Сліпий годинникар: як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті - Річард Докінз
Серед ссавців кажани також не єдина група, що розробила технологію ехолокації. Незначною мірою (як це роблять сліпі люди) відлуння, схоже, використовують декілька різних видів ссавців, наприклад землерийки, щури й тюлені, але єдиними тваринами, здатними зрівнятися з кажанами в досконалості, є кити. Кити поділяються на дві основні групи — зубасті й вусаті. Обидві належать, звісно ж, до ссавців, що походять від сухопутних предків, причому цілком могли «винайти» китовий спосіб життя незалежно одна від одної, почавши з різних відправних точок. До зубастих китів належать кашалоти, косатки й різні види дельфінів, які полюють на відносно велику здобич, таку як риба й кальмари, яку вони ловлять своїми пащами. Декілька видів зубастих китів, з яких ретельно вивчені лише дельфіни, виробили у своїх головах вигадливі механізми ехолокації.
Дельфіни випускають швидкі черги високочастотних клацань, частина яких є чутними для нас, а решта — ультразвуковими. Можливо, що з випусканням гідроакустичних сигналів якось пов’язаний так званий «мелон» — опуклий купол у передній частині голови дельфіна, що за цікавим збігом схожий на химерно опуклий купол радара розвідувального літака раннього радіолокаційного попередження «Nimrod», але принцип його роботи поки що до кінця не зрозумілий. Як і у кажанів, у дельфінів порівняно низька «чергова частота» клацання, що зростає до швидкісного (400 клацань на секунду) гудіння, коли тварина наближається до здобичі. По суті, навіть «низька» чергова частота є доволі високою. Мабуть, найвправнішими ехолокаторами є річкові дельфіни, що живуть у каламутній воді, але й деякі дельфіни — жителі відкритого моря теж показали доволі непогані результати тестів. Атлантичний пляшконосий дельфін здатен розрізняти кола, квадрати й трикутники (всі з однаковою стандартною площею), використовуючи лише свій сонар. Він може визначити, яка з двох цілей розташована ближче, коли різниця становить лише близько 3 см, за загальної відстані близько 6,5 м. А також виявити сталеву кульку розміром із половину м’яча для гольфу на відстані 65 м. Ці показники, можливо, поступаються людському зору при яскравому світлі, але кращі за людський зір при місячному сяйві.
Було висунуто цікаве припущення, що дельфіни могли б доволі легко передавати один одному «уявні картинки», якби вони вирішили їх використовувати. Для цього їм потрібно було б лише імітувати своїми універсальними голосами схему звуку, що породжується відлуннями від конкретного об’єкта. У такий спосіб вони могли би передавати один одному уявні образи таких об’єктів. От тільки жодних доказів цього захопливого припущення немає. Теоретично кажани могли б робити те саме, але дельфіни здаються ймовірнішими кандидатами, бо загалом вони є більш соціальними істотами. Вони також, можливо, є «розумнішими», але це не обов’язково важлива деталь. Інструменти, що знадобилися б їм для передавання образів, не складніші за ті, які кажани та дельфіни вже мають для ехолокації як такої. І це видається легким поступовим переходом від використання голосу для породження відлунь до імітації їх.
Виходить, що як мінімум дві групи кажанів, дві групи птахів, зубасті кити, ще й декілька інших видів ссавців (меншою мірою) незалежним чином вийшли на технологію сонара за якийсь час упродовж останніх ста мільйонів років. Нам не дано про це дізнатися, але, можливо, цю технологію незалежним чином виробили й якісь інші нині вимерлі тварини на кшталт птеродактилів.
Ані в комах, ані в риб використання сонара наразі не зафіксовано, але дві доволі різні групи риб, одна у Південній Америці, друга в Африці, виробили дещо подібну систему орієнтування, що здається приблизно такою ж складною й уявляється схожим, але іншим розв’язанням тієї самої проблеми. Ідеться про так званих слабоелектричних риб. Назва «слабоелектричні» покликана відрізняти їх від сильноелектричних риб, що використовують електричні поля не для орієнтації у просторі, а для оглушення своєї здобичі. Техніку оглушення, між іншим, теж незалежним чином, винайшли декілька неспоріднених груп риб, як-от електричні «вугрі» (які не є справжніми вуграми, але за формою тіла подібні до них) та електричні скати.
Південноамериканські та африканські слабоелектричні риби є доволі далекими родичами, але обидві групи живуть в однакових типах вод своїх континентів, вод, надто каламутних для ефективного зору. Фізичний принцип, який вони експлуатують, — електричні поля у воді — є ще більш чужим для нашої свідомості, ніж той, що використовують кажани та дельфіни. Ми принаймні маємо суб’єктивне уявлення про те, що таке відлуння, але майже не маємо суб’єктивного уявлення про те, на що може бути схоже сприйняття електричного поля. Ще кілька століть тому ми навіть гадки не мали про існування електрики. Як суб’єктивні людські істоти ми не можемо уявити, що відчувають електричні риби, але як фізики можемо їх зрозуміти.
На обідній тарілці легко побачити, що м’язи з кожного боку будь-якої риби розташовані у вигляді ряду сегментів, батареї м’язових тканин. У більшості риб вони скорочуються послідовно, вигинаючи тіло хвилями, що штовхають його вперед. У електричних же риб (як сильно-, так і слабоелектричних) м’язи стали батареєю в електричному сенсі. Кожен сегмент («клітина») цієї батареї генерує напругу. Ці напруги з’єднані послідовно вздовж усієї довжини тіла таким чином, що в сильноелектричної риби (наприклад, електричного вугра) вся батарея генерує аж 1 ампер за 650 вольтів. Потужності електричного вугра цілком достатньо, щоб оглушити людину. Слабоелектричні риби використовують електрику суто для збирання інформації, тож високі напруги чи струми їм не потрібні.
Принцип електролокації, як це назвали, доволі добре зрозумілий з погляду фізики, хоча й не дає уявлення про те, як це — почуватися електричною рибою. Ось такий опис однаково підходить для африканських і південноамериканських слабоелектричних риб — конвергенція тут повна. Струм виходить із передньої половини тіла риби в воду лініями, що вигинаються назад і повертаються до хвостового кінця. Насправді це не окремі «лінії», а безперервне «поле», невидимий електричний кокон, що оточує тіло риби. Однак нам легше уявити їх у вигляді вигнутих ліній, що виходять з риби крізь низку «гарматних портів» (спеціальних отворів, розташованих уздовж передньої половини її тіла), вигинаються у воді та входять у рибу знову біля кінчика її хвоста. При кожному такому отворі риба має такий собі крихітний вольтметр, що вимірює напругу. Коли риба зупиняється у вільній воді без жодних перешкод навколо, ці лінії мають вигляд плавних кривих. Крихітні вольтметри при кожному отворі реєструють напругу як «нормальну» для її «гарматних портів». Але якщо поблизу з’явиться якийсь сторонній предмет, скажімо камінь чи їжа, лінії струму, що натраплять на цей предмет, зміняться. Це змінить напругу при тому отворі, лінія струму з якого зазнала впливу, і відповідний вольтметр зареєструє цей факт. Тож теоретично, порівнюючи схему напруг, зареєстрованих вольтметрами при всіх отворах, комп’ютер міг би розрахувати схему перешкод навколо риби. Вочевидь, саме це мозок риби й робить. Знову ж таки, це не обов’язково має означати, що риби є чудовими математиками. Вони просто мають апарат, що розв’язує необхідні рівняння, так само, як наші мізки підсвідомо розв’язують рівняння щоразу, як ми ловимо м’яч.
Дуже важливо, аби тіло риби залишалося при цьому
