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

А теперь поставим на наше место пчелу. Пчелы – трихроматы, причем наибольшую чувствительность их опсины проявляют к зеленому, синему и ультрафиолету. Если бы у пчел были ученые, они бы поражались существованию невидимого для них цвета, который мы называем красным, а они могли бы именовать «ультражелтым». Первое время они утверждали бы, что другие живые существа не различают ультражелтый, а потом гадали бы, почему в мире так много способных его различать. Они могли бы предположить, что он какой-то исключительный. Они фотографировали бы розы с помощью ультражелтой камеры и восторгались бы их непривычным видом. Теоретизировали бы насчет того, что гигантские двуногие, которые этот цвет видят, наверняка передают тайные послания вспыхивающим на их щеках румянцем. В конце концов они, возможно, поняли бы, что это просто еще один цвет, единственная особенность которого – отсутствие в пчелином зрительном диапазоне. И задумались бы, как бы им жилось, если бы они добавили в свой умвельт и этот цвет, превратив трехцветное зрение в четырехцветное.

Примостившийся на высоте почти 3000 м в Скалистых горах город Готик в штате Колорадо вырос в свое время благодаря богатым серебряным приискам. Но когда в конце XIX в. цены на серебро рухнули, Готик стал городом-призраком. А потом в 1928 г. нежданно-негаданно обрел вторую жизнь – в качестве научно-исследовательской станции. Сегодня в Биологической лаборатории Скалистых гор RMBL (Rocky Mountain Biological Laboratory), которую ласково называют Рамбл («Ворчалка», от английского rumble), трудятся ученые со всего мира. Каждое лето сотни специалистов из разных областей перекочевывают сюда пожить среди оживших декораций к вестерну и поработать, изучая местные почвы и водные потоки, клещей и сурков. Мэри Касуэлл (Касси) Стоддард в 2016 г. приехала ради колибри.

«Я с детства наблюдала за птицами, но только в колледже узнала, что птицы видят цвета, которых не видит человек, – рассказывает мне Стоддард. – Меня это потрясло». У большинства птиц четыре типа колбочек, опсины которых наиболее чувствительны к красному, зеленому, синему и либо фиолетовому, либо ультрафиолетовому. То есть птицы – тетрахроматы. Теоретически они должны различать множество цветов, к которым мы невосприимчивы. Чтобы проверить, действительно ли они на это способны, группа Стоддард провела эксперимент с обитающими вокруг Рамбла широкохвостыми колибри – красавцами с переливчатым зеленым оперением и (у самцов) ярким фуксиевым горлышком.

Воспользовавшись естественным инстинктом колибри собирать нектар с интенсивно окрашенных цветков, Стоддард приманивала их к кормушкам с помощью особой подсветки воспринимаемых тетрахроматами оттенков{244}244
  Stoddard et al., 2020.


[Закрыть]. На кормушку с нектаром лампа светила смесью зеленого и ультрафиолета, а на кормушку с водой – только зеленым. Сама Стоддард разницы между лампами не видела, но колибри усваивали ее в два счета. Уже к концу дня все больше птиц слеталось к кормушке с нектаром, «научившись различать подсветку, которая нам представляется одинаковой, – поясняет Стоддард. – Именно это мы всегда и предполагали, но увидеть такое собственными глазами было поразительно»[84]84
  Когда Стоддард настраивала обе лампы на одинаковый свет, колибри уже не могли уверенно слетаться на кормушку с нектаром. Это значит, что находить правильную кормушку им помогает именно цветовосприятие, а не простое запоминание расположения или обращение к другим чувствам, например обонянию.


[Закрыть].

Но даже после таких экспериментов мы запросто можем не до конца осознавать, что именно видят прочие птицы. Это не просто человеческое зрение плюс ультрафиолет или пчелиное зрение плюс красный. Тетрахромазия – это не банальное расширение видимого спектра с двух сторон. Она открывает новое, дополнительное измерение цветовосприятия. Как мы помним, дихроматы различают примерно 1﹪ цветов, которые видят трихроматы, – десятки тысяч из миллионов. Если между трихроматами и тетрахроматами сохраняется такой же разрыв, мы видим 1﹪ из сотен миллионов цветов, различаемых птицами. Представьте себе человеческое трихроматическое зрение в виде треугольника, три вершины которого соответствуют красной, зеленой и синей колбочкам{245}245
  Классика на тему визуализации цветного зрения: Kelber, Vorobyev, and Osorio (2003).


[Закрыть]. Каждый видимый нами цвет складывается из этих трех, и его можно обозначить точкой на плоскости этого треугольника. У птиц же цветовое зрение представляет собой пирамиду, вершины которой соответствуют четырем колбочкам. Весь имеющийся у нас диапазон цветов – это лишь одна грань пирамиды, объем которой заполнен красками, большинству из нас недоступных.

При одновременной стимуляции красной и синей колбочек мы видим пурпурный – цвет, которого нет в радуге и которому нельзя поставить в соответствие световую волну определенной длины. Такие смешанные цвета называют неспектральными. У колибри, как у обладательницы четырех типов колбочек, число таких «коктейлей» гораздо больше – это и УФ-красный, и УФ-зеленый, и УФ-желтый (красный + зеленый + УФ) и, возможно, УФ-пурпурный (красный + синий + УФ). Моя жена предложила, к восторгу Стоддард, называть эти цвета крапурным, зелпурным, желпурным и ультрапурпурным[85]85
  Я пока не решил, как лучше называть УФ-пурпурный – ультрапурпурным или пурпурпурным.


[Закрыть]. Как выяснила Стоддард, эти неспектральные цвета со своими оттенками составляют примерно треть обнаруживаемых в окраске растений и оперений{246}246
  Stoddard et al., 2020.


[Закрыть]. В глазах птицы лес и луг переливаются зелпурным и желпурным. В восприятии широкохвостой колибри ярко-фуксиевое горлышко самца сияет ультрапурпурным.

Совершенно иначе представляют себе тетрахроматы и белый цвет. Белый – это то, что мы воспринимаем, когда все наши колбочки стимулируются одинаково. Но чтобы возбудить птичий квартет колбочек, нужна совсем не такая комбинация волн, как для человеческого трио. Бумага обрабатывается красителями, случайно поглощающими ультрафиолет, поэтому для птицы она белой выглядеть не будет. Многие предположительно «белые» перья отражают ультрафиолет, поэтому тоже совсем не обязательно видятся птицам белыми{247}247
  Stoddard et al., 2019.


[Закрыть].

Трудно узнать, как выглядят для птиц все эти крапурные, зелпурные и прочие неспектральные переходы, говорит Стоддард. Как скрипачка, она знает, что две одновременно взятые ноты могут прозвучать как отдельные, а могут слиться в совершенно новый тон. Как же, если воспользоваться этой аналогией, колибри воспринимают крапурный – как сочетание красного и ультрафиолета или как совершенно новый самостоятельный цвет? Выбирая, к какому цветку направиться, «объединяют ли они крапурные с красными или считают их отдельными категориями?» – размышляет Стоддард. Крапурный от чисто красного они отличают, «но я не могу сформулировать, каким он им представляется».

Птицы – не единственные тетрахроматы. Четыре типа колбочек есть и у пресмыкающихся, насекомых и пресноводных рыб, включая банальных аквариумных{248}248
  Neumeyer, 1992.


[Закрыть]. Двигаясь во времени вспять от современных тетрахроматов, ученые пришли к выводу, что первые позвоночные тоже, скорее всего, имели по четыре колбочки{249}249
  Collin et al., 2009.


[Закрыть]. Млекопитающие – возможно потому, что поначалу все они были ночными, – две из этих предковых четырех утратили, став дихроматами. Но динозавры, под ногами которых они шныряли, почти наверняка обладали тетрахромазией и «видели множество классных неспектральных оттенков», по мнению Стоддард. Забавно, что на иллюстрациях и в фильмах динозавров очень долго раскрашивали в тусклые серо-буро-болотные тона; только недавно художники стали расцвечивать их яркими красками, вдохновившись осознанием, что динозавры – это предки птиц. Но даже это созданное трихроматом колористическое буйство – лишь бледная тень того великолепия, которым, вероятно, щеголяли и которое воспринимали динозавры.

Большинству из нас гораздо проще представить себе собачье цветовосприятие, чем птичье (или динозавровое). Если вы трихромат, дихромазию можно смоделировать с помощью приложения, убирающего определенные цвета. Можно смоделировать даже цветовосприятие другого трихромата (например, пчелы), наложив их сине-зелено-ультрафиолетовую схему на нашу красно-зелено-синюю. Но воспроизвести цветовосприятие тетрахромата для трихроматического глаза невозможно. «Нас часто спрашивают, нельзя ли изобрести какие-нибудь очки, позволяющие человеку различать эти неспектральные цвета. Было бы здорово!» – делится Стоддард. Отыскать крапурный и зелпурный на птичьих перьях с помощью спектрофотометра можно, но ведь потом нужно передать их с помощью нашей гораздо более скромной палитры. Четыре просто не умещаются в три. Как ни досадно, большинству из нас никак не хватит воображения представить, как многие животные выглядят в глазах друг друга и насколько разнообразно их цветовосприятие.

Красный почтальон порхает на редкость томно, даже для бабочки. Он часто-часто трепещет крыльями, но, как ни странно, почти не двигается с места, словно изо всех сил старается никуда не попасть. Такую невозмутимость легко понять: для врагов он ядовит, о чем предупреждает его яркая красно-желто-черная раскраска, поэтому спасаться от хищников на всех парусах ему не нужно. Однако для человеческого глаза ничего отталкивающего в его окраске нет. В оранжерее города Ирвайн, штат Калифорния, вокруг меня перелетают с одного красно-оранжевого цветка лантаны на другой десятка два этих бабочек. От их жизнерадостных оттенков и мягких движений мир становится одновременно красочнее и безмятежнее. Латинское название этой бабочки Heliconius erato подходит ей как нельзя лучше: в древнегреческих мифах гора Геликон была обителью муз и источником поэтического вдохновения, а имя Эрато принадлежало музе любовной лирики.

Одна бабочка эрато садится на побег лантаны, подворачивает брюшко и откладывает крошечное золотистое яйцо. Пять других, расположившихся в рядок на соседнем листе, медленно раскрывают и закрывают крылья. Еще одна устроилась на дисплее системы климат-контроля оранжереи, который сейчас показывает 36 ℃ и 59﹪ влажности. Да, джинсы надевать не стоило. Одетая куда более уместно Адриана Бриско обводит взглядом оранжерею и расплывается в улыбке. Это ее детище – работа и отдушина, место, куда она приходит за счастьем и покоем. «Мне тут нравится, – говорит она мечтательно. – Сразу видно, почему столько ученых посвятили этим бабочкам свою научную карьеру».

По всей Центральной и Южной Америке эрато обычно обитают бок о бок со своей близкой родственницей – Heliconius melpomene, названной в честь музы трагедии Мельпомены. Оба вида ядовиты, и каждый подделывается под другой, чтобы враг, научившийся избегать одну из бабочек, не трогал и другую. В пределах каждой местности эти два вида похожи как две капли воды, но, если рассматривать весь ареал в целом, мы обнаружим множество вариаций{250}250
  Hines et al., 2011.


[Закрыть]. В районе перуанского Тарапото у обеих бабочек имеются широкие красные «перевязи» на передних крыльях и желтые полосы на задних. Однако в каких-нибудь 150 км оттуда, в Юримагуасе, у обеих вместо полос на переднем крыле – красное основание и желтые кляксы, зато заднее покрыто тонкими красными полосками. Просто не верится, что эрато из двух соседних областей принадлежат к одному и тому же виду, а эрато с мельпоменой, обитающих в одной области, практически не различить. В оранжерее у Адрианы могло летать много и тех и других, но я бы об этом не догадался. Как же не путаются сами бабочки? В конце 1990-х гг., когда Бриско только начала изучать геликоний, ответа на этот вопрос, к ее изумлению, никто не знал. «Казалось бы, учитывая, что мы имеем дело с таким визуально эффектным животным, да еще настолько популярным, кто-нибудь давно уже должен был обратить внимание на его глаза», – недоумевает она.

Большинство бабочек – трихроматы. У них, как и у пчел, три опсина с максимальной чувствительностью к ультрафиолету, синему и зеленому, так что они различают цвета в диапазоне от красного до УФ. Однако в 2010 г. Бриско обнаружила, что у геликоний есть два существенных отличия от прочих родственниц{251}251
  Briscoe et al., 2010.


[Закрыть]. Во-первых, они тетрахроматы. В дополнение к обычным синему и зеленому опсинам у них имеется два УФ-опсина, которые выдают пиковый сигнал в ответ на волны разной длины. Во-вторых, если у родственных им бабочек узоры на крыльях желтые, то у геликоний – желпурные (того самого неспектрального цвета, представляющего собой смесь УФ и желтого). Эти две особенности взаимосвязаны. Два УФ-опсина дают геликониям возможность дробить ультрафиолетовую часть спектра на более тонкие оттенки и различать очень близкие градации УФ-цветов. Благодаря окраске крыльев в эти цвета, они лучше отличают своих сородичей от тех, кто под них подделывается. Даже птицы с их единственным УФ-опсином не видят, судя по всему, разницы между желтым и тем оттенком желпурного, который используют эти бабочки{252}252
  Finkbeiner et al., 2017.


[Закрыть].

Впрочем, разницу эту не видят и самцы эрато. В 2016 г. студент Бриско Кайл Маккуллох выяснил, что тетрахромазией у эрато наделены только самки, а у самцов всего три колбочки{253}253
  McCulloch, Osorio, and Briscoe, 2016.


[Закрыть]. У них есть ген, отвечающий за второй УФ-опсин, но по каким-то причинам они подавляют его синтез. Совсем как у беличьих обезьян, у самок эрато имеется дополнительное измерение цветовосприятия, которого нет у самцов[86]86
  У этой истории есть еще один неожиданный поворот, который порадует читателей моей первой книги «Как микробы управляют нами». Время от времени Адриане Бриско попадаются самки эрато с глазами как у самцов, то есть содержащими всего три опсина. Эти находки долго ее озадачивали, пока она не заметила, что все эти самки заражены бактерией из рода Wolbachia. Вольбахия – одна из самых успешных на планете бактерий, ею заражена огромная доля насекомых и других членистоногих. Она передается только по женской линии, от матери к дочери, и у нее в арсенале много разных приемов избавления от бесполезных самцов. Иногда она убивает их без затей. Иногда превращает в самок. Иногда позволяет самкам размножаться неполовым путем, обходясь без самцов. Каким образом она воздействует на бабочек эрато, пока загадка, но Бриско пытается ее разгадать.


[Закрыть]. Мы с Бриско наблюдаем в ее оранжерее за двумя спаривающимися эрато. Их брюшки смыкаются, а потом самка, не дожидаясь, пока они расцепятся, взлетает вместе с прилепившимся к ней самцом. Они порхают как одно целое, ненадолго соединенные гениталиями, но навеки разделенные умвельтами.

Эти бабочки не единственный пример тетрахромазии, присущей только одному полу. Аналогичная особенность есть и у людей. В английском городе Ньюкасл живет женщина, фигурирующая в научной литературе под кодовым обозначением cDa29{254}254
  Jordan et al., 2010.


[Закрыть]. Она очень закрытый человек: интервью не дает, ее настоящее имя не разглашается. Но по свидетельству психолога Габриэль Джордан, которая много с ней работала, cDa29 виртуозно проходит тесты, которые может пройти только тетрахромат. Примерно как колибри в экспериментах Стоддард, она выбирает один оттенок зеленого из ряда почти таких же, «словно вишню срывает с ветки, – рассказывает Джордан. – Для нас это все один и тот же зеленый. Другие вглядываются, сравнивают, выискивают, а потом пытаются ткнуть наугад. А она выхватывает отличающийся сразу, в какие-то миллисекунды».

Тетрахромазия обычно встречается у женщин, поскольку гены длинного и среднего опсинов находятся на X-хромосоме. А так как у большинства женщин таких хромосом две, они могут унаследовать две немного разные версии каждого гена. У такой дамы будет четыре типа опсинов, настроенные на четыре длины волн – короткую, среднюю и, допустим, длинную-1 и длинную-2. Подобное сочетание генов имеется примерно у каждой восьмой женщины, однако очень немногие из них окажутся тетрахроматами{255}255
  Greenwood, 2012; Jordan and Mollon, 2019.


[Закрыть]. Для получения этой способности должно сойтись множество других факторов. В норме красная и зеленая колбочки лучше всего реагируют на волны, разница в длине которых составляет всего 30 нм. Чтобы породить новое, неведомое цветовое измерение, четвертая колбочка должна попасть почти ровно посередине этого диапазона, оказавшись в 12 нм от зеленой (именно так и получилось у cDa29). Создать опсин с такой четкой спецификацией – «это в области генетики примерно то же самое, что расщепить атом», говорит Джордан. Даже если у какой-то женщины и появляется правильная четвертая колбочка, она должна располагаться в правильной части сетчатки – в фовеа, центральной ямке, где наше цветовосприятие острее всего. И самое главное, ей понадобится правильная нейронная проводка, чтобы сигналы от этих колбочек были оппонентными.

Такая комбинация свойств складывается настолько редко, что среди обладательниц четырех колбочек подлинная тетрахромазия имеется лишь у единиц. По словам Джордан, многие называющие себя тетрахроматами на самом деле таковыми не являются. Художники, в частности, нередко убеждены, что различают больше тонов и полутонов, чем остальные, но наметанный профессиональный глаз – это совсем не то же самое, что целое дополнительное колористическое измерение. «Сколько у меня было испытуемых, у которых тетрахромазия не подтверждалась, – говорит Джордан. – Это же так лестно, обладать сверхчеловеческим зрением[87]87
  Учтите, что, в отличие от птиц, cDa29 и другие истинные тетрахроматы не видят ультрафиолет: их зрение охватывает тот же диапазон волн, что и у нормального трихромата. Да, у них имеется дополнительное цветовое измерение и их колористическое пространство представляет собой пирамиду, а не треугольник, однако эта пирамида занимает лишь часть объема птичьей.


[Закрыть]. Но оно встречается намного реже, чем людям хотелось бы. Первым подтвержденным тетрахроматом стала cDa29. Джордан предполагает, что в Великобритании должны жить еще около 48 600 обладательниц тетрахромазии, но отыскать их не так-то легко[88]88
  В 2019 г. Джордан разработала тест, позволяющий легко определить, имеется ли у женщины четвертая колбочка с необходимой для истинной тетрахромазии разницей в 12 нм. «Мы могли бы поездить с ним по стране и очень быстро выяснить, сколько же у нас все-таки тетрахроматов, – говорит Джордан. – Но тут случился COVID-19».


[Закрыть]. Они не разгуливают по улицам в фантастически красочных одеяниях, как и дихроматы не окружают себя исключительно тусклым и блеклым оттенками. До прохождения тестов cDa29 «даже не подозревала, что у нее какое-то особенное зрение, – рассказывает Джордан. – Мы воспринимаем мир посредством данных нам сетчаток и данного нам мозга, и раз уж мы не можем посмотреть на этот мир чужими глазами, у нас даже мысли не возникает, что мы в чем-то превосходим остальных».

Когда Джордан мне это рассказала, я, признаюсь, немного огорчился – как огорчился, услышав от Джея Нейца, что генетически модифицированного самца беличьей обезьяны Сэма неожиданно обретенная трихромазия как-то не впечатлила. Мы ценим цвета. Цветное телевидение, принтеры, книги котируются выше, чем их черно-белые аналоги, поэтому мы закономерно ожидаем, что дополнительное цветовое измерение окажется чудом из чудес. И когда выясняется, что для кого-то оно обыденность, его волшебный ореол может померкнуть. Однако на самом деле все мы – и монохроматы, и дихроматы, и трихроматы, и тетрахроматы, – конечно, считаем видимые нами цвета само собой разумеющимися. Каждый из нас обитает в своем умвельте. Как я писал во введении, эта книга не о превосходстве, а о разнообразии. Великолепие цвета не в том, что кто-то видит больше оттенков, а в том, что в принципе существует такое разнообразие возможных радуг.

Размышляя о бабочках эрато и тетрахроматах из числа людей, я проникаюсь тем, насколько нелепо с нашей стороны было считать, будто все животные видят тот же спектр, что и человек. Ведь и сами люди видят цвета неодинаково[89]89
  По словам Аманды Мелин, человеческое цветовое зрение гораздо разнообразнее, чем все, что ей и другим ученым доводилось наблюдать у шимпанзе, бабуинов и других приматов. Почему – неизвестно. Возможно, дело в том, что наше выживание уже не так сильно зависит от различаемых цветов, поэтому теперь у нас могут сохраняться варианты цветовосприятия, которые раньше искоренялись бы как пагубные.


[Закрыть]. У нас встречаются и самые разные формы частичной или полной цветовой слепоты, и тетрахромазия. Посмотрите на остальное животное царство в целом, и вы обнаружите еще больше вариаций. Цветовое зрение очень сильно различается среди 6000 видов пауков-скакунов, 18 000 видов бабочек и 33 000 видов рыб.

В одном только глазе малька рыбки данио-рерио сосуществуют по крайней мере три вида цветовосприятия{256}256
  Zimmermann et al., 2018.


[Закрыть]. Часть его сетчатки, обращенная вверх, к небу, довольствуется черно-белым, поскольку для того, чтобы заметить силуэт летающего хищника, цвет не нужен. В той части, которая смотрит прямо, преобладают детекторы ультрафиолета, позволяющие не упустить питательный планктон. И наконец, часть, сканирующая горизонт и пространство ниже тела рыбы, тетрахроматична. Таким образом, глаз этого малька вмещает в себя весь ассортимент зрения – от черно-белого до превосходящего человеческие возможности.

Чтобы оценить цвета, которые воспринимает другое живое существо, недостаточно просто наложить инстаграмный фильтр на собственную картину мира. Нельзя исходить из того, что эти цвета остаются неизменными для всей воспринимаемой сцены, или на всем протяжении года, или у всех особей. Нельзя воспроизвести зрительную палитру животного, просто подсчитав его опсины или фоторецепторы. Как выяснил Кентаро Арикава, у многих бабочек число классов фоторецепторов откровенно избыточно{257}257
  Koshitaka et al., 2008; Arikawa, 2016, 2017.


[Закрыть]. У капустницы их восемь, но один из этих восьми имеется только у самок, а еще один только у самцов. У парусника ксута их шесть, но пользуется он лишь четырьмя, обеспечивающими тетрахромазию, а оставшиеся два, скорее всего, запрограммированы на особые задачи, например замечать пролетающие мимо объекты определенной окраски. Рекорд по числу классов фоторецепторов среди бабочек принадлежит паруснику Graphium sarpedon – у него их 15. Однако он от этого не становится пентадекахроматом, обладающим 15-мерным цветным зрением. Из 15 фоторецепторов лишь три распределены по всей поверхности глаза; четыре сосредоточены в верхней половине, восемь – в нижней. Арикава надеется, что, если как следует поискать, ему удастся обнаружить более тонкие нюансы этого разделения. Graphium sarpedon, по его мнению, скорее всего, тетрахромат, а остальные 11 классов фоторецепторов ему нужны, чтобы различать что-то очень специфическое в конкретных областях поля зрения.

Собственно, цветовое зрение никогда и не должно быть сложнее, чем тетрахромазия. Если ориентироваться на те цвета, которые отражаются от встречающихся в природе объектов, животным, чтобы увидеть все им необходимое, в любом случае достаточно четырех классов фоторецепторов, равномерно охватывающих весь спектр. Наиболее приближенную к этому идеалу модель мы находим у птиц. Все сверх того – напрасное и неэффективное расточительство. Поэтому, обнаруживая у живого существа значительно больше четырех типов фоторецепторов, ученые подозревают какой-то подвох.

– Суньте туда палец, и он по нему долбанет, – говорит мне Эми Стритс, показывая на небольшой аквариум. – Если, конечно, хотите попробовать…

Я хочу попробовать, но у существа в аквариуме, рядом с которым мы стоим в лаборатории в австралийском Брисбене, не самая добрая слава, поэтому проверять страшновато.

– А сильно он бьет?

– Мало не покажется, – заверяет Стритс. – Давайте!

Я окунаю мизинец в воду. В следующий миг к нему летит живая пятисантиметровая зеленая молния. Громкий щелчок – и палец пронзает острая, но терпимая боль. Я могу гордиться – мне довелось испытать силу удара пятнистого рака-богомола.

Рак-богомол (их еще называют ротоногими или стоматоподами, а любовно и просто подами) – это морское ракообразное, родственное крабам и креветкам, но уже около 400 млн лет развивающееся как самостоятельная ветвь. Задняя половина его тела наводит на мысли о крошечном омаре. В передней же располагаются две сложенные «руки», прижатые к груди, как у богомола, за сходство с которым рак и получил свое название. У видов-«копейщиков» эти руки ощетиниваются на конце рядом устрашающих шипов, а у «крушителей» – дубиноподобным молотом. И те и другие разворачивают свое оружие молниеносно и бьют, не дожидаясь спроса. Они отправляют в нокаут все, что сунется в их логово. Лупят они и друг друга, едва оказавшись рядом. Раки-богомолы раздают удары, как мы раздаем непрошеные советы, – направо и налево, агрессивно и безо всякого повода.

Стремительнее и мощнее этих ударов нет во всей природе. Дубинки крупного крушителя движутся с ускорением как у пули немаленького калибра и развивают в воде скорость до 80 км/ч{258}258
  Patek, Korff, and Caldwell, 2004.


[Закрыть]. Эти создания могут пробить панцирь краба, стекло аквариума, плоть и кости. Их не зря зовут пальцеломами, суставодробителями и костяшковоротами. Теперь вы понимаете, почему я так нервничал, когда окунал мизинец в аквариум. Даже этот экземпляр, еще не достигший размеров, позволяющих что-то по-настоящему раздробить, выбрасывал свое орудие с такой скоростью, что вода перед ним превращалась в пар. Звук лопающихся пузырьков и был тем щелчком, который я услышал перед тем, как палец пронзила боль. «У разных видов ротоногих звук удара немного отличается, это довольно занятно», – рассказывает Стритс.

Она подводит меня к другому аквариуму, где обитает павлиний рак-богомол – окрашенный в кричащие тона крушитель, панцирь которого переливается красным, синим и зеленым. Это самый знаменитый из 500 видов ротоногих и один из самых могучих. «А вот им лучше не попадаться», – многозначительно говорит Стритс. Я слушаюсь и терпение павлиньего рака-богомола не испытываю, а вместо этого смотрю на его глаза. Их два, они похожи на розовые маффины, обернутые синей фольгой и насаженные на два подвижных штырька на макушке. Левый таращится на меня. Правый – на Стритс. Это, пожалуй, самые необычные глаза на планете, и такого способа цветовосприятия, как у них, нет больше ни у кого из живых существ. Из всех умвельтов, с которыми мы до сих пор сталкивались, умвельт рака-богомола труднее всего поддается воображению. У Джастина Маршалла, заведующего лабораторией, где работает Стритс, не особенно получается представить его даже сейчас, после 30 лет, отданных ротоногим.

Мать Маршалла была естественно-научным иллюстратором, отец – морским биологом и куратором отдела рыб в лондонском Музее естествознания, поэтому его детство прошло на отмелях и судах, где он проникся любовью к краскам и морским обитателям. Когда в 1986 г. научный руководитель Маршалла в аспирантуре Майк Лэнд (с работой которого мы познакомились в предыдущей главе) попросил его выбрать, кем он будет заниматься – пауками, бабочками или ротоногими, – долго раздумывать ему не пришлось. «Я почти сразу выбрал раков-богомолов, – рассказывает Маршалл, – потому что они обитают в тропиках».

Свои исследования он начал с препарирования глаза павлиньего рака-богомола. У него, как и у других ракообразных, фасеточный глаз, состоящий из множества отдельных фокусирующих свет ячеек. Но лишь у него глаз разделен на три части: два полушария и четко выделенный пояс между ними – словно тропики, кольцом охватившие Землю. Помещая этот средний пояс под микроскоп, Маршалл еще не знал, какой великолепный сюрприз его ждет, – пестрая мозаика из красных, желтых, оранжевых, фиолетовых, розовых и голубых пузырьков{259}259
  Marshall, 1988.


[Закрыть]. В то время считалось, что ракообразные не различают цвета. Однако рак-богомол явно об этом не подозревал. «Я слово в слово помню, что сказал Майк, когда я продемонстрировал ему это предметное стекло: „Фак! Фак, фак, фак! Фак!“ – откровенничает Маршалл. – И я подумал: „Ого, кажется, мы что-то нарыли!“»

Маршалл предположил, что с помощью этих цветных пузырьков рак-богомол отфильтровывает свет, поступающий к единственному классу фоторецепторов. Таким образом он получает возможность видеть цвета с помощью глаза, который в противном случае оставался бы невосприимчивым к цвету. Чтобы проверить свою гипотезу, Маршалл отправился из Англии в США – к Тому Кронину, у которого имелись и нужное оборудование, и растущий интерес к ротоногим. За несколько недель напряженной работы они вдвоем исследовали этот глаз вдоль и поперек, анализируя все попадавшиеся фоторецепторы. И, к своему изумлению, обнаружили не один их класс, а как минимум одиннадцать{260}260
  Cronin and Marshall, 1989b, 1989a.


[Закрыть]. «Мы ничего не понимали, – вспоминает Кронин. – В каждой части глаза мы находили свой, отдельный класс фоторецепторов. Наше с Джастином совместное открытие было самым большим чудом за всю мою научную карьеру». Рак-богомол «может располагать системой цветового зрения, превосходящей все до сих пор описанные», – заключили Кронин с Маршаллом в своей статье 1989 г. Или, как говорит Маршалл, «факов должно было быть еще больше».

Средний пояс состоит из шести рядов фокусирующих свет ячеек{261}261
  Прекрасный обзор публикаций об особенностях зрения рака-богомола см. в Cronin, Marshall, and Caldwell (2017).


[Закрыть]. О двух нижних пока забудем, поскольку для цветового зрения используются лишь четыре верхних. В каждом ряду имеются три расположенных ярусами уникальных фоторецептора. В первом ряду – фиолетовые и синие, во втором – желтые и оранжевые, в третьем – оранжево-красные и красные и в четвертом – сине-зеленые (циан) и зеленые; выше всех в каждом ряду располагаются свойственные лишь ему УФ-фоторецепторы[90]90
  Цветные пузырьки, исходно замеченные Маршаллом, расположены во втором и третьем рядах. Они действительно, как он и предполагал, служат светофильтрами, однако их задача – увеличивать чувствительность расположенных под ними фоторецепторов.


[Закрыть]. Итого получается 12 типов фоторецепторов, включая четыре ультрафиолетовых[91]91
  Вам, возможно, попадались упоминания о том, что типов фоторецепторов у ротоногих 16. Помимо 12 в первых четырех рядах среднего пояса есть еще два в последних двух рядах и два в полушариях. Однако эти четыре, насколько ученым известно, в цветовосприятии не задействованы. Кроме того, не у всех раков-богомолов имеется полный набор из 12 типов. Хотя большинство видов обитает на красочном мелководье, есть среди ротоногих и те, кто плавает поглубже и потому утратили все ненужные типы фоторецепторов, оставшись с одним-двумя.


[Закрыть]. То есть у рака-богомола для одного только ультрафиолетового диапазона имеется больше типов фоторецепторов, чем у нас их насчитывается всего{262}262
  Marshall and Oberwinkler, 1999; Bok et al., 2014.


[Закрыть]. Что же они делают с таким богатством? Может быть, они додекахроматы и у них 12-мерное цветное зрение? Или у них четыре разновидности трихромазии – по одной на каждый ряд среднего пояса? В любом случае уж они-то явно должны разбираться в цвете как никто, различая даже едва уловимые переходы между практически идентичными тонами. Если коралловый риф потрясает своим великолепием даже нас, каким же он должен представляться ротоногому? Воображения не хватает, фантазия идет вразнос. Как предполагал автор онлайн-комикса «Овсянка» (The Oatmeal), «там, где мы видим радугу, рак-богомол видит целый термоядерный гриб света и красоты»{263}263
  The Oatmeal, 2013.


[Закрыть].

Каждая кривая соответствует одному из 12 типов фоторецепторов в глазе рака-богомола. Пик кривой соответствует длине световой волны, к которой данный тип наиболее чувствителен

Как выяснилось, нет. Не видит. В 2014 г. ученица Маршалла Ханна Тоен провела революционный эксперимент, низвергнувший ротоногих с их пьедестала{264}264
  Thoen et al., 2014.


[Закрыть]. Тоен приучила их нападать на одну из двух цветных лампочек за вознаграждение в виде лакомства. Затем она постепенно меняла цвета, доходя до почти одинаковых оттенков, которые раку уже не удавалось различить. Если человек различает полутона с разницей в длине волны от 1 до 4 нм, то рак-богомол сыпался на разнице от 12 до 25 нм – это примерно как разрыв между чистым желтым и оранжевым. Обладатели жутко навороченной оптики кошмарно плохо различали цвета, оказавшись не в силах тягаться в этом умении ни с человеком, ни с пчелами, ни с бабочками, ни с золотыми рыбками.

Теперь Маршалл считает, что раки-богомолы различают цвета по-своему, не так, как все остальные. Вместо того чтобы искать разницу между миллионами оттенков, глаз рака-богомола делает, по сути, прямо противоположное, сводя все эти полутона в спектр из 12 основных цветов, как в детской книжке-раскраске. Любой оттенок красного возбуждает нижний фоторецептор в третьем ряду. Все оттенки фиолетового возбуждают верхний рецептор в первом. Сетчатка не противопоставляет сигналы от этих 12 рецепторов по принципу оппонентности, а посылает их мозгу как есть. Мозг же на основе этих сочетаний узнает определенный цвет, как если бы видимый спектр был штрихкодом, а средний пояс глаза – магазинным сканером для его считывания. Упрощенно это можно представить так: если срабатывают рецепторы 1, 6, 7 и 11, мозг распознает эти сигналы как добычу, и рак-богомол атакует. Если срабатывают рецепторы 3, 4, 8 и 9, есть вероятность, что это брачный партнер, и тогда… ну, это все-таки ротоногие, так что «ухаживание проходит очень осторожно», говорит Маршалл. Не исключено, что у рака-богомола в принципе нет понятия о цвете.

Все это, впрочем, пока лишь предположения, пусть и обоснованные. Никто из исследователей ротоногих, с которыми я беседовал, не берется утверждать наверняка, что именно видит рак-богомол. Вполне возможно, что для разных задач он использует разные виды цветового зрения. Для распознавания пищи, как в эксперименте Тоен, вполне достаточно справочной таблицы из 12 цветов, а вот чтобы опознавать себе подобных, может использоваться более традиционная система, различающая схожие цвета. Как-никак многие ротоногие окрашены очень колоритно и при встрече демонстрируют свою раскраску друг другу. «Возможно, в поиске партнера полутона и вправду важны, – говорит Кронин, – однако проверить это экспериментально очень трудно».

Изучать поведение животных всегда непросто, но исследование поведения раков-богомолов граничит с мазохизмом. В лаборатории Маршалла Эми Стритс в рамках нового эксперимента пытается научить павлиньих раков-богомолов атаковать пластиковые хомутики определенных цветов. Но когда она демонстрирует мне этот процесс, испытуемые раз за разом выбирают неправильно. В какой-то момент один из раков-богомолов бьет в стенку аквариума. Другой лупит в пустоту (точнее, в воду). Я интересуюсь у Стритс, трудно ли их обучать. Она качает головой: «Не то слово». Пищевое вознаграждение не работает, потому что есть им нужно не очень часто. Интерес они теряют в два счета, поэтому тестировать их можно лишь раз в день.