Биологи соорудили для бабочек специальный симулятор: насекомые могли видеть как знакомые им географические ориентиры, так и ощущать искусственно созданное магнитное поле. Когда поле было ориентировано так же, как в жизни, бабочки летели в нужном направлении. А когда магнитное поле разворачивали, и его направление входило в конфликт с ландшафтом, Agrotis infusa теряли ориентацию на местности через несколько минут.
Но, конечно, не все всегда так сложно. Относительно простая навигация по визуальным ориентирам (рекам, горам, деревьям) также встречается в животном мире — особенно во время небольших переходов, скажем, с одной стороны горного перевала на другую. Еще один способ находить верную дорогу — обоняние. В частности, рыбы лососевых пород ориентируется по запахам в реках, чтобы найти места для нереста и отложить икру там же, где появились на свет сами. А антилопы гну в национальном парке Серенгети (Танзания) ищут более зеленые пастбища по запаху дождя. Не так давно биологи обнаружили, что обоняние играет важную роль и при перелетах птиц — так к ориентированию по звездному небу и магнитному полю добавился еще один инструмент.
Известно, что иногда потерявшиеся домашние коты преодолевают огромные расстояния — по несколько сотен километров, — чтобы вернуться домой. Не теряться на близких дистанциях от дома им помогает обоняние и запоминание визуальных ориентиров. Однако у ученых нет однозначного объяснения, как коты могут добраться из одного города в другой — как, например, кошка Мурка, в 1989 году дошедшая из Воронежа в Москву.
Сначала в экспериментах ученые исследовали перемещение птиц, нарушая магнитное поле или ограничивая их обоняние. Оказывалось, что способность ощущать запахи важнее — без нее птицы не могли найти места гнездования, в то время как лишение их способности ориентироваться по магнитному полю не влияло на результаты перелета. Эти опыты критиковались, так как, во-первых, птицы помещались в искусственную для них обстановку, а во-вторых, скептики замечали: отсутствие обоняние может лишать птиц не способности находить дорогу, а мотивации к ее поиску.
В последних опытах авторы устранили недостатки предыдущих экспериментов. В качестве подопытных выступили буревестники: биологи надели на три десятка птиц, перемещавшихся в районе Балеарских островов (над Средиземным морем), GPS-датчики, а также закапали им в нос сульфат цинка, чтобы временно лишить обоняния. Еще одной группе птиц закрепили на теле небольшие магниты, чтобы сбивать их с «магнитного курса», а третью партию буревестников использовали как контрольную группу. Всех участников эксперимента отпустили на свободу: птицы продолжали искать пищу и возвращаться к гнездам. Сульфат цинка и магниты нисколько им не мешали.
Различия обнаружились, когда птицы стали совершать длительные перелеты между островами и побережьем Испании. Буревестники с магнитами и контрольная группа летели как обычно, а вот лишенные обоняния птицы двигались в нужном направлении, но по странной, запутанной траектории. Ученые сравнили их с туристами в лесу, которые в общих чертах представляют свой маршрут, но постоянно от него отклоняются, сверяются с компасом и корректируют направление. Когда в поле зрения появлялся берег, птицы двигались нормально. Так что ученые пришли к выводу: в данном случае основной навигационный инструмент буревестников — все-таки обоняние, а не магнитное поле. К слову, в 2019 году появились первые данные о том, что магнитное поле Земли способен ощущать и человек.
Так что исследование шнобелевских лауреатов 2013 года в двойной номинации «Биология/астрономия» еще раз показало: несмотря на достаточно большой объем информации о навигационных системах животных, в этой области остается еще очень много неизвестного.
Вместе с учеными из Швеции и Южно-Африканской республики лауреатами Шнобелевской премии 2013 года стали:
Археология: Брайан Крэнделл и Питер Шталь за изучение того, как человеческое пищеварение влияет на скелет небольших насекомоядных млекопитающих. Проще говоря, ученые выяснили, что будет с костями землеройки после прохождения через пищеварительную систему взрослого мужчины, если он съест грызуна не жуя. Выяснилось, что некоторые косточки полностью растворяются под влиянием желудочного сока, — а это весьма ценные сведения для археологов, исследующих в том числе и остатки пищи древних людей. Крэндел и Шталь ели землероек и собирали их кости самостоятельно, не прибегая к помощи ассистирующих студентов.
Химия: группа японских исследователей, выяснивших, что биохимические процессы, заставляющие нас плакать при нарезании лука, гораздо сложнее, чем считалось ранее. Оказалось, что слезоточивое вещество не образуется в результате спонтанной реакции с ферментом аллииназой, а вырабатывается при участии другого, ранее неизвестного фермента. Авторы предположили, что их открытие сделает возможным выведение не вызывающего слезы лука, а пока что советуют резать капризный овощ острым ножом, мочить водой лезвие и руки, а также охлаждать лук перед приготовлением — это поможет предотвратить раздражение глаз.
Медицина: еще одна группа японцев, изучавших влияние музыки на состояние мышей, которые перенесли пересадку сердца. Грызуны, слушавшие «Травиату» Джузеппе Верди или музыку Моцарта, прожили после операции 26,5 и 20 дней соответственно, а слушатели современных композиций (ирландской певицы Энии) — 11 дней. Анализ крови мышей показал, что в организме «долгожителей» был повышен уровень противовоспалительных веществ, а также клеток, которые регулируют иммунный ответ. Вероятно, классическая музыка действительно может влиять на иммунитет, но это не точно — слишком маленькая выборка подопытных и музыкальных произведений.
Премия мира: Александр Лукашенко (в 2013 году — президент Белоруссии) за запрет публичных аплодисментов и белорусская милиция, арестовавшая за аплодисменты однорукого человека. В 2011 году в стране прошли акции протеста против Лукашенко, причем протестующие выражали свою позицию не словами или плакатами, а аплодисментами — в итоге они были запрещены. 3 июля, в День независимости Белоруссии, в Гродно на одной из таких акций протеста был задержан Константин Каплин — из-за полученной в детстве травмы мужчина лишился одной руки. Это не помешало судье признать его виновным в публичных аплодисментах и назначить штраф.
Теория вероятности: группа исследователей из Великобритании (Шотландия) за два открытия. Они выяснили, во-первых, что чем дольше корова лежит, тем выше вероятность, что скоро она встанет, а во-вторых, что как только корова встанет, невозможно предсказать, когда она снова ляжет. По мнению авторов работы, знание этой нехитрой закономерности поможет фермерам не нарушать естественные привычки животных, а значит, их здоровье и самочувствие улучшатся.
Физика: группа исследователей из Италии за доказательство, что в условиях лунной гравитации человек сможет бегать по воде. Ученые взяли математическую модель, описывающую движения ящериц из рода василисков (самых крупных животных, способных бегать по поверхности воды и не тонуть), и адаптировали ее для человека. Выяснилось, что в условиях лунной — или более слабой — гравитации человек тоже сможет бежать по воде. А секрет василисков заключается в том, что, во-первых, они очень быстро переставляют задние лапы (по воде они бегают на двух, а не четырех, ногах — контакт с водой длится около 0,068 секунды), а во-вторых, опускают лапы на поверхность горизонтально. В итоге ящерицы как бы захватывают пальцами пузырек воздуха — лапы не намокают, а поверхность воды не успевает прорваться.
