Supernawigatorzy. Jak zwierzęta odnajdują drogę - ebook

Spis treści

Przedmowa 11

Część I. Nawigacja bez map

1. Pan Steadman i monarcha 19

2. Czarodziejski dywan Jima Lovella 27

3. Bezładna plątanina 35

4. O pustynnej wojnie i mrówkach 45

5. Tańczące pszczoły 53

6. Nawigacja zliczeniowa 61

7. Konie wyścigowe w świecie owadów 69

8. Kierowanie się widokiem nieba 81

9. Jak ptaki odnajdują północ geograficzną 89

10. Żuki gnojowe i drogowskazy na nocnym niebie 97

11. Pawice gruszówki 105

12. Czy wędrujące ptaki kierują się zapachem? 115

13. Nawigacja dźwiękowa 123

14. Magnetyzm ziemski 137

15. Jak nawiguje monarcha? 145

16. Błyszczka jarzynówka 153

17. Mroczny władca gór śnieżnych 159

Część II. Święty graal

18. Nawigacja z mapą i kompasem 173

19. Czy ptaki potrafią rozwiązać problem długości geograficznej? 183

20. Tajemnice nawigacji żółwi morskich 191

21. Kostarykańskie przygody 201

22. Światło w ciemności 209

23. Wielka magnetyczna tajemnica 221

24. Koniki morskie w naszych głowach 229

25. Mózg nawigacyjny człowieka 239

Część III. Dlaczego nawigacja ma znaczenie

26. Język ziemi 249

27. Podsumowanie 257

Podziękowania 263

Wybrana bibliografia 265

Przypisy 267

Indeks 297Przedmowa

Przed moim oknem właśnie przelatuje wrona. Wygląda, jakby zmierzała do wyznaczonego celu, miała jakąś tylko sobie znaną sprawę do załatwienia. Trzmiel po kolei odwiedza kwiaty w ogrodzie. Motyl, trzepocząc skrzydłami, przefruwa nad murem, kręci się chwilę w jednym miejscu, na krótko przysiada i znów podrywa do lotu. Ścieżką kroczy kot i znika w zaroślach, podczas gdy w górze pełen ludzi samolot kieruje się w stronę Heathrow.

Wystarczy tylko się rozejrzeć. Zwierzęta, duże i małe, nie wyłączając ludzi, znajdują się w nieustannym ruchu – wszędzie. Szukają jedzenia albo partnera; migrują, by uniknąć zimowych chłodów lub letnich upałów, albo po prostu wracają do domu. Niektóre wędrują na drugi koniec świata, inne krążą tylko po okolicy. Niezależnie jednak od tego, czy jest się rybitwą popielatą, która z jednego krańca Ziemi przelatuje na drugi, czy pustynną mrówką śpieszącą do gniazda z trzymaną w szczękach martwą muchą, trzeba umieć znaleźć drogę. To jest sprawa życia i śmierci.

Kiedy osa wylatuje na łowy, jak później trafia z powrotem do gniazda? Jak żuk gnojarz daje radę toczyć kulkę nawozu po linii prostej? Jaka niezwykła siła przyciąga samicę żółwia morskiego po przemierzeniu całego oceanu z powrotem na plażę, tam gdzie się urodziła i gdzie teraz złoży jaja? Jak gołąb wypuszczony setki kilometrów od swojego gołębnika, w okolicy, w której przedtem nigdy nie był, odnajduje drogę powrotną? A ludy tubylcze, które w pewnych rejonach świata po dziś dzień odbywają długie i trudne wędrówki lądem i morzem, bez map ani kompasów, nie mówiąc już o GPS-ie1?

Pierwsze pytanie, które stawiam w tej książce, brzmi po prostu: jak zwierzęta – nie wyłączając człowieka – orientują się w przestrzeni? Odpowiedzi okazują się fascynujące same w sobie, a ponadto wywołują kolejne pytania, dotyczące naszych zmieniających się relacji z otaczającym światem. Ludzie zatracili już w znaczniej mierze umiejętności nawigacji, którymi posługiwali się od wieków. Teraz możemy ustalić nasze położenie bez wysiłku i precyzyjnie, w każdym miejscu na powierzchni Ziemi, i nie musimy nawet się nad tym zastanawiać – wystarczy nacisnąć guzik. Czy jest w tym coś złego? Jeszcze nie wiemy na pewno, ale w końcowych rozdziałach zajmę się związanymi z tym problemami. Nie są one bez znaczenia.

Zanim zaczniemy na dobre, przygotujmy sobie grunt za pomocą paru słów o nawigacji, z którą mamy do czynienia w codziennych sytuacjach. Zastanówmy się zatem przez chwilę, jak radzimy sobie, gdy przyjeżdżamy do obcego miasta.

Pierwsze zadanie nawigacyjne to znalezienie drogi z samolotu przez kontrolę graniczną do hali odbioru bagażu. Nawet ten rodzaj nawigacji w zamkniętym pomieszczeniu może sprawiać trudności, zwłaszcza krótkowidzom, lecz zwykle potrafisz je pokonać, kierując się znakami. Siedząc już w taksówce czy w autobusie, możesz się odprężyć i pozostawić decyzje kierowcy.

Gdy znajdziesz się w hotelu, musisz odszukać recepcję i znaleźć swój pokój – i znowu strzałki są nieocenioną pomocą. Rano zechcesz zapewne wybrać się na pieszy spacer po okolicy. Uwodzicielski głos z włączonej w telefonie aplikacji GPS może udzielić ci dokładnych wskazówek, ale właściwie to nie jest nawigacja: urządzenie po prostu podpowiada, co masz robić.

Jeśli jesteś bardziej niezależny i wolisz sam znaleźć drogę, prawdopodobnie sięgniesz po drukowaną mapę. Pierwsze praktyczne zadanie to umiejscowienie na niej swojego hotelu – inaczej mówiąc, określenie własnej pozycji. Potem musisz odszukać miejsca, które chcesz odwiedzić, i ustalić, jak do nich dotrzeć i ile czasu musisz na to poświecić. W tym celu trzeba wyliczyć odległości i oszacować prędkość, z jaką będziesz się poruszać, co wiąże się z koniecznością pomiaru czasu. Choć w pierwszej chwili może się to nie wydawać oczywiste, nawigacja ma równie wiele wspólnego z czasem, co z przestrzenią.

Tyle o planowaniu wędrówki. Teraz stajesz przed nowym problemem: po wyjściu z hotelu iść w prawo czy w lewo? Zanim udasz się w drogę, musisz wiedzieć, w którą stronę świata jesteś zwrócony. Ten podstawowy problem można rozwiązać w różny sposób. Możesz posłużyć się kompasem w telefonie, ale możesz też zorientować się na podstawie tego, na jakiej jesteś ulicy. Patrząc na padające cienie, możesz z kolei kierować się według słońca. Gdy już wyruszysz, musisz pilnować trasy, sprawdzając z mapą punkty orientacyjne i nazwy ulic.

Urządzając kolejne wycieczki, zaczniesz poznawać układ miasta – rozumieć, jak poszczególne części się ze sobą łączą. Polega to na zapamiętywaniu charakterystycznych punktów i ustalaniu relacji geometrycznych między nimi. Jak wszyscy wiemy, niektórzy ludzie mają znacznie lepszą orientację niż inni, ale gdy wprawisz się w tego rodzaju nawigacji, będziesz odbywać coraz dłuższe i bardziej skomplikowane wyprawy, nie zaglądając nawet do mapy i zamiast za każdym razem wracać do hotelu i od niego rozpoczynać wędrówkę, zaczniesz chodzić drogami łączącymi ze sobą różne dzielnice miasta. Wówczas powstanie w twojej głowie mapa wyobrażeniowa miasta.

Możliwa jest też zupełnie inna technika nawigacji. Zamiast posługiwać się mapą, możesz po prostu kierować się intuicją, aż znajdziesz coś ciekawego, przez cały czas zwracając uwagę, jaką idziesz drogą i jak daleko zaszedłeś, aby bezpiecznie wrócić do hotelu.

Takie postępowanie przypomina metodę zastosowaną przez mitycznego greckiego herosa Tezeusza. Podążając labiryntem Minotaura, odwijał nić z kłębka, który dała mu Ariadna, i tym „śladem” kierował się w drodze powrotnej po zabiciu potwora. Kłębek nici nie jest poręcznym narzędziem w zatłoczonym współczesnym mieście, w praktyce więc nawigacja bez mapy wymaga dokładnej obserwacji i dobrej pamięci.

Rozróżnienie między nawigacją z mapą i bez mapy ma zasadnicze znaczenie i dotyczy nie tylko człowieka. Mapy (w postaci fizycznej i wyobrażeniowej) dają wiele korzyści, między innymi umożliwiają wynajdywanie skrótów, by oszczędzić cenny czas i energię, albo dróg okrężnych, by ominąć niebezpieczeństwa i przeszkody. Wydaje się, że niektóre zwierzęta posługują się jakimś rodzajem map (oczywiście niedrukowanych na papierze), lecz trudno to sprawdzić, a jeszcze trudniej ustalić, jak takie mapy działają. Są to niezwykle istotne kwestie, nad którymi zastanawiają się badacze zdolności nawigacyjnych zwierząt.

Struktura książki odzwierciedla podział na nawigację bez map i za pomocą mapy. W pierwszej części skupiam się na tym, jak zwierzęta orientują się w przestrzeni bez map, w drugiej zaś omawiam możliwości korzystania z map – różnego rodzaju przez różne zwierzęta – oraz dowody istnienia przypominających mapy reprezentacji świata w ich mózgach. W ostatniej części rozważam, jakie znaczenie ma dla nas wiedza o nawigacji zwierząt.

Każdy rozdział dzieli od następnego krótki fragment drukowany kursywą, w którym podaję przykłady nawigacji zwierząt – przeważnie te zaskakujące – których nie dało się zgrabnie wpleść w tok narracji. Mam nadzieję, że zaciekawi to czytelnika, pokazując, ile jeszcze zagadek pozostało do rozwiązania.

Nawigacja zwierząt to obszerna i skomplikowana dziedzina nauki, w niewielkiej książce można jedynie przybliżyć niektóre ważne tematy. Wiele brakuje do wyczerpującego ujęcia zagadnienia, a ponieważ zwracam się raczej do ogółu czytelników, a nie do specjalistów, starałem się w miarę możliwości unikać terminów technicznych.

Przedstawione treści są nie tylko odzwierciedleniem moich osobistych zainteresowań, lecz po części owocem spotkań z uczonymi, którzy nadali kierunek moim badaniom. Skupiam się głównie na opisywaniu, co robią zwierzęta i w jaki sposób, pomijając w dużej mierze kwestię dlaczego. Próba odpowiedzi na to ostatnie pytanie dostarczyłaby materiału do kilku innych książek.

Na zakończenie jeszcze kilka słów o dobrostanie zwierząt.

Praca badaczy zajmujących się nawigacją zwierząt (jak również wszystkimi innymi dziedzinami nauki) podlega ścisłym zasadom etycznym i wszyscy moi rozmówcy bardzo poważnie traktowali swoją odpowiedzialność za to, by nie zadawać zwierzętom cierpienia. W niektórych przypadkach nie udało się jednak uniknąć wyrządzania im krzywdy, a każda relacja pomijająca wyniki tych eksperymentów byłaby nie tylko niepełna, ale ogromnie myląca.

Jestem głęboko przekonany, że powinniśmy szanować naszych współbraci w świecie zwierząt i wystrzegać się stawiania własnych celów ponad ich potrzebami. Niełatwo rozstrzygnąć jednoznacznie, jakie eksperymenty na zwierzętach są uzasadnione, w każdym bądź razie musimy jednak zadbać o to, by nie odczuwały bólu. Uczciwie mówiąc, nie mam całkowitej pewności, czy wiemy dziś dostatecznie wiele o takich zwierzętach, jak skorupiaki i owady, by stwierdzić to bez najmniejszych wątpliwości.

Niektórzy czytelnicy mogą uważać, że krzywdy zadawanej zwierzętom dla celów naukowych nigdy nie wolno usprawiedliwiać – w żadnych okolicznościach. Nietrudno oczywiście przytoczyć argumenty etyczne, przemawiające za zakazem wszelkich eksperymentów przysparzających zwierzętom cierpienia, podejrzewam jednak, że niewielu z nas chciałoby ponosić konsekwencje tego zakazu – zwłaszcza gdy chodzi o nauki medyczne. Pocieszająca jest jednak informacja, że liczba zwierząt wykorzystywanych do doświadczeń (przynajmniej w Wielkiej Brytanii) zmniejszyła się w ostatnich latach2.

Debata o etyce badań naukowych na zwierzętach obejmuje niewątpliwie bardzo szeroki zakres problemów i bynajmniej nie roszczę sobie prawa do znajomości wszystkich argumentów. Na pewno jednak nie byłoby słuszne domaganie się od naukowców wyższych standardów moralnych niż od reszty z nas.1. Pan Steadman i monarcha

Gdy miałem siedem lat, w moim życiu pojawił się niezwykły nauczyciel. Uczył matematyki, ale nie przejmował się zbytnio programem ani wiekiem swoich uczniów. Lekcja pana Steadmana, zaczynająca się od teorii Pitagorasa, mogła zbłądzić na manowce topologii, by ostatecznie trafić do króliczej nory geometrii nieeuklidesowej. Te rzeczy go fascynowały i niewątpliwie uważał, że nam też przyda się taka gimnastyka umysłu.

Pan Steadman był nie tylko matematykiem, ale również specjalistą w dziedzinie entomologii i w miesiącach letnich urządzał w szkole połowy nocnych motyli. Rano nie mogłem się doczekać pójścia do szkoły, bo przed rozpoczęciem lekcji mogłem razem z nim sprawdzać, co w ciągu nocy złapało się w pułapkę.

Szkoła znajdowała się na obrzeżach New Forest, jednego z naj­korzystniejszych środowisk dla owadów w całej Wielkiej Brytanii, więc czasami nawet pięćdziesiąt, albo i sto motyli spokojnie odpoczywało w pudle, do którego wpadły nocą zwabione silnym światłem. Niektóre, jak się dowiedziałem, nie pochodziły stąd, były tylko letnimi gośćmi. Zwykle trafiały się wśród nich błyszczki jarzynówki, które – jak dziś wiadomo – każdego lata przylatują w wielkiej liczbie znad Morza Śródziemnego do Europy Północnej, gdzie się rozmnażają. Jak pokonują taką długą trasę i jak odnajdują drogę, było zupełną tajemnicą.

Wkrótce motyle stały się moją pasją i ku utrapieniu matki zapełniałem swój pokój siatkami, pudełkami do gromadzenia kolekcji, rozpinadłami i wysokimi klatkami, w których hodowałem gąsienice. Czasami leżałem nocą, nie śpiąc, i wsłuchiwałem się w odgłosy chrupania wydawane przez moich nienasyconych więźniów oraz cichutki szmer maleńkich kropelek ich odchodów spadających na liście. Kiedy już najadły się do syta, zamieniały się w poczwarki – ich tłuste ciała rozpuszczały się w alchemicznej miksturze, z której w magiczny sposób powstawały dorosłe motyle. Obserwując, jak zrzucają z siebie twarde, suche pancerze, powoli rozprostowują wilgotne, zmięte skrzydła i w końcu wzbijają się do lotu, doświadczało się cudu natury, którego wspaniałości nie umniejszały skromne wymiary.

Moja anielsko cierpliwa matka zabrała mnie do Muzeum Historii Naturalnej w Londynie, gdzie młody życzliwy kustosz zaprowadził nas na zaplecze. Otworzywszy nieoznakowane drzwi, wpuścił nas do wielkiego pomieszczenia z mahoniowymi gablotami, w których umieszczono miliony motyli z całego świata. Pokazał pewnego dużego egzotycznego motyla, który – jak wyjaśnił – pojawia się w Anglii zupełnie wyjątkowo. Nie pochodzi z Europy ani z Afryki, lecz aż z Ameryki Północnej. Choćby nawet w drodze przez Północny Atlantyk pomagały mu sprzyjające zachodnie wiatry lub odbył swoją podróż na statku, pokonanie takiej drogi jest niesamowitym wyczynem.

Jego skrzydła o rozpiętości sięgającej dziesięciu centymetrów przypominają modernistyczny witraż. Delikatne czarne żyłki rozkładają się półkoliście na jaskrawo pomarańczowym tle jakby rozświetlonym blaskiem słońca. Ciemne linie stykają się z szerszym czarnym obrzeżem, nakrapianym, podobnie jak głowa motyla, śnieżnobiałymi kropkami. Można by powiedzieć, że motyl rażąco rzuca się w oczy, ale takie krzykliwe zestawienie kolorów ostrzega drapieżniki, aby nie popełniły fatalnego błędu, próbując go zjeść. Może on mieć w organizmie toksyczne substancje, wchłonięte jeszcze przez gąsienicę z trojeści, trującej rośliny będącej jej pokarmem. Motyl ten, dobrze znany w Ameryce Północnej, to danaid wędrowny, zwany też monarchem lub monarchą.

Gdy podniecony opowiedziałem o tym panu Steadmanowi, ten po prostu złożył zamówienie na poczwarkę monarchy u dostawcy materiałów entomologicznych. Kiedy otworzyłem paczkę, od razu poznałem, co zawiera: był to mój własny Danaus plexippus.

Poczwarka, niewiele większa niż dwa centymetry, wyglądała jak wspaniałe dzieło sztuki jubilerskiej. Okryta błyszczącym zielonkawym pancerzem, spoczywała na wyściółce z waty niby miniaturowy chiński cesarz czekający na ponowne narodzenie. Mogłem niewyraźnie odróżnić kształt skrzydeł i segmentów, z których kiedyś miało powstać ciało dorosłego owada. Rząd maleńkich złotawo połyskujących kropek biegł półkolem dookoła najgrubszej części poczwarki, pokrytej tu i ówdzie innymi złotymi punkcikami. Była przepiękna – podobała mi się nawet bardziej niż wspaniały motyl – zarazem jednak wydawała się jakaś obca i niepokojąca. Jakich cudów mielibyśmy jeszcze szukać w otchłaniach przestrzeni kosmicznej, kiedy nasz ziemski świat jest pełen takich niezwykłości?

Nigdy nie zobaczyłem wychodzącego z poczwarki monarchy; umarł przed osiągnięciem dojrzałości. Danaid wędrowny i niezwykła historia jego życia od tej pory zawładnęły moją wyobraźnią.

Wiele lat później zobaczyłem po raz pierwszy żywego monarchę na wydmach w Amagansett, niedaleko Montauk, na wschodnim krańcu Long Island. Był koniec sierpnia i motyl wraz z milionami niewidocznych dla mnie innych zmierzał wytrwale na południowy zachód. Jego lot był beztroskim tańcem. Kilkoma leniwymi poruszeniami skrzydeł wzbijał się ku górze, gdzie lśnił przez kilka sekund, potem powoli tracił wysokość, by po chwili znów nabrać rozpędu. Ale dokąd leciał i jakim cudem znajdował właściwy kierunek?

Szukając odpowiedzi na to pytanie, wszedłem na drogę, która ostatecznie doprowadziła mnie do napisania tej książki. Wiedziałem, że czekają mnie niespodzianki, ale nie miałem pojęcia, że będą tak liczne i urozmaicone.