На что ориентируются птицы во время перелета
Откуда птицы знают, куда и каким маршрутом им лететь на юг
То, что птицы улетают зимовать теплые края, большинство людей знает еще со школы. Но мало кто задумывается, насколько это сложный феномен. Есть птицы, которые умудряются раз в год совершать перелет с Северного полюса на Южный.
Откуда птицы знают, каким маршрутом им лететь на юг? Как у них получается не заблудиться?
Природная память
На самом деле ученые так до конца и не смогли понять, как устроен организм птицы. Одно очевидно — генетическая система этих маленьких существ уникальна. Но их мозг не похож на человеческий. Думать о том, что близится зима, кончается привычная пища и надо собираться в дорогу — птицы не умеют. Все процессы у них происходят на клеточном уровне.
К примеру, когда дни становятся короче, у перелетных птиц начинается выработка особых гормонов. Накапливается подкожный жир, благодаря которому они потом смогут преодолеть тысячи километров.
Притом эти процессы происходят только у тех птиц, которые не могут находить пищу в зимнее время. К примеру, снегири или совы вполне справляются с наступлением зимы. Не улетают далеко ласточки и стрижи. Есть много видов птиц, которые не совершают межконтинентальных перелетов. И, в то же время, крачки часть года живут в Арктике, а потом улетают в Антарктику.
Как птицы справляются с навигацией
Тут и возникает вопрос — как птицы преодолевают огромные расстояния, не заблудившись по дороге? В отличие от людей, которые используют сложные навигационные системы?
Ученые не имеют однозначного ответа на этот вопрос. Существуют только версии. Одно понятно — навигатор «встроен» в организм птиц самой природой.
Вот основные догадки ученых по поводу ориентировки птиц во время перелетов:
Как бы там ни было, перелеты птиц все же остаются уникальным явлением. Это наводит на мысль, что в мире еще много того, что человек не способен понять до конца.
Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен и ставьте палец вверх!
Как птицы находят дорогу во время перелетов?
Несомненно, в перелетах большое значение имеет инстинкт, то есть врожденная, передающаяся по наследству способность к определенному поведению. Пример инстинкта у птиц: никто не учит птицу строить гнездо, но когда она впервые приступает к его постройке, то делает это так же, как и все птицы ее вида. У некоторых птиц сначала отлетают молодые, а затем старые птицы. Следовательно, молодым никто не показывает дорогу на зимовку, они как-то с рождения «знают» ее сами.
Многие эксперименты подтверждают, что птиц ведет именно «инстинкт».
Во время одного из таких экспериментов группу аистов забрали из своих гнезд незадолго до наступления времени осеннего перелета и перенесли на другое место. С этого нового места им пришлось лететь в другом направлении, чтобы достичь места своего зимовья. Но когда пришло время, они полетели в том же направлении, в котором они летали со своего старого места!
Даже если птиц увозили от их родных мест на самолете за сотни километров, когда их отпускали, они летели точно к себе домой.
В другом эксперименте ученый вывез из Англии утиные яйца в Финляндию, и там из них вылупились утята. А надо сказать, что дикие утки, обитающие в Англии, ведут оседлый образ жизни, а утки из Финляндии перелетают зимой на запад Средиземного моря.
Эксперимент показал неожиданный результат. После отлета «финских» уток на юг, в небо поднялись и утки, вылупившиеся из «английских» яиц. Окольцованные птицы пролетали над теми же краями, которые обычно пересекали утки из Финляндии, и добрались до места зимовки своих приемных родителей. На следующий год большинство этих уток вернулось в Финляндию.
Как птицы ориентируются в пути? Нужно признать, что пока мы этого до конца не знаем.
Одна из гипотез заключается в том, что птицы чувствуют магнитные поля, которые окружают Землю. Магнитные линии располагаются по направлению от северного магнитного полюса к южному. Возможно, именно эти линии и служат для птиц направляющими.
Учёные проводили опыты: на шею голубям вешали магнитные пластинки. Это мешало птицам ориентироваться, но полностью сбить их с пути магнитные пластинки не могли.
Дополнительными ориентирами для определения направления полета служат особенности ландшафтов (поворот реки, горы, группы деревьев). Возможно, что птицы ориентируются также по расположению солнца. При дальних перелетах наибольшее значение имеют, по-видимому, не наземные, а небесные ориентиры: солнце — днем, луна и звезды — ночью.
Скорее всего, птицы в перелетах используют все эти виды ориентиров: магнитное поле, астрономические и наземные ориентиры.
Птицы и небо. Особенности ориентации перелётных птиц
Пожалуй, самая обширная, представительна я и в то же время прекрасная, удивительная и малопознанная до загадочности категория представителей фауны нашей планеты – это птицы. Кажется, всё перед глазами, то ест ь н ад головой, но до сих пор не все тонкости их существования открыты и изучены.
Несмотря на то, что отряд птиц населяет Землю около 160 миллионов лет (предшественниками птиц были птеродактили), мало что известно о сезонной миграции этих существ, об их длительных перелётах. А главное –об уникальной возможности ориентации на огромном пространстве земного шара.
Читая не такие уж и многочисленные издания и научные исследования, можно сделать вывод, что исследованиями именно ориентации птиц в перелётах учёные стали заниматься всего около сотни лет назад. И до сих пор нет однозначных и конкретных ответов на все интересующие вопросы. В основном информация на уровне гипотез.
Впрочем, это не удивительно. Считается, что наша цивилизация прошла только 5-7 процентов своего существования, и такой же путь за плечами науки и других отраслей познания.
Отмечу, что лично мне пришлось два десятка лет заниматься радиолокационным и визуальным контролем за воздушным пространством, объектами обнаружения в котором достаточно часто были именно птицы как воздушные цели. Так что определённое представление об этой теме имею.
Конкретно об ориентации перелётных птиц в их полётах
Известно, что далеко не все пернатые остаются зимовать в местах обитания. Как пел Владимир Высоцкий, «всё стремится к теплу от морозов и вьюг». Хотя это мнение барда ныне оспаривается учёными-оппонентами.
Оставим пока тот факт, что не все пернатые летят на юг. Некоторые виды предпочитают северные окраины континента. Но согласитесь, способность ежегодно с завидной настойчивостью преодолевать два раза в год десятки тысяч километров и не ошибаться желаемым «аэродромом» вызывает порою изумление. Ведь нет у птиц, как у их конкурентов – созданных руками человека летательных аппаратов, ни современного навигационного оборудования, ни наземных систем слежения и контроля за полётами, способных в любое время определиться с местом нахождения, сверить курс и откорректировать маршрут.
Что же по птичьей навигации можно сказать?
Вариантов исследователями выдвигалось много. Это визуальная ориентация по особенностям местности, инфраструктуре, дорогам железным и шоссейным, городам. Что ж, это, возможно, и соответствует действительности, но, прежде всего, для оседлых, относительно далеко не улетающих птиц. Затем по солнцу, луне, звёздам и их расположению, другим постоянно существующим факторам. Однако как основные многие из этих гипотез рано или поздно отвергались не столько из-за разнообразия видов птиц, сколько из-за ещё большего разнообразия особенностей их поведения.
Ныне преобладающей, с развитием науки, стала гипотеза, что ориентация и навигация перелётными птицами производится с использованием магнитного поля планеты, которое существует между полюсами. Сие суждение впервые было высказано более 100 лет назад русским академиком А. Миддендорфом. Вначале оно имело успех, а затем его то признавали, то отрицали, не предлагая ничего существенного взамен. Ибо при тех методах, которыми тогда пользовались для проверки, идея не могла быть ни доказана, ни опровергнута.
Опыты в основном проводили на голубях, которые, как известно, не являются перелётными птицами. К голове, лапкам или крыльям птиц прикрепляли маленькие магнитики, чтобы узнать, как они действуют на полёт. Нормальный полёт из-за этого нарушался, но никакого ответа на возникающие вопросы получить было нельзя.
В настоящее время геомагнитная ориентация птиц в направлении полёта (наряду с другими ориентирами) якобы доказывается теоретически и экспериментально. Интересно, что на командных пунктах радиотехнических войск, как документ, висит «Карта орнитологической обстановки» с нанесёнными сложившимися маршрутами полёта птиц. Что стоит отметить, основной маршрут перелётных птиц, начинающийся в районе Бреста, идёт на северо-восток республики, где, похоже, птицы собираются в большие стаи, подкармливаются на дальнюю дорогу, а затем следуют в южном направлении. Однако это основывается на обобщённых многолетних наблюдениях. И только.
Обратимся к исследованиям более современного периода
В зоологическом институте во Франкфурте-на-Майне малиновок помещали в большую камеру, внутри которой создавались искусственные магнитные поля. С помощью этих полей можно было компенсировать геомагнитное поле или создавать другие его напряжённости. От всех других внешних ориентиров птицы были изолированы.
При нормальном геомагнитном поле птицы правильно выбирали направление для миграционного полёта. При ослаблении поля в 2-4 раза или усилении в два раза подконтрольные беспорядочно метались по камере, потеряв всякую ориентацию. Собирались вместе вновь лишь вне пределов зоны излучения. Подобные нарушения навигационных способностей у перелётных птиц наблюдаются и во время сильных магнитных бурь.
Кстати, насчёт чувствительности птиц к радиоизлучениям сверхвысоких частот. Если кто не знает, воздушные цели, к коим относят и обнаруживаемые плотные стаи птиц, на экранах радиолокационных станций имеют отметку, схожую с отметкой реальной малоскоростной цели, например воздушных шаров, вертолётов, легкомоторной авиации, метеообразований или ещё чего-то подобного.
Одним из проверенных способов распознавания типа «птицы или цель» является облучение этой цели прямым излучением РЛС, в частности радиолокационным высотомером. После некоторого времени интенсивного облучения, если цель – это стая птиц, она рассыпается. Вот так на практике и распознают стаи птиц.
А недавно биологи впервые выдвинули и обосновали версию, как перелётные птицы чувствуют магнитное поле.
«Есть две гипотезы, – объясняет Дмитрий Кишкинев, сотрудник одного из университетов Канады, – магнитная и ольфакторная (обонятельная). В настоящее время учёные активно ищут органы магниторецепции, которые могут служить птицам внутренним компасом. По одной версии, у птиц в сетчатке глаз есть определённые фоторецепторы, которые могут видеть магнитное поле. Было вроде как доказано, что чувствительность к магнитному полю завязана на зрение. Считается, что сетчатка содержит светочувствительные белки – криптохромы, которые под воздействием света и магнитного поля могут по-разному возбуждаться в зависимости от ориентации его силовых линий. Второй вариант предполагал, что у птиц в надклювье есть магниточувствительный орган – 15 лет назад там были найдены клетки, содержащие большое количество оксида железа. Учёные тогда решили, что это и есть искомый магниторецептор, соединенный с мозгом птицы тройничным нервом».
На этом тогда и остановились
Почему? Да потому, что досконально органы птиц в разрезе разрешения интересующих вопросов практически не изучены. Учёные разделяют способность в ориентации (выбору направления) птиц и навигации – умение не только поддерживать строгое направление движения, но и представлять своё истинное местоположение относительно цели.
Благодаря экспериментам, которые ведутся с 60-х годов, учёные полагали, что ориентироваться птицы могут несколькими способами.
Научные сотрудники под руководством Кишкинева ловили камышовок на биологической станции Рыбачий (Куршская коса, Калининградская область) весной, когда птицы летят на север. По данным кольцевания, биологи знают, что эти птицы должны лететь для гнездования либо в Прибалтику, либо в северо-западную часть России (в Ленинградскую область, Карелию), либо на юг Финляндии. Пойманных птиц самолётом привезли в Москву, и часть из них была прооперирована: одной половине камышовок перерезали тройничный нерв, а другой произвели такой же надрез клюва, но без перерезания нерва. Это делалось для того, чтобы исключить влияние на навигацию птиц самого факта операции на клюве.
Чтобы узнать, как повлияет операция на навигацию птиц, их привезли на биостанцию МГУ под Звенигородом, но выпускать их по каким-то причинам не стали. Для изучения миграционного поведения птиц был использован метод с клеткой Эмлена. Она представляет собой конус с сеткой наверху, через который птица может видеть звезды. Суть метода в следующем: в сезон миграции птицу сажают в эту клетку, и, когда у неё начинается миграционный «драйв», она начинает прыгать и оставлять на стенках конуса следы в том направлении, куда ей надо лететь по природному зову. Эксперимент, результаты которого были опубликованы в научной прессе, показал, что птицы с перерезанным нервом не чувствовали, что их перевезли, – они продолжали ориентироваться на северо-восток, считая, что они по-прежнему в Калининградской области. А ложно оперированные птицы поняли, что находятся за тысячу километров от места поимки, и скомпенсировали направление с северо-восточного на северо-западное.
Учёные считают, что перерезанный нерв передавал в мозг птицы некоторую информацию, скорее всего по магнитному полю, о её текущем местоположении на поверхности Земли. Но, чтобы знать своё местоположение, птице либо надо иметь в себе «сетку» магнитного поля Земли либо знать характер его изменения по долготе и широте.
Но где эта «сетка» и как знать изменение поля?
«Мне кажется, вариант с сеткой очень сложный, ведь природа всегда выбирает менее точные, но простые механизмы. Скорее всего, птицы чувствуют, что при перемещении напряжённость поля слишком растёт, и при превышении некоторого порога, который генетически задан, у птицы включается “аварийный план”. Вместо режима “лететь на северо-восток” её бортовой компьютер переключается в режим “лететь на северо-запад», – пояснил автор исследования.
Так что этот эксперимент можно было считать незавершённым. Тем более что сами магнитные рецепторы в надклювье до сих пор не найдены; более того, последние исследования показали, что железосодержащие клетки являются не нервными, а макрофагами, потребляющими бактерий. И такие клетки найдены не только в клюве, но и в других тканях.
То есть налицо мы имеем ситуацию, сложившуюся не в пользу современной мировой науки: множество наблюдений подтверждают, что пернатые прекрасно ориентируются, в особенности в ходе длительных сезонных перелётов на огромные расстояния – пролетая над обширными океанскими просторами без визуальных «контрольных точек», не только по магнитному полю Земли, но и корректируя свои маршруты с учётом магнитного склонения, то есть делая поправку на угловые расхождения направлений географического и магнитного полюсов Земли. А вот найти биологический механизм определения этих магнитных меридианов, то есть пресловутый «птичий компас», и выяснить принцип его работы человек пока не в состоянии.
Зато появилась очередная смелая и неожиданная версия. Если «миграционное беспокойство» – одна из важных причин начала миграции птиц, то возникает вопрос: не является ли непосредственным стимулом к перелётам повышение магнитной активности (примерно вдвое), которое происходит на Земле дважды в году – в периоды весеннего и осеннего равноденствия – в периоды их (птиц) миграции?
Вот и всё, что можно сказать на сегодняшний день. Гипотезы есть, а пойти дальше человек, «царь природы», пока не может.
Просто некоторая информация
Обыкновенная крачка покинула своё гнездо в Финляндии около 15 августа 1996 года и была поймана 24 января 1997 года в Австралии. Она пролетела 25 750 км. Высота полёта обычно не превышает 3 тысяч метров, однако отмечались случаи набора высоты до 6 300 метров (радарные измерения).
Основные пути миграции из европейской части России: из почти двух сотен видов улетающих птиц 16 отправляются в Австралию, 16 – в Северную Америку, 5 – в Южную, 95 – в Африку.
Лебеди, аисты, журавли и гуси летят семьями или крупными сообществами. Аисты во время длительных перелётов периодически могут засыпать на лету на 10–15 минут.
ПАР-8
Стаю, как правило, возглавляет самая опытная птица – вожак, уже летавшая по этому маршруту. Однако были замечены случаи замены вожака в полёте летевшими следом «заместителями», а также слияния двух клиньев в один. Причём было заметно, что происходило это в случаях, когда часть птиц уставала в полёте и они начинали вываливаться «из строя». И напрашивался вывод, что временное слияние клиньев делалось для моральной поддержки уставших. Было заметно, что более сильные птицы как бы вталкивали ослабевших в строй. Через некоторое время выровненные клинья вновь делились на несколько и продолжали уже нормальный полёт.
И ещё нечто невероятное
В подразделениях, обеспечивающих полёты авиации и управления ею, на вооружении у нас были приводные радиостанции типа ПАР-8 (затем более современные системы). Эти системы представляют собой передатчик средневолнового диапазона, излучающий код Морзе. Причём набор знаков устанавливается индивидуальным для каждого конкретного радиопривода.
Антенна представляла четыре параллельных троса-излучателя, расположенных на высоте на мачтах. Эта антенна формировала в противоположных направления две диаграммы направленности, то есть два луча. И самолёт, принявший именно этот набор, ориентируясь на максимум излучения, выходил именно на этот привод. И в периоды сезонных перелётов, в частности, журавлей, мы каждый раз замечали, что стаи выходили прямо на наш привод, а затем корректировали дальнейшее направление полёта.
Несмотря на то, что в шести километрах от нашего небольшого подразделения был расположен центральный городок, весьма обширный, с трёх-четырёхэтажными зданиями, трубами и прочим, который мог служить намного более контрастным визуальным ориентиром. Получается, что птицы улавливали излучение привода?
Стоит отметить, что на этих антенных тросах на ночёвку останавливались стаи более мелких птиц. Благо прочность позволяла. А после ночного отдыха полёт продолжался. Возможно, находить такое нетрадиционное место отдыха в темноте им также помогало излучение радиопривода. Стоит сказать, что деревьев вокруг не было, местность пустынная, а высоковольтная линия, тогда ещё не подключённая, находилась в стороне от птичьих трасс и их, видимо, не устраивала.
Часть моих однокашников по выпуску получила распределение на флот, в частности на корабли командно-измерительного комплекса, обеспечивающие постоянное наблюдение за космическими объектами. В том числе и обитаемыми. Ребята рассказывали о случаях, когда стаи птиц, обычно в ненастную погоду, находили посреди океанов (по радиоизлучению корабельных средств?) эти судна и, чтобы не погибнуть, буквально облепливали их палубы, оборудование и надстройки. И после того как распогодится, подкормленные моряками, возобновляли полёт. Предварительно делая вокруг корабля прощальный облёт. Естественно, кроме тех, кто погибал. Подобное рассказывали и моряки других военных судов. Орнитологи такой облёт считают не знаком благодарности, а проверкой крыльев и способности стаи продолжать полёт.
И пока птицы не будут досконально изучены, пока не будет создан эффективный, хотя бы в виде действующего макета, махолёт как действующая копия птицы, видимо, гипотезы так ими и останутся.
Как птицы ориентируются при дальних перелётах?
Доктор биологических наук, профессор СПбГУ, Никита Чернецов рассказывает о миграциях птиц и их способах ориентирования на тысячи километров.
Стенограмма под видео
Вопрос: Как птицы ориентируются при дальних перелётах? Почему птицы улетают на юг, а возвращаются на север?
Никита Чернецов: Основная причина миграции птиц и других животных, которые мигрируют на сотни и тысячи километров, это адаптация к эксплуатации сезонных ресурсов. Главная причина миграций, точнее, глобальная причина миграций – это сезонность климата на Земле. Если у вас есть богатый ресурс в умеренной зоне или в высоких широтах, который можно эксплуатировать – это могут быть фрукты, насекомые, зелёная масса, что угодно, некая биомасса, которая может жить летом – это хорошо. Там, где нельзя выжить зимой, соответственно, адаптацией для жизни в таких широтах является появление там на тот сезон, когда там есть обильный ресурс.
С.Г.: То есть это в первую очередь еда и холод, получается?
Н.Ч.: В первую очередь, еда.
С.Г.: Допустим, в том же Санкт-Петербурге, хоть утки являются перелётными птицами, они иногда на зиму остаются. С чем это связано?
Н.Ч.: В Санкт-Петербурге зимой, особенно в последние двадцать-тридцать лет зимой есть незамерзающие участки воды, где утки могут оставаться. Надо сказать, что в девяностые годы, когда было сильное тепловое загрязнение внутренних вод, уток оставалось ещё больше, чем сейчас. Основное для уток – это незамерзающая вода. В очень суровые зимы, когда полностью всё замерзает или остаются очень небольшие участки не замёрзшие, утки бывают вынуждены среди зимы совершить миграцию в сторону более южных районов, где осталась незамёрзшая вода, или погибнуть.
С.Г.: То есть они зимой совершают перелёт?
Н.Ч.: Да, они могут зимой совершать перелёты. И в Петербурге, и, скажем, в Закавказье водоплавающие птицы массово появляются после того, как наступают холода в Предкавказье. Вот такие птицы, как утки, водоплавающие птицы, если в том районе, где они зимуют, наступили суровые условия, они посреди зимы могут переместиться на сотни километров.
С.Г.: А они не гибнут во время перелёта?
Н.Ч.: Гибнут тоже. Кто погиб, тот погиб, кто не погиб, тот выжил.
С.Г.: С чего начинается изучение миграции птиц?
Н.Ч.: Люди давно заметили, что есть птицы, которые присутствуют в умеренных широтах, только летом. Их нет зимой. Все любят рассказывать, любая лекция об изучении миграции птиц начинается с того, что Аристотель полагал, что ласточки зимуют на морском дне, более того, так полагал не только Аристотель, но и Карл Линней. Ещё во время Карла Линнея замечали, что ласточки осенью собираются в тростниках на берегах водоёмов. Они действительно собираются там на ночёвки во время перелётов, и довольно логично ученые предполагали, что они потом прячутся в ил, а весной из этого ила вылезают. Но потом выяснилось, что это не так. Естественно, первой причиной была эпоха великих географических открытий, когда европейцы стали посещать Африку и обнаруживать там привычных птиц, во всяком случае, ласточек и аистов, зимой. Потом, когда они стали там проводить какое-то время, стали замечать, что, скажем, аисты есть в Европе летом, но их нет зимой, зато в Африке они есть зимой, и их нет европейским летом. Это навело на мысль, что, возможно, это те же самые аисты – физически те же самые особи: аисты, ласточки, ещё какие-то другие птицы, хорошо узнаваемые. А решающий шаг был сделан в самом-самом конце XIX — начале XX века, когда стали индивидуально метить птиц с помощью кольцевания, и тогда было уже показано, не в качестве предположений, пусть даже логичных и обоснованных, а уже непосредственно показано, что та же самая особь может перемещаться из Европы в Африку, например. Естественно, все эти исследования велись вначале в основном там, где были учёные в современном смысле этого слова – в Европе, и потом в Северной Америке.
С.Г.: А как они (птицы) ориентируются во время перелёта?
Н.Ч.: Это очень интересный и большой вопрос. Птицы способны находить районы, в которых они никогда не были, специфические для данной популяции. Они в состоянии лететь на тысячи километров, а потом они в состоянии вернуться. Когда стали кольцевать птиц, обнаружили, что заведомо перелётные птицы, которые зимой в наших широтах совершенно точно отсутствуют, на следующий год обнаруживаются в том же самом районе, где их окольцевали в прошлом году. Одни из первых данных такого рода были получены на вальдшнепах в районе императорской охоты в районе нынешнего Лисино-Корпус, когда метили кольцами вальдшнепов, а потом, на следующий год, обнаруживали, что эти вальдшнепы не зимуют в Ленинградской области, тогда Санкт-Петербургской губернии. То есть одни из самых первых данных о том, что птицы проявляют верность территории прошлогоднего размножения, были получены в России, в Петербургской губернии. И, естественно, возник вопрос, как птицы это делают, потому что если вас отвезти в Африку, там высадить без карты и компаса, то, скорее всего, вы не сможете вернуться в Ленинградскую область. Птицы это, оказывается, способны сделать. Это большая область, которой я непосредственно занимаюсь. Если совсем коротко, то птицы, так же, как любые другие животные, которые совершают миграции на сотни тысяч километров, а это акулы, киты, некоторые бабочки, многие животные совершают дальние миграции, не только птицы, но птицы просто наиболее известны, и лучше всего изучены, они должны пользоваться двумя механизмами. Есть так называемый механизм карты и механизм компаса. В качестве примера, если вы захотите поехать в Москву, то для того, чтобы попасть в Москву, вам нужно понять две вещи. Первое: нужно понять, где Москва находится по отношению к Петербургу, то есть вам нужна некая ментальная репрезентация пространства, которую мы в жизни обычно называем картой. Вы можете воспользоваться бумажной картой, вы можете в голове примерно представлять, как выглядит соотношение Москвы и Петербурга, вы можете пользоваться электронной картой, но вы должны понять, что Петербург находится северо-западнее Москвы или, что то же самое, что Москва находится юго-восточнее Петербурга. Это элемент карты, и он должен быть у вас, у птицы, у антилопы гну, у любого животного, совершающего дальние миграции. После того, как вы поняли, что для того, чтобы оказаться в Москве, вам нужно двигаться на юго-восток, вы должны понять, где находится юго-восток, просто вот рукой показать, где юго-восток. Это элемент компаса, то есть вы должны понимать, где находится север, юг, запад, восток, и, если вам нужно двигаться на юго-восток, где находится юго-восток, физически, отсюда, из этой точки. И эти механизмы карты и механизмы компаса могут быть разными. Это большое достижение, это понял в пятидесятые годы выдающийся немецкий орнитолог и исследователь ориентации животных Густав Крамер. Он понял, что вопрос о том, как животные находят дорогу (он сам был орнитологом, но это относится к любым животным) состоит из двух связанных, но отдельных вопросов: какова природа карты, и какова природа компаса? И ответы на эти вопросы не обязаны быть идентичными. Есть механизмы карты и механизмы компаса. Компас, так получилось, так развивалась наука исторически, что про компасы, про компасные системы птиц мы знаем больше, чем про карты, чем про систему позиционирования. Большинство исследователей, которые занимаются ориентацией и навигацией птиц, изучают как одно, так и другое, и я вот, в частности, занимаюсь и картами, и компасами, компасными системами. Про компасные системы у птиц существует более или менее консенсус, почти все согласны, что у птиц есть три независимые компасные системы. Они в состоянии определять стороны света по Солнцу, по звёздам и по магнитному полю. Там есть свои сложности, нельзя сказать, что это хорошо изучено, но общее представление у нас есть. Есть много интересных вопросов, например, какова иерархия компасных систем? Потому что если у вас есть три системы для одной и той же задачи, возникает вопрос: как они взаимодействуют между собой? Это вопрос, которым мы также занимаемся на биологической станции Рыбачий. Но с системами карт все значительно сложнее. С ними все оставалось непонятно значительно дольше. На данный момент я бы сказал так: есть много идей, как могла бы быть устроена карта для дальней навигации. На мой взгляд, наименее экзотическими – то есть наиболее реалистичными – являются концепции магнитной и запаховой карт. Для обеих этих идей есть достаточно убедительные свидетельства в их пользу. Скажем так: на расстояниях в сотни и тысячи километров некоторые птицы пользуются магнитными картами. Это показали исследования моих коллег и мои, этим я непосредственно занимался и занимаюсь сейчас. И есть данные других исследователей, тоже довольно убедительные, что, по крайней мере, некоторые птицы могут пользоваться запаховой картой, или (скажем более осторожно) некоторым птицам необходимо обоняние для решения навигационных задач. Такая концепция менее очевидная, но есть данные довольно убедительные. Это длинная история, в свое время сторонники магнитной и ольфакторной карт очень активно спорили. На данный момент мы приходим к мнению, что, по-видимому, правы и те, и другие, хотя до сих пор на конференциях надо быть очень осторожными: не дай бог что-нибудь сказать про сторонников запаховой карты нехорошее – они сразу начинают страшно обижаться.
С.Г.: А визуально они как ориентируются?
С.Г.: Но, к примеру, если они океан перелетают, а там остров как ориентир?
Н.Ч.: Остров как ориентир это прекрасно, но остров он маленький. Если под вами океан, вы можете увидеть остров, даже поднявшись на высоту, даже в идеальных погодных условиях, ну, со ста километров. С тысячи километров вы остров не увидите.
С.Г.: То есть они не используют такие острова как ориентиры?
Н.Ч.: Они могут использовать острова как ориентиры, но для этого нужно подлететь к ним на такое расстояние, откуда остров можно увидеть или, например, унюхать. У острова в океане есть запах, который отличается от запаха открытого океана, если вы с подветренной стороны попадете к этому острову. Но для этого вы должны оказаться к этому острову достаточно близко. С тысячи километров острова не видно, его не унюхать, не увидеть и «не услышать». В том-то и интерес, что миграции птиц происходят на таких пространственных масштабах, с которых невозможен прямой сенсорный контакт!
С.Г.: Как пример с крачкой из Арктики: ее нашли на берегах Южной Австралии! Как такие расстояния возможны?
Н.Ч.: Есть треки. Не обязательно нашли, есть прямые треки крачек, которых метили в Гренландии, и они летали с помощью спутниковых передатчиков до Антарктики. Да, совершенно верно, но полярная крачка может садиться на воду, отдыхать на воде! Самый впечатляющий перелет птицы, которая не может отдохнуть на воде – у малого веретенника. Это кулик, который не может сесть на воду. Если он сядет на нее, он уже не взлетит. С Аляски они летают зимовать в Новую Зеландию. Летят осенью, беспосадочно, до 11 тысяч километров. Это 8-9 суток непрерывного полета! Весной они задачу немножко упрощают: делают одну остановку в Желтом море, в Китае, выходит примерно 7 плюс 5 тысяч километров. А осенью 10-11 тысяч километров с Аляски в Новую Зеландию.
С.Г.: Так получается, у них мышцы как-то иначе устроены, нежели у нас?
Н.Ч.: Мышцы, конечно, устроены иначе. У птиц есть механизмы, которые позволяют им выполнять физическую работу на недоступном для нас уровне на протяжении нескольких суток подряд. Когда птица летит, она тратит энергию примерно в два раза быстрее, чем Усэйн Болт, бегущий стометровку. Усэйн Болт бежит стометровку меньше 10 секунд, а птица в состоянии лететь 7-8 суток. У них есть специальные физиологические механизмы, до конца не понятые. Там есть проблема транспорта жиров по крови. Потому что жиры гидрофобные. Это не совсем моя область, но это интересные физиологические механизмы: как птицы обеспечивают доставку энергии с такой интенсивностью на протяжении такого продолжительного времени. Кроме того, возникает вопрос, как они решают проблему депривации сна. Как они не спят по 8-9 суток? Не на веретенниках, но других птицах показано, что они могут спать по полушариям, как дельфины. Но и тут вопрос встает – действительно ли это так? Это некая гипотеза, что, возможно, они спят по полушариям. И все равно, это 7-8 суток расхода энергии на очень высоком уровне, недоступном для млекопитающих.
Н.Ч.: Нет, они не питаются. Всю энергию (конкретно веретенники) запасают в виде жиров. Они взлетают очень жирными, у них масса жира превышает массу тела без жира. Как человек, в норме 60-килограмовый, будет весить 120 кг. Человек с таким лишним весом будет с трудом ходить. Ему будет тяжело, у него будет одышка. А птицы теряют вес, они прилетают достаточно тощими, что говорит о большом совершенстве их системы обмена веществ. Это выглядит, как если бы человек с лишним весом пошел просто в фитнес зал, несколько суток непрерывно поработал, и вышел бы оттуда, сбросив 30 кг! Понятно, что люди так не могут. А птицы так могут.
С.Г.: Когда настолько дальние перелеты совершаются – из Аляски в Новую Зеландию и из Арктики в Австралию – как они по погоде ориентируются, ведь это губительно?
Н.Ч.: Это тоже хороший вопрос. По-видимому, они в состоянии воспринимать уровень давления и немножко практически предсказывать, какая будет погода на расстоянии пары тысяч километров от того места, с которого они взлетают. Потому что существуют понятные законы, как двигаются области низкого и высокого давления. Но те птицы, которые уже взлетели и им надо пролететь 10-11 тысяч километров, за 7 тысяч километров они не могут предсказать погоду. Скорее всего, там долетают не все. Было показано, что зимой те птицы, что долетели до Новой Зеландии, до весны почти не умирают, то есть их смертность почти равна нулю. Получается, почти вся годовая смертность приходится на перелеты. Тот, кто его совершил, живет в прекрасных условиях, и шансы погибнуть очень маленькие. Но, наверное, долетают не все.
С.Г.: Статистика по каким-нибудь видам есть? Любопытства ради.
Н.Ч.: Нет, мы сейчас говорили конкретно о… Вообще считается, что у большей части видов птиц большая часть смертности приходится на период миграции.
С.Г.: Это опасно для них очень.
Н.Ч.: Это опасные периоды, но это окупается низкой смертностью во время зимовки. Вы можете выбрать другой образ жизни, вы можете зимовать на севере, тогда у вас будут проблемы со смертностью зимой. Ну это мы отвлекаемся, понятно что самая высокая смертность при вылете из гнезда, но мы говорим о птицах, которые дожили до того возраста, когда они уже не птенцы.
С.Г.: Вы уже озвучивали GPS-трекеры, как я понимаю…
Н.Ч.: Это не GPS-трекеры.
С.Г.: Ну, о технологиях отслеживания.
С.Г.: Вы сказали, что нужно знать, что птица вернется на это место. То есть миграция птиц происходит точечно, то есть птице надо в одну точку лететь или направления достаточно?
Н.Ч.: Бывает по-разному. Это зависит от вида. Кроме того, если у нас птица родилась, например, как садовая славка, в Ленинградской области, осенью она летит в Африку. Большая часть ученых считает, что врожденной карты у нее нет, и что садовая славка летит по направлению, которое должно ее привести в те районы Африки, где она зимует. Весной эта славка уже знает, куда летит, то есть осенью она летит в места, где никогда не была (молодая птица). Весной она возвращается в район своего рождения или, если это взрослая птица, в район своего предыдущего размножения. Многие птицы проявляют очень высокую степень филопатрии, то есть верности Родине. Они возвращаются в район, маленький по сравнению с дальностью миграции, и гнездятся недалеко от того места, где они родились. А те птицы, которые уже размножались, они во многих случаях возвращаются очень точно туда, где в прошлом году они размножались, даже в том случае, если это не маленький остров, даже, когда у них есть другие варианты, когда им никто не мешает размножаться в ста километрах. Условно говоря, почему птице, которая в прошлом году размножалась в Лодейнопольском районе, в этом не размножаться в Тихвинском районе (районы Ленинградской области – прим. ред.). Однако, на практике получается, что птицы возвращаются очень точно в пределах одного километра из Африки. Что говорит о том, что у них есть достаточно точная карта и достаточно точная навигационная система.
С.Г.: Есть фильм, суть которого в том, что останавливается центр Земли, ядро. Магнитное поле теряется, и голуби начинают биться о небоскребы. Насколько это на самом деле реально может быть?
Н.Ч.: Ну, днем они не будут биться о небоскребы. Днем они видят, что это стена, и голуби, действительно, используют магнитное поле. Голуби – это вообще немножко отдельная история. Голуби и другие птицы используют магнитное поле и для компаса, и для карты, но речь идет, как я уже говорил, о дальней навигации. Птицы – животные, которые так же, как и люди, большую часть информации получают через зрение. Так же как и мы, это визуальные животные, и если птицы видят, что перед ними находится стена, они не будут об нее биться, как блондинка из анекдота, которой навигатор сказал повернуть налево, и она врубается в стену тоннеля. Птицы не будут так поступать. Магнитная информация используется голубями при хоминге, когда они возвращаются в голубятню. Хотя голуби – это немножко отдельная история.
С.Г.: Очень часто раньше люди с перелетом птиц связывали какие-то приметы, например то, что, если гуси улетели, жди первого снега. Насколько обоснованы эти приметы?
Н.Ч.: Для гусей, если это предсказание погоды на пару дней вперед, это может быть вполне обоснованно, то есть миграции птиц действительно связаны с синоптическими погодными условиями. Птицам действительно значительно проще лететь с попутным ветром, чем со встречным, поэтому, если движется синоптическая система с севера, то это обосновано. Идея о том, что по птицам можно предсказывать, какая будет зима, холодная или не очень не обоснована, потому что предсказывать погоду на несколько месяцев вперед невозможно никак, и птицы этого тоже не могут. Если речь идет о перемещениях синоптических систем в течение пары дней, то да, это вполне реалистично.
С.Г.: То есть, с грачами тоже не обоснованно? С грачами весна приходит.
Н.Ч.: «С грачами приходит весна» в том смысле, что птицы весной – это не только грачи, но и другие птицы, они стараются лететь с попутным ветром. У нас в Европе, как правило, юго-западные ветра для птиц, в метеорологии принято называть, откуда ветер дует, с юго-запада на северо-восток, юго-западным, а для птиц интересно, куда он дует. Ветер, который дует в сторону северо-востока, благоприятен для миграции, потому что с попутным ветром лететь легче, и этот же ветер приносит теплый воздух весной. Речь идет о барических системах на временном масштабе в пару дней. Так это вполне обоснованно.
С.Г.: Авиакомпании как-то считаются с миграцией птиц?
Н.Ч.: Авиакомпаниям есть большой смысл считаться с миграциями птиц, потому что, когда самолет летит на эшелоне, т.е. на высоте 12 тысяч метров, на такой высоте птицы не летают. Проблемы возникают во время взлета и посадки, потому что столкновение самолета с птицами может привести к тяжелым последствиям. Современные коммерческие лайнеры (есть правда, исключения, знаменитая посадка на Гудзон), не разобьются, даже если в двигатель попадет птица. Однако, это авиационное происшествие, и авиационный двигатель очень дорого стоит, поэтому в крупных аэропортах есть должность орнитолога, и проводится орнитологический мониторинг. Задача заключается в том, чтобы минимизировать вероятность столкновения самолетов с птицами. Это прикладная сторона изучения миграции птиц, которая имеет большое хозяйственное значение. Птицы наиболее опасны для военных самолетов, маленьких одномоторных. В Израиле была очень большая проблема, он потерял большое количество самолетов, но летчики успевали катапультироваться, но вы представляете, сколько стоит современный истребитель? Над Израилем идет очень интенсивная миграция птиц, и израильтяне специально изучали этот вопрос с целью минимизировать столкновения военных самолетов, потому что для военных самолетов это опасно совсем. Да это, конечно, имеет больше значение.
С.Г.: Человек может как-то повлиять на маршрут птиц?
Н.Ч.: Человек может изучить, когда происходит миграция. Человек может постараться разместить аэропорт в том месте, где нет скопления мигрирующих птиц. Человек может учитывать эти обстоятельства с помощью радаров. То есть человек не может изменить миграционные потоки птиц. Человек может их учесть, и планировать движение самолетов так, чтобы шансы столкновения с птицами уменьшились. Сейчас это не приводит к гибели людей, но это огромные деньги.