Как корове компас

Несмотря на тысячелетия существования бок о бок с коровами, некоторые способности этих замечательных животных оставались скрытыми от нашего взгляда. Понадобились сразу две технологические революции – космическая и информационная, – чтобы учёные смогли подметить: коровы, как компас, способны определять направление на север и юг.

Известно, что магниторецепцией – умением определять направление относительно линий магнитного поля Земли – владеют огромное число перелётных птиц и некоторые насекомые. Среди млекопитающих обладателей этого дара известно совсем немного: это живущий в Африке голый землекоп, некоторые домовые мыши и обитающий в Северной Америке бурый кожан.

Теперь к грызунам и рукокрылым присоединились парнокопытные.

Группа чешских и немецких учёных под руководством Гинека Бурды и Сабине Бегаль с удивлением обнаружила, что предоставленные самим себе коровы и быки предпочитают ориентироваться с севера на юг. Так же ведут себя косули и благородный олень. Неожиданные результаты опубликованы в последнем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.

Особый порядок в стадах жвачных животных – предмет гордости скотоводов и интереса зоологов уже не одну сотню лет. Без устали пережёвывая траву, вяло разгоняя мух и бесстрастно разглядывая окрестности, коровы будто на параде выстраиваются в шеренги и колонны, и только их опущенные под неуставными углами головы мешают генералам в полной мере насладиться совершенством этих построений.

Однако, как правило, несложно найти причину такого поведения. Стадо может идти на водопой, втискиваться в узкий скотопрогон между деревенскими домами, подставлять бока теплым лучам рассветного солнца или, напротив, поворачиваться хвостом к холодному ветру, чтобы тот ударялся в тело по минимальному сечению. При таком обилии внешних причин, определяющих ориентацию животных, требуется не одно стадо, чтобы найти направление истинных устремлений крупного рогатого скота: на север – или напротив, на юг.

Бегаль и её дотошные коллеги определили среднюю ориентацию более чем 300 коровьих стад общим числом более 8,5 тысяч голов, воспользовавшись снимками поверхности нашей планеты со спутников, предоставленных сервисом Google Earth.

Стада эти были разбросаны по всем континентам, кроме Антарктиды, где выпас крупного рогатого скота – как и всякая другая хозяйственная деятельность – запрещены договором об Антарктиде от 1959 года, да и климатические условия не очень подходят для скотоводства.

Как отмечают учёные, спутниковое зондирование Земли – редкий для зоологии столь специфических животных способ изучать их, никоим образом не возмущая естественные процессы присутствием наблюдателя. Чтобы ориентацию животных не исказили люди, неровности рельефа, дороги и источники воды, учёные исключили из массива полученных данных все стада, рядом с которыми были замечены людские поселения, транспортные магистрали, горы, реки и холмы.

К сожалению, качество снимков далеко не всегда позволяло отличить голову животного от крупа, поэтому учёные определяли ориентацию оси животного, а не направление, в котором оно смотрит. Говоря языком физиков, коровы для зоологов представляли собой объекты со спином 2.

Применив к этим данным статистические тесты, учёные пришли к выводу, что распределение ориентаций коров не может быть случайным с вероятностью более 99,999999% (по тесту Рэлея). В среднем стада ориентированы под углом в 6 градусов к направлению магнитного поля или 5 градусов к географическому меридиану.

То обстоятельство, что средний вектор оказался ближе к направлению на географический, а не магнитный север, не должно сбивать с толку – неопределённость этих значений составляет около 6 градусов в обе стороны («три сигмы», P=0,99). Использование магнитного меридиана вместо географического на деле слегка снижало отклонение, а значит (если воспринимать результат буквально),

коровы «чувствуют» направление именно магнитного поля.

Наиболее убедительно этот факт показывает отдельный анализ территорий, где магнитное склонение – то есть разница направлений на магнитный и географический полюса – особенно велико. По словам учёных, здесь чётко видно, что коровы ориентируются по большей части вдоль магнитных силовых линий, а не вдоль меридианов.

К спутниковым данным об ориентации коров зоологи добавили и результаты полевых наблюдений за косулями и благородным оленем в лесах и лугах Чехии. Для представителей семейств оленьих измерялась ориентация их спин не только днём, но и ночью – по следам, которые спящие животные оставляли в снегу и листве. Точность индивидуальных измерений учёные оценивают примерно в 5 градусов, однако для того, чтобы увидеть финальный результат в случае косуль и оленей, не нужна даже сложная статистика – достаточно взглянуть на сами диаграммы.

Бегаль и её коллеги полагают, что на преимущественную ориентацию с севера на юг в их исследовании не могли повлиять ни любовь жвачных погреться на солнце, ни характерный для них способ противостоять порывам ветра, поворачиваясь по нему спиной. Что касается солнца, то учёные не смогли заметить значимой корреляции между ориентацией спин животных и направлением отбрасываемых ими теней. Ветер же на Земле дует преимущественно западный, и если бы он был важным фактором, то коровы бы стояли перпендикулярно направлению север–юг, а не вдоль него. Кроме того, снимки, представленные в Google Earth, обычно получают летом и вдали от облачных полей, а значит, и сильных ветров. Наконец, все эти параметры напрямую измерялись в случае полевых наблюдений за оленями и косулями – и опять, никакой значимой корреляции.

Как пояснил «Газете.Ru» специалист по зоонавигации Дмитрий Кишкинев из германского Ольденбургского университета, работа Бегаль – «интереснейший наблюдательный факт».

Вместе с тем, как именно коровы и оленьи чувствуют направление магнитного поля, пока совершенно не ясно. Магнитосенсорная система млекопитающих крайне плохо изучена, чему есть как исторические, так и чисто методические причины.

О том, как животные определяют направление, учёные впервые задумались, изучая почтовых голубей, и по инерции именно птицам уделяется основное внимание. Кроме того, птиц гораздо проще изучать. Например, в периоды миграции даже в тёмной клетке перелётные птицы ведут себя беспокойно, и желаемое направление их перелёта можно легко определить в лаборатории – именно в эту сторону они будут совершать большую часть прыжков.

С млекопитающими всё гораздо сложнее, и, например, магниторецепцию у голых землекопов обнаружили почти случайно, заметив, что независимо от ориентации ящика с землёй, в который их поместили, эти животные всегда обустраивают гнёзда в юго-западной его части; эти результаты подтвердились при более подробных исследованиях. Для мышей же магниторецепция известна лишь в некоторых чистых лабораторных линиях мышей, каждая из которых чем-то ущербна в сравнении со своими дикими собратьями; как поведут себя последние на основании этих данных уверенно предсказывать нельзя.

При этом у птиц и млекопитающих ориентация в магнитном поле устроена совершенно по-разному.

У птиц так называемый инклинационный магнитный компас – они чувствуют угол между линиями магнитного поля и горизонтом. «Компас» млекопитающих – чисто полюсной; судя по тем скудным данным, что собраны при исследованиях грызунов и рукокрылых, звери чувствуют только направление на магнитный полюс. Кроме того, где находится этот «компас», никто не знает. Учёные уже показали, что активность мозга лабораторных животных зависит от его ориентации относительно магнитного поля.

Однако где – даже в какой части тела – находится сам сенсор, определяющий направление, неясно. И до тех пор, пока это не выяснится, чётко подтвердить результаты Бегаль будет очень сложно, полагает Кишкинев: для подобных подтверждений нужно либо «отключать» этот сенсор, либо воздействовать магнитами прямо на него. Единственная альтернатива – поместить в искажённое магнитное поле всё животное, а в случае с коровами – целое стадо; как этого добиться в естественных условиях, непонятно.

Есть ли внутренний компас у человека, пока никто не знает. Работы 1970–1980-х годов, в которых, казалось, появились указания на способность человека определять направление на магнитный полюс, так и не были подтверждены достоверно. Впрочем, у нас есть внешний компас и GPS, а когда-нибудь, хочется надеяться, в полную силу заработает и ГЛОНАСС.