Первоначальные гипотезы о ведущей роли обоняния в навигационных способностях голубей предполагали, что у этих птиц есть особый орган чувств, расположенный в легочных альвеолах. Позднее обнаружилось, что птицы, у которых легочные альвеолы проколоты иглой, все равно находят дорогу к дому без каких-либо проблем. Затем были исследованы носовые полости. У экспериментальной группы голубей носовые полости заклеивались воском, но это никак не отражалось на их способности определять дорогу к дому. Все эти исследования были проведены уже к 1915 г.[62]
К гипотезе обоняния, наряду с гипотезой магнитного поля, ученые вернулись в 70-е гг., когда были опровергнуты все остальные теории. Флориано Папи и его итальянские коллеги предположили, что в мозгу у голубей формируется обонятельная карта ближайших окрестностей, связывающая различные запахи с направлением ветра. Например, если к северу от голубятни располагается сосновый лес, северные ветры ассоциируются у птиц с запахом сосны. Когда голубей выпускают вдали от дома, им достаточно понюхать воздух, чтобы определить нужное направление. А для того чтобы объяснить, как голуби находят дорогу к дому в тех случаях, когда их выпускают на волю очень далеко от дома, где обонятельная карта знакомых мест никак не может им помочь, Папи предположил, что птицы запоминают все запахи, пока их везут к месту освобождения.
Папи и его коллеги провели серию замечательных опытов, доказывающих, что голуби действительно испытывают влияние запахов, связанных с направлением ветра.[63] Например, голубей выращивали в условиях, когда они могли ощущать только два запаха: запах оливкового масла, приносимый южным ветром, и запах синтетического скипидара, приносимый северным. Затем птиц выпускали, нанеся на их ноздри вещество с одним из этих запахов, и голуби в первый момент действительно выбирали неверное направление полета — то, с которым ассоциировался запах.[64]
Большинство попыток повторить эксперименты Папи в Германии и США дали противоречивые результаты, и никаких убедительных доказательств алияния запахов на навигационные способности голубей получено не было.[65] Итальянские ученые также не смогли объяснить, каким образом обоняние может влиять на способность голубей находить дорогу к дом^. Даже если птицы, преднамеренно сбитые с курса, поначалу и летели в неверном направлении, рано или поздно они все равно находили правильный путь и всегда возвращались домой. Многие из экспериментальных птиц возвращались в голубятню так же быстро, как и голуби контрольной группы. Птицы с заклеенными ноздрями, с сильно поврежденными обонятельными нервами или с трубками в ноздрях, не позволяющими воздуху воздействовать на эпителий, тоже все-таки находили дорогу домой, хотя возвращались позднее, чем голуби контрольной группы, не подвергавшиеся хирургическим операциям.
Итальянские исследователи настаивали на том, что более позднее возвращение экспериментальных птиц подтверждает гипотезу о ведущей роли обоняния в навигационных способностях голубей.[66] Однако их скептически настроенные коллеги из Германии и США высказали предположение, что более позднее возвращение могло быть следствием полученной травмы. Для того чтобы проверить это предположение, в Германии провели еще один эксперимент: у части голубей эпителий с окончаниями обонятельных нервов был обработан ксилокаином — сильнодействующим препаратом для местной анестезии, что полностью блокировало обоняние голубей, но при этом не травмировало птиц. Как и следовало ожидать, эти голуби вернулись домой так же быстро, как и птицы контрольной группы.[67] В других экспериментах ксилокаиновая анестезия только замедляла возвращение, но не мешала определить верное направление полета.[68]
Из всего изложенного можно заключить, что обоняние иногда оказывает определенное влияние на навигационные способности голубей, но само по себе оно не может полностью объяснить, каким образом птицы находят дорогу к дому.
ЗАВИСЯТ ЛИ НАВИГАЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ ГОЛУБЕЙ ОТ ВОСПРИЯТИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ?
В 70-е — 80-е гг. гипотеза об определяющей роли магнетизма стала наиболее популярной среди профессиональных исследователей в большинстве стран (кроме Италии, где до сих пор на первом месте стоит теория ведущей роли обоняния). Суть этой гипотезы заключается в том, что для возвращения домой голуби могут использовать карту магнитных полей. Заранее предполагается, что голуби чрезвычайно чувствительны к магнитному воздействию и за счет этого способны не только определить направление его воздействия, но и почувствовать изменение магнитного поля Земли при перемещении из одного места в другое.
Гипотеза строится на том, что определить направление по магнитному полю Земли можно было бы двумя способами. Во-первых, сила поля, достигающая максимального значения на полюсах, уменьшается при движении от полюсов к экватору. Во-вторых, угол магнитного поля относительно земной поверхности также меняется при движении от полюсов к экватору. Стрелка компаса на полюсах направлена вертикально вниз, а на экваторе — располагается горизонтально. На всех остальных территориях она будет менять угол отклонения от вертикали в зависимости от широты: в высоких широтах ее положение будет ближе к вертикали, а в низких — к горизонтали. Если бы голуби могли чувствовать изменение силы или угла магнитного поля, они могли бы и определять, насколько далеко их переместили в северном или южном направлении.
С чисто теоретической точки зрения эта гипотеза вызывает по крайней мере три серьезных вопроса. Во-первых, изменения силы и угла магнитного поля чрезвычайно малы. Например, если мы находимся на северо-востоке США, то при перемещении на 100 миль в направлении с севера на юг средняя величина магнитного поля меняется менее чем на один процент, а угол магнитного поля — менее чем на один градус. Во-вторых, магнитное поле Земли далеко не однородно и может сильно изменяться в зависимости от состава земной коры. Некоторые из таких магнитных аномалий невелики по площади и простираются на несколько сотен ярдов, но встречаются и очень крупные аномалии, которые тянутся на многие сотни миль. В некоторых случаях магнитное поле внутри таких аномалий может в восемь раз превышать по силе магнитное поле Земли. Более того, магнитное поле не постоянно: в нем наблюдаются как небольшие суточные флуктуации, так и сильные отклонения во время магнитных бурь, возникновение которых связано с пятнами на Солнце. При определении положения относительно севера и юга такие изменения могли бы вызвать «погрешность» в десятки и сотни миль.[69]
Кроме того, даже будь голуби настолько чувствительны к магнитным полям, что могли бы точно определить, как далеко их увезли в северном или южном направлении, даже будь они каким-то образом способны вводить поправку на магнитные аномалии и флуктуации магнитного поля в различное время суток, само по себе магнитное поле ничего не может сообщить о перемещениях в направлении восток — запад. Если бы голубей увезли от дома в восточном или западном направлении, угол и сила магнитного поля на новом месте были бы точно такими же, как и дома, и потому птицы не могли бы определить, где располагается их дом. Однако голуби одинаково хорошо находят дорогу к дому, если их увезти в западном, восточном и любом другом направлении. Даже если голуби используют силу или угол магнитного поля Земли для того, чтобы получить сведения о своем перемещении в направлении север — юг, у них должна быть еще одна система, позволяющая ощутить перемещения в направлении восток — запад. Таким образом, магнетизм в принципе может объяснить навигационные способности голубей лишь частично.
62
Мэтьюз, Дж. В.Т. Навигационные способности птиц (Matthews, G.V.T.
63
Папи, Ф. Навигация у голубей: решенные проблемы и открытые вопросы (Papi, F. Pigeon navigation: Solved problems and open questions.
64
Папи, Ф. и др. Различаются ли механизмы поиска дороги к дому у американских и итальянских голубей? (Papi, F., W.T. Keeton, A.I. Brown, and S. Benvenuti. Do American and Italian pigeons rely on different homing mechanisms?
65
Китон, У.Т. Ориентация и навигация у птиц (Keeton. W.T. Orientation and navigation of birds. In
66
См., например: Папи. Ф Обоняние и способность голубей находить дорогу к дому: десять лет экспериментов (Papi, F. Olfaction and homing in pigeons: Ten years of experiments. In
67
Шмидт-Кениг, К. Ориентирование и навигационные способности у птиц (Schmidt-Koenig, К.
68
Кипенхойер и др. Связанная с домом и независимая от дома ориентация голубей при наличии и при отсутствии воздействия окружающей среды на обоняние (Kiepenheuer, J., M.F. Neumann, and H.G. Wallraff. Home-related and home-independent orientation of displaced pigeons with and without olfactory access to environmental air.
69
Уолкотт, Ч. О способности голубей ориентироваться по магнитному полю (Walcott, С. Magnetic maps in pigeons. In