спектра, и мы не случайно улавливаем только ее. Очень короткие электромагнитные волны, такие как рентгеновские и гамма-лучи, в основном поглощаются атмосферой. Очень длинным, таким как микро– и радиоволны, не хватает энергии, чтобы уверенно возбуждать опсины. Поэтому ни одно живое существо не видит ни микроволн, ни рентгеновских лучей. Для зрения подходит только очень узкий диапазон световых волн «не слишком большой, не слишком маленькой» длины от 300 до 750 нм (Dusenbery, 1992). Наши глаза, воспринимающие волны от 400 до 700 нм, уже охватывают почти весь этот потенциальный промежуток. Однако по краям еще многое может случиться.


[Закрыть]. Люди его в основном не улавливают, но «муравьи определенно видят его как отдельный, отличный от других цвет (о котором мы не можем составить представления), – провидчески писал Леббок. – Судя по всему, общий облик окружающего мира и окраска предметов должны представляться им совсем не такими, как нам».

В то время в науке бытовало мнение, что животные либо не различают цветов, либо видят тот же спектр, что и мы{230}230
  Прекрасный обзор исследований в области ультрафиолетового зрения и истории его изучения: Cronin and Bok (2016).


[Закрыть]. Леббок продемонстрировал, что муравьи составляют тут исключение. Еще через полвека выяснилось, что ультрафиолет видят пчелы и гольяны{231}231
  Goldsmith, 1980.


[Закрыть]. Тогда концепция изменилась: некоторые животные воспринимают цвета, которые не воспринимаем мы, но эта способность, судя по всему, встречается очень редко. Прошло еще полвека, и в 1980-е гг. исследователи доказали, что чувствительные к ультрафиолету фоторецепторы имеются у многих птиц, пресмыкающихся, рыб и насекомых. Концепция снова поменялась: ультрафиолет видят многие группы животных, но не млекопитающие. Опять не угадали: в 1991 г. Джеральд Джейкобс и Джей Нейц установили, что короткая колбочка, приспособленная к поглощению ультрафиолета, имеется у мышей, крыс и песчанок{232}232
  Jacobs, Neitz, and Deegan, 1991.


[Закрыть]. Хорошо, как скажете – значит, у млекопитающих тоже бывает УФ-зрение, но только у мелких, таких как грызуны и летучие мыши. И снова нет: в 2010-е гг. Глен Джеффри обнаружил, что с помощью короткой (синей) колбочки ультрафиолет различают северные олени, собаки, кошки, свиньи, коровы, хорьки и многие другие млекопитающие{233}233
  Douglas and Jeffery, 2014.


[Закрыть]. Скорее всего, они воспринимают УФ как насыщенный оттенок синего, а не как отдельный цвет, но все-таки воспринимают. Это удается и некоторым людям.

Обычно наш хрусталик блокирует ультрафиолетовые лучи, но люди, потерявшие хрусталик в результате хирургической операции или травмы, воспринимают УФ как выбеленный синий цвет. Так было с художником Клодом Моне, оставшимся без левого хрусталика в возрасте 82 лет{234}234
  Zimmer, 2012.


[Закрыть]. Он начал видеть ультрафиолетовое излучение, отражающееся от кувшинок, и на его картинах они из белоснежных превратились в иссиня-белые. Но Моне – это исключение; в большинстве своем люди ультрафиолет все же не видят, и, возможно, именно поэтому ученые так упорно считали эту способность редкой и в остальном животном мире. На самом же деле все как раз наоборот. Большинство животных, воспринимающих цвет, видят и ультрафиолет{235}235
  Tedore and Nilsson, 2019.


[Закрыть]. Это и есть норма, а вот мы – отклонение[81]81
  Почему же для большинства людей ультрафиолет невидим? Скорее всего, это издержки зоркости. Когда свет проходит через наш хрусталик, более короткие волны преломляются под более острыми углами. Если хрусталик пропускает ультрафиолет, волны такой длины фокусируются в точке, вынесенной сильно вперед по сравнению с остальными, что размывает изображение на сетчатке. Это называется хроматической аберрацией. Маленькому глазу или глазу, которому не требуется особая зоркость, она не мешает, а вот для животного с большими глазами и острым зрением это серьезная проблема. Возможно, именно поэтому приматы не различают ультрафиолет, а хищные птицы видят его гораздо хуже, чем остальные пернатые.


[Закрыть].

Ультрафиолетовое зрение распространено настолько широко, что для большинства животных значительная часть окружающего мира выглядит совсем не так, как для нас[82]82
  Некоторые ученые полагают, что первой разновидностью цветового зрения была дихромазия на основе зеленого и ультрафиолетового фоторецепторов (Marshall et al., 2015). Если эта гипотеза верна, то животные видят УФ с тех самых пор, с каких видят цвет.


[Закрыть]. Вода рассеивает УФ-лучи, образуя сплошную ультрафиолетовую дымку, на фоне которой рыбе проще разглядеть крошечный планктон, поглощающий такое излучение. Грызуны хорошо видят темные силуэты птиц на фоне залитого ультрафиолетом неба. Северные олени мгновенно различают мох и лишайник, почти не отражающие УФ-лучи, на отражающем ультрафиолет заснеженном склоне{236}236
  Tyler et al., 2014.


[Закрыть]. Я могу продолжать еще долго.

И я буду продолжать. С помощью ярких УФ-узоров цветы рекламируют свою продукцию опылителям{237}237
  Primack, 1982.


[Закрыть]. Если человеческому глазу лепестки подсолнечника, бархатцев или рудбекии волосистой кажутся однородно окрашенными, то пчелы различают у их основания ультрафиолетовые участки, складывающиеся в отчетливую мишень. Обычно эти узоры указывают на местонахождение нектара, но могут оказаться и ловушкой. В цветах устраивают засаду на опылителей пауки-бокоходы{238}238
  Herberstein, Heiling, and Cheng, 2009.


[Закрыть]. Для нас они неотличимы от цветка, на котором сидят, и потому их всегда считали виртуозами маскировки. Однако внимание пчелы они, наоборот, привлекают, отражая огромное количество ультрафиолета и тем самым повышая притягательность цветка в ее глазах. Вместо того чтобы сливаться с фоном, некоторые из них, наоборот, стараются стать как можно заметнее для своей восприимчивой к ультрафиолету добычи.

У многих птиц имеются ультрафиолетовые узоры на перьях. В 1998 г. две научные группы независимо друг от друга пришли к выводу, что значительная часть «голубого» оперения синиц-лазоревок отражает огромное количество ультрафиолета{239}239
  Andersson, Ornborg, and Andersson, 1998; Hunt et al., 1998.


[Закрыть]. Как констатировала одна из их публикаций, «лазоревка на самом деле ультрафиолетовка». Человеку все лазоревки кажутся практически одинаковыми, однако в действительности самцы и самки сильно отличаются благодаря УФ-узорам. То же самое верно для более чем 90﹪ тех видов певчих воробьиных, пол которых мы не можем определять визуально, в том числе для ласточек-касаток и пересмешников{240}240
  Eaton, 2005.


[Закрыть].

Ультрафиолетовые узоры невидимы не только для человека. Поскольку в воде УФ-излучение сильно рассеивается, хищные рыбы, которым важно замечать добычу на расстоянии, часто нечувствительны к ультрафиолету. Их жертвы не преминули воспользоваться этой слабостью. Меченосцы, обитающие в реках Центральной Америки, представляются нам невзрачными, но, как выяснили Молли Каммингс и Гил Розенталь, самцы некоторых их видов щеголяют насыщенными ультрафиолетовыми полосками по бокам и на хвосте{241}241
  Cummings, Rosenthal, and Ryan, 2003.


[Закрыть]. Эти метки привлекают самок, но невидимы для главных врагов меченосца. В тех районах, где хищников больше, УФ-метки у меченосцев ярче. «Они могут франтить без опаски», – говорит Каммингс. Такие же тайные шифры ученые обнаружили и на Большом Барьерном рифе в Австралии, где водится рыба-ласточка. На взгляд человека, это такой лимон с плавниками, как две капли воды похожий на близкородственные ему виды. Но Ульрика Зибек выяснила, что голова рыбы-ласточки покрыта УФ-полосками, словно у нее потекла невидимая тушь{242}242
  Siebeck et al., 2010.


[Закрыть]. Хищники эти метки не видят, но самим рыбам-ласточкам они помогают отличать представителей своего вида от остальных.

Нам ультрафиолетовое излучение представляется чем-то загадочным и дурманящим. Этот невидимый оттенок, располагающийся сразу за гранью нашего зрения, – перцептивный пробел, который наше воображение стремится заполнить. Ученые часто приписывали ему особый или тайный смысл, расценивая его как канал скрытой коммуникации[83]83
  Были и другие не выдержавшие испытания временем гипотезы об ультрафиолете. В 1995 г. финская научная группа выдвинула предположение, что пустельга находит полевок по ультрафиолетовому излучению, отражающемуся от их мочи (Viitala et al., 1995). Этот тезис часто повторялся в книгах и документальных фильмах, «но это ошибка», считает Альмут Кельбер. В 2013 г. Кельбер с коллегами доказали, что моча полевок не особенно хорошо отражает УФ-лучи и неотличима от воды (Lind et al., 2013). Пустельге ее сверху не разглядеть.


[Закрыть]{243}243
  Stevens and Cuthill, 2007.


[Закрыть]. Однако, если не считать меченосца и рыбу-ласточку, в большинстве случаев эти теории не подтверждаются. В реальности УФ-зрение и УФ-сигналы встречаются на каждом шагу. «Я лично считаю, что это просто еще один цвет», – говорит мне Иннес Катхилл, изучающая цветовое зрение.