Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность

Подозреваю, дорогой читатель, что ты уже сыт по горло всеми этими фоторецепторами, полушариями, средними поясами и прочими нелепыми наворотами, обеспечивающими зрение раку-богомолу. А может, они, наоборот, что-то для тебя прояснили и тебе кажется, что ты вот-вот постигнешь умвельт ротоногих? И в том и в другом случае у меня есть для тебя печальная новость: это еще не все.
Как мы помним, свет – это волна. И она колеблется, когда движется. Эти колебания могут происходить в любом направлении, перпендикулярном направлению распространения волны, но иногда они ограничиваются лишь одной плоскостью: представьте себе, что вы прикрепили конец каната к стене и качаете его вверх-вниз или из стороны в сторону. Такой свет называется поляризованным, и он часто встречается в природе. Поляризация возникает, когда свет рассеивается в воде или воздухе либо отражается от гладких поверхностей – стекла, глянцевитых листьев, водоемов. Человек обычно не замечает поляризации, но большинство насекомых, ракообразных и головоногих различают ее не хуже, чем цвет{268}. Их глаз, как правило, содержит два типа фоторецепторов, один из которых стимулируется горизонтально поляризованным, а другой – вертикально поляризованным светом. Сравнивая сигналы от этих двух рецепторов, они воспринимают свет, поляризованный в разной степени или под разными углами. Таких животных можно назвать диполятами[94].
У раков-богомолов соответствующие рецепторы находятся в верхнем полушарии глаза. В нижнем же полушарии рецепторы, улавливающие поляризацию, развернуты на 45º. А в пятом и шестом ряду среднего пояса имеется нечто совершенно уникальное. Обычно поляризованный свет колеблется в какой-то одной плоскости, но иногда эта плоскость может вращаться, и тогда свет как будто закручен винтом. Это называется круговой поляризацией. Так вот, как выяснил сотрудник Маршалла Цзыр-Хуэй Цю в 2008 г., раки-богомолы единственные из всех животных способны такую поляризацию различать{269}. Два нижних ряда среднего пояса содержат фоторецепторы, чувствительные к круговой поляризации, закрученной либо по часовой стрелке (правая поляризация), либо против (левая). Таким образом, всего у раков-богомолов имеется шесть классов поляризационных рецепторов – вертикальный, горизонтальный, два диагональных, правый и левый. Оригиналы во всем. Что ж, будем называть их гексаполятами[95].
Я рассказываю о поляризации и цвете отдельно, и в учебниках им тоже обычно посвящены две разные главы. Но это не значит, что раки-богомолы должны расценивать их по-разному. Они вполне могут воспринимать сигналы о шести видах поляризации точно так же, как сигналы о цветах, то есть как дополнительные потоки информации для распознавания объектов окружающей среды. Но зачем им еще шесть, если у них уже есть целых двенадцать? Зачем им все эти необыкновенные сложности? «Мы знаем животных с гораздо более простыми, но очень эффективными для жизни в условиях кораллового рифа зрительными системами», – говорит Том Кронин. Таким образом, по поводу ротоногих «вопрос остается открытым: зачем это все? Ответа не знает никто».
Так, стоп, минуточку. Вернемся немного назад. А почему, собственно, рак-богомол может видеть круговую поляризацию?
В отличие от линейно поляризованного света, круговая поляризация встречается очень редко – возможно, именно поэтому больше ни у кого из живых существ не развилась способность к ее восприятию. Единственные элементы в окружении ротоногих, от которых исходит устойчивая круговая поляризация… – это сами ротоногие. Один вид отражает такой свет крупным хвостовым килем, которым самцы пользуются во время брачных игр{270}. Другой – частями тела, которые особь демонстрирует соперникам во время битвы. Так может быть, для ротоногих это способ коммуникации – разновидность света настолько эзотерическая, что никто, кроме них, ее не улавливает? Увы, с такой гипотезой мы тоже будем ходить по кругу, причем безо всякой пользы. Сигналы в форме круговой поляризации имеют смысл, только если у ротоногих уже есть глаза, способные их воспринимать. Но зачем глазу развивать эту способность, если ее не к чему применить? Что было раньше, глаз или сигнал?
 
Том Кронин считает, что глаз{271}. Фоторецепторы в двух нижних рядах среднего пояса выстроены таким образом, чтобы раскручивать спираль круговой поляризации, превращая ее в линейную. Именно так рак-богомол ее и ощущает. Возможно, такое устройство возникло случайно – анатомический счастливый билет, причуда фасеточного глаза, наделившая своих владельцев способностью улавливать свет с круговой поляризацией, когда и света такого вокруг практически не было. Древние раки-богомолы случайно получили новое чувство и поставили его себе на службу, постепенно развив на своем панцире структуры, отражающие поляризованный по кругу свет, и выработав тем самым подходящие для своих глаз сигналы. Такое происходит сплошь и рядом. Сигналы предназначены для того, чтобы восприниматься, и поэтому окрас меха, чешуи, перьев или экзоскелетов складывается из цветов, которые способны различать глаза их владельца. Палитру шедевров, создаваемых природой, определяет глаз.
У приматов, например, трихромазия развилась, чтобы они могли лучше отыскивать молодые листья и спелые плоды. И только после того, как их умвельт пополнился красным цветом, у них начали появляться участки безволосой кожи, способные передавать сигналы, наливаясь кровью, то есть краснея. Красные морды макак-резусов, красные зады гамадрилов, потешные красные головы лысых уакари – все это брачные сигналы, использование которых стало возможным благодаря трихромазии{272}.
Трихромазией обладает и большая часть рыб, которые водятся в коралловых рифах. Но поскольку красный свет в значительной мере поглощается водой, воспринимаемый ими диапазон сдвинут к синему краю спектра. Именно поэтому среди рифовых рыб так много желто-голубых – как голубой хирург (Paracanthurus hepatus), звезда пиксаровского мультфильма «В поисках Дори» (Finding Dory). В их варианте трихромазии желтый сливается с цветом кораллов, а синий растворяется в воде. Человеку, плавающему с маской и трубкой, эти рыбки кажутся невероятно яркими и заметными, поскольку наше трио колбочек великолепно различает желтый и синий. Но в глазах друг друга – и хищников – эти рыбки замаскированы лучше некуда{273}.
Цветовое зрение хищников подтолкнуло к диверсификации расцветки обитающую в Центральной Америке лягушку под названием «маленький древолаз». Это один вид, который имеет 15 поразительно разнообразных форм. Одна – лаймово-зеленая с бирюзовыми чулками. Другая – оранжевая в черную крапинку. Цвета настолько непохожие, что кажутся почти случайными, однако в этом визуальном безумии есть своя логика. Маленькие древолазы ядовиты, и чем они ядовитее, тем более броская у них окраска. Но, как выяснили Молли Каммингс и Мартина Маан, броская она только для птиц, а для змей и других хищников – нет{274}. Вполне вероятно, что эволюцию фантастических расцветок у лягушки-древолаза двигало тетрахроматическое зрение птиц. Это совершенно понятно: яркие цвета должны предостерегать, поэтому из поколения в поколение наибольшие шансы избежать расправы получали те лягушки, чья окраска лучше всего соответствовала особенностям зрения хищника. Каммингс и Маан показали, что выяснить, кто именно тут хищник (в данном случае это птицы), можно, проанализировав окрас добычи. Поскольку палитру природы определяет глаз, палитра конкретного животного подскажет, чей взгляд она должна цеплять.
Та же логика применима и к цветковым растениям. В 1992 г. Ларс Читтка и Рэндольф Менцель проанализировали 180 их видов и вычислили, какой глаз лучше всего будет распознавать их окраску{275}. Ответ – глаз с зеленой, синей и ультрафиолетовой трихромазией, то есть именно тот, которым смотрят на мир пчелы и многие другие насекомые. Ну да, все правильно, возможно скажете вы: у опылителей сформировался глаз, хорошо видящий цветы. Но нет, все происходило ровным счетом наоборот: этот тип трихромазии развился за сотни миллионов лет до появления первых цветковых, а значит, именно растения подстраивались под него{276}. Цветы вырабатывали оттенки, приковывавшие взгляд насекомого.