Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предск

Пользовались поляризованным светом и люди. В скандинавских сагах рассказывается о магическом солнечном камне, который помогал викингам находить дорогу при любой погоде. До недавнего времени все это представлялось не более чем легендой, но неожиданно на юге Гренландии археологи обнаружили фрагменты деревянного диска и камня, испещренные прямыми и гиперболическими кривыми линиями. Как выяснили биофизик Габор Хорват из Университета имени Этвёша в Будапеште и его коллеги, на широте 61°, где плавали викинги, в мае — августе тень от каменного столбика, установленного в центре такого диска, точно следовала бы начертанной на диске гиперболической линии с полудня до заката. Для выбора направления на север достаточно было повернуть диск так, чтобы кончик тени совпал с определенной календарной насечкой. Но это в солнечный день. В непогоду можно было откалибровать компас с помощью кристалла, определив по яркому свечению, где прячется солнце. Опыты показали, что при плотном облачном покрове, установить положение солнца, полагаясь на невооруженный взгляд, не удается. А с помощью поляризационного фильтра — вполне. Солнечным камнем мог быть, например, исландский шпат — двоякопреломляющая прозрачная разновидность кальцита. И это не единственный магический кристалл…

Другим магическим кристаллом является магнитный железняк, или магнетит. Более 2000 лет назад китайцы использовали его свойства, чтобы создать компас. Вооруженный китайским изобретением Христофор Колумб и отплыл на поиски Индии…

Этот путь — из Старого Света в Новый — буквально вымощен панцирями морских черепах. Если бы Колумбу и его матросам вовремя не подвернулись неисчислимые стада рептилий, не миновать бы мореплавателю голодного бунта. К тому историческому моменту небольшая флотилия уже готова была повернуть назад. «Великий мореплаватель» так и не стал бы таковым, кончив жизнь на рее или в пучине, а Испания не превратилась бы в державу, где «никогда не заходит солнце». Хотя для страны, возможно, это было бы и к лучшему: сто лет благоденствия на дармовых природных ископаемых (во времена конкистадоров то были золото и серебро, сейчас — нефть и газ) в конце концов привели к полному экономическому и политическому краху.

Впрочем, не имеет история сослагательного наклонения. И судьба морских черепах тоже. Зеленая черепаха, а повстречалась Колумбовой братве именно она, достигала величины хорошей телки, плодилась в изобилии, ловилась легко и долгое время после поимки оставалась вполне съедобной. Перед отплытием на родину испанцы набивали свои камбузы, складируя рептилий живьем, лишь перевернув на спину, чтобы лишнего места не занимали. А флибустьеры избрали своим пристанищем остров Тортуга [5], воспетый в блокбастерах «Пираты Карибского моря». В итоге и черепах там не осталось, и остров переименовали в Большой Кайман.

Английский флот, вышедший на просторы Атлантики после гибели Великой Армады, перенял нехитрые секреты заготовки неспешных морских обитателей у испанцев: ароматная черепаховая похлебка наполняла и медные котлы простых матросов, и голубые супницы адмиралов. От адмиралов вкусную и питательную традицию перенял высший свет: «Правь, Британия, морями», — заводили лондонские олдермены, повязывая грудь салфеткой, глотнув рюмку черри и придвинув поближе тарелку с прозрачно-зеленой «олдерменской черепахой». Когда свежего мяса не хватало, домашние повара клали в воду телячью голову, копыта, хвост, изрядно сдабривали варево специями, и получалась «фальшивая черепаха». Последняя стала одним из персонажей «Алисы в Стране чудес» Льюиса Кэрролла, а его не менее знаменитый иллюстратор Джон Тенниел даже изобразил корову в панцире с ластами вместо передних копыт. «Однажды я была настоящей черепахой», — с грустью вспоминает Фальшивая Черепаха, проливая обильные слезы. К слезам этих рептилий, которые имеют немаловажное значение в их жизни, мы еще вернемся…

Зеленая, она же суповая, черепаха сыграла и другую важную роль в истории освоения американских континентов. Дело даже не в ее яйцах, которые черепахи-мамы откладывают сотнями на песчаных пляжах: чуть мельче, чем куриные, но не менее готовые к употреблению в пищу. Испанские конкистадоры подметили, что дальние странники — черепахи — неплохо умеют использовать морские течения для перемещения из одной части света в другую, экономя силы и энергию. Возможно наблюдая за морскими рептилиями, конкистадор Хуан Понсе де Леон и обнаружил Гольфстрим. Это открытие испанцы долгое время хранили в секрете, ставя свои парусники на естественную транспортную ленту для быстрых трансатлантических переходов.

Первый исследователь поведения морских черепах герпетолог Арчи Карр, основавший национальный парк Тортугеро в Коста-Рике, отмечал, что у черепахи нет ни хронометра, ни секстанта, ни лоций, ни «Морского астрономического ежегодника», ни «Практического руководства по навигации», ни даже компаса. А она спустя два-три года, проведенных в открытом океане, и накрутив за это время несколько тысяч морских миль, возвращается точно на тот самый пляж, который покинула, едва вылупившись из яйца! «Морские черепахи несомненно обладают компасным чувством», — подытожил свои многолетние наблюдения за мечеными зелеными и другими черепахами Карр. А затем перебрал все доступные плавающим рептилиям возможности для поиска правильного направления на бескрайних океанских просторах. Рельеф? Его не видно уже через несколько миль. «Запах моря»? [6] Вряд ли особый аромат маленького пляжа можно учуять за тысячи километров. Звезды? Из-под воды невозможно засечь их видимое перемещение над самым горизонтом, как делают корабелы с помощью секстанта. Силы и ускорение Кориолиса, создающие четкие ориентиры благодаря различным скоростям перемещения объекта на разных широтах? Не исключено, но есть ли у животных органы, способные воспринимать эту разность скоростей? Наконец, координаты магнитные? А почему бы нет?

Предположение о наличии у черепах магнитного чутья, позволяющего распознавать свойства магнитного поля Земли, пятьдесят лет назад звучало довольно смело. Как и с помощью чего могут животные определять то, что под силу лишь сверхчувствительным и высокоточным приборам? Но в 80-х годах прошлого века впервые были обнаружены магниточувствительные бактерии.

Кристаллы магнетита, выращенного бактериями, не превышают в поперечнике 0,04–0,12 микрона, но не только для того, чтобы разместиться в ее клетке размером от одного до трех микронов. В кристаллах такой размерности намагниченность однородна и направлена везде одинаково и благодаря удлиненной форме они приобретают свойства ориентированных магнитных стрелок. Цепочки из кристалликов, окруженные собственной оболочкой, — магнитосомы — обладают достаточно большим магнитным моментом и образуют орган магнитной чувствительности, с помощью которого бактерия ориентируется в магнитном поле. Проживая на дне лагуны, она очень не любит, когда кто-нибудь большой и настырный ворошит ил, всплывающий облаком мути. Вращаясь в этом облаке, бактерия не знает, где спасительное дно с пониженным содержанием кислорода, а где — жутко опасное для нее открытое пространство, наполненное этим ядовитым газом. Но поскольку силовые линии магнитного поля проходят по касательной к поверхности Земли (и соответственно водоема), перемещаясь вдоль них с помощью магниточувствительного органа, бактерия живо уходит на дно. Не случайно такие бактерии, обитающие в Северном полушарии, всегда плывут на Север, и наоборот.

После обнаружения магниточувствительных бактерий пошел вал открытий: пчелы, голуби, киты, — оказывается, многие умеют ориентироваться в магнитном поле планеты… И действительно, почему бы не воспользоваться изначально заданными нашей планетой координатами? Организовано магнитное поле Земли довольно просто — действует по принципу диполя, то есть стержневидного магнита, помещенного в центре Земли и ориентированного вдоль оси ее вращения. Он положительно заряжен с одного (северного) конца и отрицательно — с другого. В любой точке земной поверхности магнитное поле можно представить как вектор в трехмерном пространстве, то есть как очень точный указатель. Задается этот вектор следующей системой координат: магнитным склонением (углом между меридианом и проекцией вектора на плоскость, касательную к поверхности Земли), наклонением (углом между вектором и плоскостью, касательной к поверхности Земли) и величиной (напряженностью поля). То есть склонение можно выразить как угол между направлением стрелки компаса на истинный Северный полюс и полюс магнитный, а наклонение — как угол, на который стрелка наклоняется к земле, следуя направлению вектора поля. Достаточно определить всего две переменные компоненты — напряженность и магнитное наклонение, и вы получите точную привязку своего местоположения к поверхности Земли. Без всякого GPS.