Морские черепахи — мастера навигации. Каждый год они проплывают тысячи километров, возвращаясь к местам кормления или гнездования. Ученые давно предполагали, что черепахи ориентируются по магнитному полю Земли, но как именно это работает, оставалось загадкой. Например, молодые логгерхеды (Caretta caretta) после вылупления на пляжах Флориды уплывают в Атлантику и проводят годы в открытом океане, прежде чем вернуться. Как они не сбиваются с пути?
В лаборатории Университета Северной Каролины (США) морские биологи заметили необычное поведение детенышей Caretta caretta. Когда логгерхеды понимали, что скоро получат еду, они начинали энергично махать ластами и кружиться в воде. Ученые назвали это «танцем».
Команда исследователей под руководством Кена Ломанна (Ken Lohmann) решила использовать этот «танец» для опытов. Представьте, что вы учите собаку вилять хвостом, когда звонит колокольчик — как в опыте Павлова. Примерно так ученые «договорились» с черепахами. Вот суть эксперимента Ломанна.
В лаборатории черепах поместили в два резервуара, где заранее создали два искусственных магнитных поля (условно: «Поле А» и «Поле Б»). В «Поле А» их всегда кормили. В «Поле Б» — никогда. Через несколько дней черепахи поняли: если они чувствуют «Поле А» — скоро будет еда. Животные начинали «танцевать» (махать ластами и кружиться), как собаки Павлова, которые выделяли слюну при звуке колокольчика. То есть черепахи научились связывать конкретное магнитное поле с едой. Это доказало, что они «читают» магнитные сигналы как метки на карте, проще говоря, могут запоминать и распознавать магнитные поля, как люди запоминают ориентиры.
Затем ученые смоделировали магнитное поле района островов Кабо-Верде — точки, где черепахи меняют курс на юго-запад во время миграции. Когда черепах поместили в это поле, они автоматически развернулись в «правильном» направлении (юго-запад), как в океане. Это поведение было врожденным. Значит, их «внутренняя карта» (как GPS) уже содержит информацию: «Если ты в зоне Кабо-Верде — плыви туда-то».
Чтобы проверить, как именно работает «внутренний магнитный компас» черепах, биологи добавили второе магнитное поле — колеблющееся, как радиоволна. Оно должно было «сломать» химические реакции, которые, как думали раньше, помогают животным чувствовать магнетизм.
Черепахи продолжали «танцевать» в поле Кабо-Верде, ожидая лакомство. Это значит: их «карта» (понимание «где я?») работает даже при помехах. Но их компас (понимание «куда плыть?») сломался. Вместо поворота на юго-запад они двигались хаотично.
Статья по теме: Кошки питаются тысячами видов животных, в том числе и теми, что находятся под угрозой исчезновения
Если черепаха «танцует», она «видит» магнитную метку (например, Кабо-Верде) и понимает: «Я здесь! Здесь дают еду». Это как если бы открыть карту Google и увидеть точку с надписью «Вы у метро». Даже если черепаха знает, где находится (благодаря «карте»), ей нужен компас, чтобы понять, куда плыть. В эксперименте помехи сломали компас, но не карту. Поэтому черепахи «знали», где они (и танцевали), но не могли выбрать верный курс.
Эксперимент команды Ломанна показал, что у черепах существует два независимых «прибора»: один для определения места, другой — для направления. Если, например, из-за изменения магнитного поля Земли «компас» сломается, черепахи все равно смогут находить нужные места (те же пляжи для гнездования), но не смогут выбрать кратчайший путь. Это объясняет, почему некоторые особи теряются в океане.
Научная работа исследователей опубликована в журнале Nature.