Джон Малоун - Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Шестьдесят лет назад ученые не надеялись понять, каким образом достигается высочайшая точность, с которой птицы после тысячекилометрового путешествия находят свои прежние места гнездования. Но с тех пор здесь многое прояснилось, и появились правдоподобные гипотезы. Правда, любая научная статья на эту тему изобилует сослагательным наклонением и выражениями предположительного характера. На сегодняшний день немало известно о навигационных возможностях птиц, но нерешенных проблем больше, чем решенных. Вспомните крохотных певчих птичек, прилетающих вить гнезда на яблоне за вашим окном: скорее всего, это та же пара, которая год назад улетела отсюда в Африку, а теперь вернулась обратно.

Как им это удается? Может быть, это тот случай, когда лучше не выяснять, а просто смиренно восхищаться чудесами природы.

1. Mead, Chris. Bird Migration. New York: Knopf, 1985. Широкий обзор различных аспектов поведения птиц, включая миграции. Проиллюстрирован более чем 600 великолепными цветными фотографиями птиц в их естественной среде обитания.

2. Elphick, Jonathan, Ed. The Atlas of Bird Migration. New York: Random House, 1995. В книге представлены карты с маршрутами миграций, снабженные подробной информацией. Главным консультантом этого обзора выступил Крис Мид (автор предыдущей книги).

3. Wade, Nicholas, Ed. The Science Times Book of Birds. New York: Lyons Press, 1997. Сборник материалов, публиковавшихся в «Science Times», еженедельном приложении к газете «New York Times». В него включены 60 статей, в которых обсуждаются различные вопросы биологии птиц, включая природоохранные проблемы; пять из них посвящены проблеме миграций.

4. Martin, Brian P. World Birds. Enfield, England: Guinness Books, 1987. Книга содержит большой объем научной информации, но в то же время предназначена и для неспециалистов. В ней представлен, например, перечень «чемпионов» (кто летает выше всех, кто плавает быстрее всех, у кого самый длинный нос и т. д.).

5. Weidensaul, Scott. Living on the Wind: Across the Hemisphere with Migratory Birds. New York: North Point Press / Farrar, Straus and Giroux, 1999. Автор преодолел более 100 тыс. км за 6 лет, в течение которых собирал материал для этой книги. Научная точность сочетается с легкостью стиля, демонстрируя образец нового жанра.

6*. Каррилиндал К. Птицы над сушей и морем. Глобальный обзор миграции птиц. — М.: Мысль, 1984.

7*. Соколов Л. В. Филопатрия и дисперсия птиц. — Л.: Тр. Зоологического института, 1991.

Глава 12.

Что такое красный цвет?

Представим себе, что аквалангист, плавающий в окрестностях кораллового рифа, неосторожно ободрал локоть об острый выступ коралла. Рана не опасна, но из нее сочится кровь. Пловец с удивлением видит, что кровь имеет зеленый цвет.

А вот июньский лес на северо-востоке США со всеми оттенками зеленого цвета в ярком солнечном свете. Среди зеленых листьев вдруг появляется прыгающая по ветвям белка. Белке листья вовсе не кажутся зелеными. Она воспринимает листья как красные и желтые.

Что же происходит? Насколько нам известно, кровь всегда имеет красный цвет, а июньская листва в северном полушарии окрашена в различные оттенки зеленого и станет желтой или красной лишь осенью, в пору увядания, когда наступят холода. Естественно, возникает вопрос о том, действительно ли листья имеют зеленый цвет или он существует лишь в нашем воображении? Другими словами, обладают ли листья собственной окраской, изменяющейся лишь в зависимости от сезона, или это наш мозг «приписывает» им некий цвет?

Есть старая философская шутка-загадка: можно ли говорить о шуме падающего дерева в лесу, где нет никого, кто мог бы его услышать? Аналогично можно спросить о том, остается ли листва летом именно зеленой, если ее никто не видит? Выше уже упоминалось, что белки, например, видят листья только красными или оранжевыми. На самом деле общая картина выглядит даже сложнее, поскольку некоторые люди страдают так называемым дальтонизмом и их глаза не воспринимают зеленый цвет достаточно четко. Абсолютный дальтонизм, т. е. полностью монохроматическое зрение, при котором человек видит лишь белый и черный цвета или оттенки серого (как в черно-белых кинофильмах), — довольно редкое заболевание, но другие нарушения цветового восприятия (например, аномолопия, т. е. неспособность различать красный и зеленый цвета) достаточно распространены. Согласно статистике, в Европе и США примерно каждый из двенадцати мужчин страдает какой-либо формой цветовой слепоты. Эти нарушения обычно генетически обусловлены и проявляются именно у мужчин (среди женщин такие нарушения встречаются лишь у одной из двухсот). Впрочем, даже у человека с нормальным зрением могут существовать проблемы с цветовым восприятием, поскольку оно связано с опытом, названием цветовых оттенков и т. п. Известно, что многие дети с трудом различают цветовые оттенки, а некоторые взрослые люди испытывают трудности с определением цвета из-за того, что их не обучили этому в детстве. Каждому приходилось сталкиваться со спорами относительно цвета предметов («синее, а не зеленое!», «не красное, а оранжевое!»). Для решения вопроса иногда достаточно продемонстрировать спорящим образцы чистого цвета, чтобы человек признал, например, что окраска скорее синяя, чем зеленая. Впрочем, иногда такие споры принимают ожесточенный характер, и этот метод не помогает.

Цветовое зрение представляет собой одно из высших достижений биологической эволюции человека. Ранние формы жизни на Земле вообще не имели глаз и воспринимали свет лишь скоплениями светочувствительных клеток. Такие светочувствительные пятна, или «глазки», как называют их биологи, сохранились до сих пор у некоторых биологических видов с мягкой кожей (типа червей), в организме которых они обычно несут двойную нагрузку (пятна не только помогают червяку находить источники тепла и света, но и предупреждают его об опасности перегрева или ожога). Черви относятся к беспозвоночным, которые представляют подавляющее большинство (более 95%) биологических видов, населяющих нашу планету. Число видов позвоночных (к которым относятся млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии и рыбы) составляет лишь около 41 000. Раньше биологи полагали, что именно наличие или отсутствие позвоночника является основным признаком, позволяющим четко разделить эти два класса, однако в 1960-е годы обнаружилось, что между позвоночными и беспозвоночными существует и иное, значительно более важное различие. Выяснилось, что у всех беспозвоночных глаза формируются на основе кожных структур. Например, глаза морских звезд располагаются на кончиках отростков (отметим, кстати, что морские звезды, несмотря на их английское название starfish, не имеют к настоящим рыбам никакого отношения). С другой стороны, у всех позвоночных глаза выступают продолжениями или отростками мозга, причем это различие проявляется особенно ярко на высших ступенях эволюционного развития.

Основной функцией глаза является регистрация света, и с этой задачей справляются даже упомянутые выше примитивные световые пятна на коже червя. Глаза более развитых существ способны различать движение, а у высших организмов они могут формировать изображения, хотя эта способность неодинакова у различных видов млекопитающих. Следует подчеркнуть, что мы видим не реальные объекты, а отраженный ими свет. Человеческий глаз содержит более 180 миллионов рецепторов, воспринимающих отраженный свет и формирующих на этой основе изображение. Когда мы рассматриваем какой-либо предмет, миллионы элементарных частиц — переносчиков света, называемых фотонами, попадают ежесекундно в наши глаза на скопления этих фоторецепторов, образующих так называемую сетчатку. Следует особо отметить, что глаза всех позвоночных снабжены изогнутой прозрачной роговицей, играющей роль линзы и направляющей поток фотонов на сетчатку.

Сетчатка состоит из фоторецепторов двух типов, называемых палочками и колбочками, которые реагируют на свет совершенно по-разному. Колбочки реагируют на яркий свет, а палочки улавливают световое излучение от слабых и тусклых источников. Существует три типа колбочек, каждый из которых поглощает световые волны определенной части спектра (синей, зеленой и желтой), что позволяет нам различать окраску предметов. Мозг человека способен комбинировать сигналы от излучения в зеленой и желтой частях спектра, что обеспечивает восприятие красного цвета (длины волн в красном диапазоне велики, и человеческий глаз их не регистрирует, как и инфракрасное излучение). Каждый из нас испытывал чувство «временной слепоты» при резкой смене освещения (например, входя в темное помещение с ярко освещенной улицы или наоборот), что связано именно с изменением режима работы сетчатки глаза, так как упомянутые системы рецепторов (палочки и колбочки) не перестраиваются мгновенно. Под действием света от рецепторов посылаются электрические импульсы в ту область коры больших полушарий, которая отвечает за зрительное восприятие.