Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность

Змеиные языки бывают самых разных цветов – и алые, как губная помада, и ярко-синие, и чернильно-черные. Полностью высунутый и максимально расплющенный язык может оказаться длиннее и шире змеиной головы. Курта Швенка змеи не перестают восхищать вот уже которое десятилетие, но его восторги, как он периодически убеждается, понятны не всем. На втором году подготовки диссертации он сообщил другому аспиранту, над чем работает, думая поделиться радостями научного поиска с единомышленником. Аспирант (ныне знаменитый эколог) расхохотался. «Это и само по себе обидно, но когда над тобой хохочет человек, изучающий микроскопических клещей, которые обитают в ноздрях у колибри… – видно, что Швенк по-прежнему немного возмущен. – Человеку, изучающему букашек в носу у колибри, смешно слышать, что я занимаюсь языками змей. Всем почему-то кажется, что язык – это забавно».
Может быть, людям чудится что-то пикантное в изучении органов, которые ассоциируются с плотскими наслаждениями, такими как еда и секс. Может, им трудно представить, что кто-то всерьез исследует части тела, которые мы высовываем, дразнясь или оскорбляя. А может, дело в том, что раздвоенный язык привыкли воспринимать как символ зла и двуличия. Как бы то ни было, серьезные ученые выдвигали довольно странные гипотезы насчет того, зачем змеям язык и почему он раздвоен{100}. Кто-то считал язык ядовитым жалом, кто-то – щипцами для ловли мух, кто-то – органом осязания наподобие рук, а кто-то даже инструментом для прочистки ноздрей. Аристотель предполагал, что раздвоенность удваивает удовольствие, которое змея получает от еды, – однако у змеиного языка нет вкусовых сосочков и сам по себе он никакой сенсорной информации не передает. Он, как выяснили наконец ученые в 1920-е гг., служит для сбора химических веществ. Выстреливая изо рта змеи, он цепляет витающие в воздухе или опустившиеся к земле молекулы одорантов. Когда язык втягивается, весь этот улов смывается слюной в две камеры вомероназального органа, соединенные с обонятельным центром в мозге[35]. То есть с помощью языка змея нюхает. Каждое выстреливание языка – это как втягивание воздуха в нос. Собственно, первое, что делает только что вылупившийся из яйца змееныш, – высовывает и втягивает язык. «Сразу понимаешь всю значимость обоняния», – комментирует Швенк.
Именно язык ведет садового ужа за извивающейся самкой, поскольку позволяет ему ползти по оставленному ею феромонному следу{101}. Сравнивая метки с разных сторон объектов, к которым прижималась самка, самец вычисляет направление ее движения, а отыскав, в пару взмахов языка оценивает ее размеры и здоровье{102} – если понадобится, то и в полной темноте. Самца можно заставить активно совокупляться даже с пропитанным запахом самки бумажным полотенцем. Однако для всех этих обонятельных чудес достаточно было бы и обычного лопатообразного языка, как у человека. Зачем же змеям раздвоенный? Швенк предположил, что раздвоенность создает стереоэффект, позволяя сравнивать химические следы в двух точках пространства{103}. Если оба кончика улавливают феромоны, значит, след взят и удерживается верно. Если правый кончик улавливает, а левый нет, значит, нужно сместиться вправо. Если оба кончика не улавливают ничего, змея начинает вертеть головой в разные стороны, пока не нападет на след снова. Раздвоенность языка дает возможность четко определять боковые границы следа.
Язык полосатого гремучника, скользящего по лесной подстилке, одновременно картирует окружающий мир и составляет себе меню, выявляя запутанные цепочки следов, оставленных снующими в подлеске грызунами, и распознавая по запаху отдельные их виды. В этом хаосе гремучник выбирает следы, ведущие к самой лакомой добыче[36], и отыскивает участки, где эти следы самые свежие и многочисленные. Там он и сворачивается в засаде. Когда мимо пробегает грызун, змея выстреливает, словно отпущенная пружина, – в четыре раза быстрее, чем мы моргаем, – вонзает в грызуна ядовитые зубы и впрыскивает яд. Однако яд действует не мгновенно, и, поскольку у грызунов тоже имеются острые зубы, змея, чтобы не пострадать, отпускает жертву на все четыре стороны. Затем, выждав несколько минут, охотник начинает высовывать трепещущий язык, определяя, где находится теперь уже мертвая добыча. В этом змее тоже помогает яд. Помимо смертоносных токсинов яд гремучника содержит соединения под названием «дизинтегрины», которые сами по себе не ядовиты, но, вступая в реакцию с тканями грызуна, выделяют пахучие вещества{104}. С их помощью змея отличает отравленного грызуна от здорового, а также грызуна, отравленного представителями ее вида, от укушенных другими гремучими змеями{105}. Она может выследить и конкретную укушенную ею особь, поскольку мгновенно запоминает запах жертвы в момент укуса. «Вокруг витает множество мышиных запахов, но змея выбирает совершенно определенный след», – комментирует Швенк.
 
Улавливать запах змеи могут и в потоках воздуха. Это подтвердил один из бывших студентов Швенка, Чак Смит, отслеживая траекторию движения медноголовых щитомордников с помощью закрепленного у них на теле радиопередатчика{106}. Он дважды выпускал самку щитомордника в поле и наблюдал, что она не трогалась с места и поэтому явно не оставляла никакого пахучего следа. Это, однако, не мешало ей привлекать самцов, которые ползали себе бесцельно за сотни метров от нее, а потом вдруг устремлялись к ней по прямой.
Швенк догадывался, что секрет тут кроется в особенностях высовывания языка. Ящерицы – та самая группа пресмыкающихся, от которой произошли змеи, – тоже нюхают языком, и он у них тоже бывает раздвоенным. Но ящерицы обычно ограничиваются разовым высовыванием: вытягивают кончик, проводят им по земле, втягивают обратно. Змеи же, все без исключения, высовывают язык часто и быстро, не всегда касаясь кончиком земли. Язык перегибается посередине, и раздвоенный кончик описывает широкую вертикальную дугу по 10–20 раз в секунду. Билл Райерсон, еще один бывший студент Швенка, проанализировал эти движения, заставив змей высовывать трепещущий язык в облако кукурузного крахмала{107}. Подсветив крахмальное облако лазерным лучом, Райерсон снимал вихри мелкодисперсных частиц на скоростную камеру. Когда Швенк посмотрел отснятый материал, у него, по его собственному признанию, «просто взорвался мозг».
Как выяснилось, в конечных точках этой вертикальной дуги змея разводит кончики языка, а в центре дуги сводит. За счет этого в воздухе возникают два стабильных тороидальных вихря, всасывающих пахучие вещества справа и слева от змеиной головы. То есть змея словно ненадолго запускает два больших вентилятора, которые затягивают запахи с обеих сторон и собирают рассеянные молекулы одорантов на кончиках языка. А поскольку запах поступает и слева, и справа, раздвоенность позволяет определять направление, даже когда язык трепещет в воздухе, не касаясь земли.
Эту манеру нюхать отличают две необычные особенности. Во-первых, в ней участвует язык, традиционно выступающий органом вкуса, однако этим чувством змеи почти не пользуются (по причинам, которые я опишу потом). Во-вторых, в ней задействован орган, который у большинства других животных либо отсутствует, либо не особенно важен. У многих позвоночных имеются две различные системы улавливания и распознавания запахов. Главная включает все те структуры, рецепторы и нейроны, которые я описывал в начале этой главы на примере собачьей системы обоняния. Побочная же система – это вомероназальный орган. У него своя собственная разновидность клеток для улавливания запахов, собственные сенсорные нейроны и собственные связи с мозгом. Обычно он располагается в носовой полости прямо над нёбом. Только не пытайтесь нащупать его у себя. Свой вомероназальный орган человек в процессе эволюции почему-то утратил, как и человекообразные обезьяны, а также киты, птицы, крокодилы и некоторые летучие мыши{108}.
У большинства других млекопитающих, пресмыкающихся и земноводных вомероназальный орган сохранился. Когда один слон, коснувшись хоботом другого, погружает затем кончик хобота со всеми собранными на него феромонами себе в пасть, молекулы одорантов устремляются к вомероназальному органу. Когда лошадь или кошка задирает верхнюю губу, обнажая зубы, она перекрывает себе ноздри и посылает поступающие с потоком воздуха пахучие вещества к вомероназальному органу. И когда змея втягивает язык и протаскивает раздвоенный кончик между дном ротовой полости и нёбом, собранные молекулы струей впрыскиваются в вомероназальный орган. Именно ему, у других животных остающемуся на вторых ролях, у змей отводится главное место. Без него садовые ужи перестают брать след и прекращают питаться, а гремучие змеи промахиваются в половине атак и не могут потом отловить укушенную жертву{109}. Они по-прежнему вдыхают пахучие вещества через нос, но их «основная» система обоняния, судя по всему, не особенно умеет обрабатывать эти данные. Ей досталась пассивная функция – уведомлять мозг, не появилось ли поблизости что-нибудь интересное, требующее взмахнуть языком.