1 Зрение
Сенсорный мир сокола отличается от нашего так же, как мир летучей мыши или шмеля. Высокоскоростные сенсорные и нервная системы обеспечивают им поразительную быстроту реакции. Мир этих существ движется в десятки раз быстрее нашего.
У клинохвостого орла глаз крупнее, чем у любой другой птицы, в соотношении с размерами тела. На миниатюрах (слева направо): сетчатка орла с двумя ямками и гребнем (затемнено); поперечное сечение орлиного глаза; поперечное сечение черепа орла, показывающее относительный размер и расположение глаз, а также зрительную линию двух ямок (стрелки)
Однажды в детстве мы с мамой разговорились о том, что видит и чего не видит наша собака. Я объяснял, как где-то слышал или читал, что собаки воспринимают мир черно-белым. Мой рассказ маму не впечатлил. «С чего они это взяли? – отозвалась она. – Мы же не можем видеть глазами собаки, так откуда людям знать?»
Собственно говоря, у нас есть несколько способов узнать, что видит собака, птица или, если уж на то пошло, любой другой организм, – например, либо рассматривая строение их глаза и сравнивая его с глазами других видов, либо с помощью поведенческих тестов. В прошлом сокольники, сами о том не подозревая, проводили именно такие тесты, но не с соколами, а с сорокопутами.
Эта изящная небольшая птица использовалась не для того, чтобы привлечь ястреба, как можно было предположить, а чтобы предупредить о его приближении. Острота ее зрения поистине великолепна, ибо она замечает появление ястреба в воздухе и оповещает о нем задолго до того, как его различит человеческий глаз[12].
Эта «изящная небольшая птица» – серый сорокопут, а метод отлова – сложный, с укрытием из дерна, в котором прячется сокольник, с живым подсадным соколом, деревянным соколом-приманкой, живым голубем и, что особенно важно, с серым сорокопутом (прозванным также «птицей-мясником»), привязанным снаружи возле отдельного миниатюрного дернового укрытия.
Джеймс Э. Хартинг, сокольник и орнитолог, в октябре 1877 года наблюдал этот метод в действии в Валкенсварде[13], Нидерланды, в традиционном месте отлова мигрирующих соколов. Вот как он описывал происходящее:
Мы рассаживаемся на стульях в укрытии и набиваем трубки… Внезапно наше внимание привлекает один из сорокопутов: он тревожно стрекочет и выглядит испуганным, приседает, указывая в одну и ту же сторону… Он соскакивает с крыши своего укрытия и старается спрятаться в нем. Сокольник говорит, что в небе появился ястреб[14].
Охотники смотрят и ждут, но птица в небе оказывается канюком, и сокольник теряет к ней интерес. Однако немного погодя…
Глядите! «Птица-мясник» вновь пристально смотрит вдаль. Кто-то летит. Сорокопут стрекочет и покидает свой насест… Мы смотрим в том же направлении, напрягаем глаза, но ничего не видим. «Скоро увидите, – говорит сокольник, – сорокопут видит гораздо дальше, чем мы». И действительно, через две-три минуты вдали, на горизонте обширной равнины [Валкенсварда] появляется крапинка размерами не больше жаворонка. На этот раз – сокол[15].
По мере приближения хищника характер волнения сорокопута извещает сокольника о том, кто именно летит. Еще поразительнее то, что своим поведением сорокопут также дает понять, как приближается хищник – быстро или медленно, высоко в небе или над самой землей. Бесценный помощник сорокопут спасается от когтей хищника в предоставленном маленьком укрытии.
При других способах отлова сорокопуты служат приманкой, так как хищные птицы с присущей им поразительной зоркостью видят в них потенциальную добычу. Такие выражения, как «орлиный взгляд» или «соколиный глаз», свидетельствуют о том, что об удивительном зрении соколов и других хищных птиц нам известно с незапамятных времен[16].
Одна из причин настолько острого зрения соколов – наличие двух активных зрительных зон – двух ямок (fovea) – на задней стенке каждого глаза, в отличие от всего одной у людей. Эти ямки представляют собой просто крохотные углубления или впадинки на сетчатке задней стенки глаза, где отсутствуют кровеносные сосуды (поскольку они нарушали бы четкость изображения), а плотность фоторецепторов, клеток, чувствительных к свету, максимальна. Следовательно, ямка – участок сетчатки нашего глаза, где изображению присуща наибольшая четкость. Свой вклад в превосходное зрение сокола вносят две ямки на его сетчатке.
Примерно у половины всех изученных на данный момент видов птиц ямка на сетчатке одна, как у нас, и открытым остается вопрос, сколько ямок у сорокопута – одна или две. Когда я расспрашивал своих коллег-ученых, специализирующихся на зрении птиц, выяснилось, что об этом никто не знает. Но один из товарищей посоветовал мне, куда заглянуть: «Справьтесь в Fundus Oculi Кейси Вуда». Как ни странно, я знал об этой туманно озаглавленной книге, изданной в 1917 году, но не читал ее. Fundus Oculi Вуда – исследование сетчатки птиц с помощью офтальмоскопа. А название книги, гарантирующее, что ей никогда не стать бестселлером, просто означает «глазное дно».
Кейси Альберт Вуд (1856–1942) к тому времени уже был одним из моих кумиров. Профессор офтальмологии в Иллинойсском университете в 1904–1925 годах, вероятно наиболее видный в то время специалист в своей сфере, Вуд также был увлечен птицами, книгами о птицах и историей орнитологии. К примеру, признавая огромную значимость трактата по искусству охоты с птицами (и по орнитологии), написанного в XIII веке Фридрихом II, Вуд отправился в библиотеку Ватикана, перевел этот трактат и опубликовал его, благодаря чему чрезвычайно редкий манускрипт получил гораздо более широкое распространение. Кроме того, Вуд отыскал и приобрел для личной библиотеки уникальный, раскрашенный от руки экземпляр «Орнитологии» (Ornithology, 1678) Уиллоби и Рея, который Джон Рей преподнес Сэмюэлу Пипсу, когда тот был президентом Лондонского королевского общества в 1680-х годах. Еще одним серьезным достижением Кейси Вуда стало «Введение в литературу по биологии позвоночных» (Introduction to the Literature on Vertebrate Biology) – замечательный справочник, которым я владею и пользуюсь регулярно: в нем перечислены все известные книги по зоологии (в том числе и посвященные птицам), опубликованные до 1931 года.
Труд Вуда, полное название которого – «Fundus Oculi птиц», стал результатом его убежденности в том, что углубленное понимание особенностей удивительного зрения птиц прольет свет на биологию и патологию человеческого зрения. Идея была гениальной, и Вуд, пользуясь той же аппаратурой, что и для изучения человеческой сетчатки, систематизировал информацию и описал строение глаза широкого спектра видов птиц. Говорили, что благодаря своим обширным познаниям он мог определить вид птицы по изображению ее сетчатки![17]
Первая возможность познакомиться с Fundus Oculi Вуда представилась мне в орнитологической библиотеке Блэкера-Вуда при Университете Макгилла в Монреале, которую я посетил в поисках материала для моей книги «Мудрость птиц» (The Wisdom of Birds, 2009). В память о своей жене Кейси Вуд пожертвовал университету всю свою огромную библиотеку. Я приехал туда вместе с моим коллегой Бобом Монтгомери специально, чтобы увидеть «Орнитологию» Пипса, а пока находился там, библиотекарь Элеонор Маклин спросила, не хочу ли я заодно посмотреть Fundus Oculi. Я по глупости отказался, сбитый с толку названием и увлеченный обилием других, более интересных старинных книг.
Но даже если бы я познакомился с этой книгой, я вряд ли запомнил бы, включил Кейси Вуд в свое исследование сорокопутов или нет, и, когда позднее мне понадобилось выяснить это, оказалось, что в британских библиотеках его книга встречается крайне редко. В конце концов я нашел один экземпляр и в нем, под заголовком «Американский сорокопут Lanius ludovicianus gambeli» (ныне известный как большеголовый сорокопут), – слова Вуда: «Глазное дно этой птицы имеет две макулярные зоны». Иными словами, да, на задней стенке глаза (глазном дне) большеголового сорокопута имеются две ямки (макулярные зоны). Отлично! На это я и рассчитывал, и, по мнению самого Вуда, «птицы с двумя ямками обладают исключительно хорошим зрением»[18].
У человеческого глаза есть давние преданные поклонники – художники и врачи. Древние греки рассекали глаз в попытках понять, как он функционирует, и не зная, воспринимает он свет или излучает его. Анатомическое описание глаза, составленное Галеном, врачом римских гладиаторов во II веке, оставалось образцом вплоть до эпохи Ренессанса, когда интерес к миру природы и чуду зрения вновь пробудился благодаря переводам мусульманских рукописей XIII–XIV веков. Немецкий ученый-энциклопедист Иоганн Кеплер (1571–1630) одним из первых создал теорию зрения, позднее дополненную Исааком Ньютоном, Рене Декартом и многими другими. В 1684 году Антони ван Левенгук, основоположник микроскопии, впервые увидел так называемые колбочки и палочки – светочувствительные клетки сетчатки. Двести лет спустя, пользуясь гораздо более совершенным микроскопом и весьма продуманным способом окрашивания разных типов клеток разными цветами, Сантьяго Рамон-и-Кахаль (1852–1934) составил на редкость подробное и дополненное изумительными иллюстрациями описание связи клеток сетчатки с мозгом у различных животных, в том числе у птиц.
В «Происхождении видов» Дарвин называет глаза позвоночных «органами крайней степени совершенства и сложности». В каком-то смысле глаз послужил «прецедентом» естественного отбора, так как христианский философ Уильям Пейли в своей «Естественной теологии» (Natural Theology, 1802) упоминал глаз как пример мудрости Творца. Только Бог, утверждал Пейли, мог создать орган настолько приспособленный к его назначению. Пейли именовал его «лекарством от атеизма». Дарвин восхищался книгой Пейли в период своей учебы в Кембридже, когда, как ни трудно в это поверить, готовился в священники. Но как позднее говорил сам Дарвин, представления Пейли о мире природы (главным образом о приспособляемости) казались вполне правдоподобными – до того, как сам Дарвин открыл естественный отбор. Признание, что естественный отбор служит гораздо более убедительным объяснением совершенству природного мира, нежели Бог или естественная теология, стало одним из фундаментальных сдвигов в нашем понимании природы.
Пейли был креационистом и сторонником теории «разумного замысла», ключевым доводом ему служило то, что половина глаза не используется, следовательно, глаз никак не мог возникнуть в процессе естественного отбора. С точки зрения Пейли и креационистов, глаз, чтобы иметь какое-либо применение, должен был возникнуть уже полностью развитым, а такое могло случиться, только если бы Бог сотворил его.
На уязвимость подобной логики указывали уже не раз, но наиболее красноречиво выглядит изобретательная реконструкция процесса эволюции глаза, выполненная в 1994 году двумя шведскими учеными, Даном Эриком Нильссоном и Сюзанной Пельгер. Начиная с простого слоя светочувствительных клеток, они показали, что 1 % улучшений зрения в каждом поколении мог породить сложно устроенный глаз, подобный человеческому или птичьему, менее чем за полмиллиона лет – сравнительно краткий период в истории жизни на Земле. Эта эволюционная модель не только доказала, что половина глаза (или даже меньше) лучше, чем полное отсутствие глаза, но и подтвердила, что эволюция органов зрения совершенно не была настолько сложной (или невозможной), как полагали Пейли и его сторонники[19].
Чем больше я читал про птичье зрение, тем чаще всплывала одна и та же фраза – «крыло под управлением глаза», то есть птица – не что иное, как летательный аппарат с превосходным зрением. Спустя некоторое время я начал испытывать приступ раздражения всякий раз, когда натыкался на нее, потому что она подразумевала, что зрение – единственное чувство, которым располагают птицы, но, как мы вскоре убедимся, ничто не может быть дальше от истины. Фраза взята из книги о зрении позвоночных, опубликованной в 1943 году французским офтальмологом Андре Рошон-Дювиньо (1863–1952), с точки зрения которого это высказывание отражает сущность бытия птицы.
Разумеется, еще задолго до Рошон-Дювиньо почти все, кто когда-либо писал о птицах, отмечали остроту их зрения. Великий французский натуралист граф де Бюффон, к примеру, рассуждая в 1790-х годах о чувствах птиц, заявлял: «Мы убеждаемся, что птицы видят дальше, лучше, четче и резче, чем четвероногие» и «птица… которая стремительно несется по воздуху, несомненно, должна видеть лучше той, которая медленно описывает плавную линию», имея в виду птицу, полет которой менее быстр, а путь более извилист[20]. Позднее, в начале XIX века, орнитолог Джеймс Ренни писал: «Мы своими глазами не раз видели, как скопа бросается вниз с высоты двух-трех сотен футов на рыбку незначительной величины, которую человек с трудом смог бы различить на расстоянии» и «ополовник [длиннохвостая синица] с огромным проворством порхает среди веток деревьев и находит на совершенно гладкой коре свой особый корм там, где ничего нельзя разглядеть невооруженным глазом, хотя под микроскопом видны насекомые»[21]. В том же ключе часто упоминаются результаты наблюдений за воробьиной, или американской, пустельгой, способной различить насекомое длиной 2 мм с расстояния 18 м[22]. Не зная точно, что это означает применительно к человеческому зрению, я попробовал проверить, и действительно, с 18-метрового расстояния двухмиллиметровое насекомое разглядеть совершенно невозможно: собственно говоря, я увидел его лишь с расстояния 4 м – явное свидетельство превосходства разрешающей способности глаза пустельги.
Собирая материал для своей диссертации по кайрам острова Скомер, я соорудил укрытия по соседству с несколькими колониями, чтобы иметь возможность наблюдать поведение этих птиц с близкого расстояния. Одно из моих излюбленных укрытий располагалось в северной части острова: неуклюже добравшись туда ползком на четвереньках, я мог устроиться на расстоянии нескольких метров от группы кайр. На этом скальном карнизе гнездилось около двадцати пар, некоторые высиживали единственное яйцо, повернувшись к морю. Находясь так близко к этим птицам, я чувствовал себя почти частью колонии и усвоил все виды их демонстрационного поведения и криков. Однажды кайра, высиживающая яйцо, вдруг поднялась и приветственно закричала, хотя ее партнера не было рядом. Это поведение озадачило меня: оно казалось совершенно беспричинным. Посмотрев в сторону моря, я разглядел крошечное темное пятнышко – кайру, летящую в сторону колонии. Пока я смотрел на нее, птица, находящаяся на скале, продолжала издавать крики, а потом, к моему удивлению, приближающаяся кайра спустилась к ней, шумно хлопая крыльями. Обе птицы с несомненным воодушевлением продолжили обмен приветствиями. Я никак не мог поверить, что птица, высиживающая яйцо, не только увидела, но и узнала своего партнера далеко над морем, на расстоянии нескольких сотен метров[23]