Шестое чувство птиц, или что помогает им ориентироваться во время миграции?

Одной из известных биологических особенностей птиц являются периодические миграции. Способность к полету позволяет им перемещаться на значительные расстояния, иногда проводя различные времена в разных частях планеты. Часто перелет - это долгий и опасный путь, а места остановки могут быть расположены друг от друга на значительном расстоянии. Например, исландские побережники (Calidris cantus), гнездящиеся в арктических тундрах, зимуют на морских побережьях южного полушария, питаются только на мелководных морских побережьях со специфическими условиями. Места их гнездования и пригодные для зимовки участки морских побережий находятся на расстоянии тысячи километров друг от друга.

Перелет между этими районами довольно опасен и требует много энергии, а следовательно цена ошибки в навигации слишком высока.Каким образом птицы находят путь от мест зимовки к местам гнездования и наоборот, что помогает им не сбиться с дороги в незнакомых для них условиях? Способность птиц к ориентации в глобальном масштабе является одним из ключевых биологических вопросов. За последние 20 лет в направлении изучения ориентации птиц был сделан значительный прорыв: использование широкого спектра научных данных позволило приблизиться к пониманию того, какие признаки и органы чувств птицы используют для навигации.

Существуют многочисленные впечатляющие подтверждения способности птиц к ориентации. Когда мигрирующих птиц в порядке эксперимента перевозили на большие расстояния в неизвестные для них места, они достаточно быстро находить обратный путь.

Альбатросы пролетали 6630 километров от Филиппин до своих гнездовий в Тихом океане за месяц, белые аисты, которых перевозили из Польши в Палестину, одолели эти 2200 км за 19 дней. Еще интереснее выглядят опыты, когда птиц перемещали далеко от пролетных путей в начале миграции и они так корректировали свое направление миграции, чтобы все равно попасть к своим обычным местам зимовки. Белоголовых зонотрихий, которые гнездятся на севере Северной Америки, а зимуют на юге этого материка, перемещали более чем на 3000 км от районов их зимовок, но они все равно возвращались к привычным территориям.

Особенностью всех этих экспериментов является то, что к такой навигации способны только взрослые птицы, которые уже имеют опыт миграции и бывали на своих местах зимовок. Наблюдения за мигрирующими альбатросами показывают, что эти птицы еще с расстояния около 500 километров способны брать прямой курс на те острова, где находятся их гнездовья так, словно они имеют собственную навигационную систему вроде GPS. Именно с глобальной системой позиционирования (GPS) у современного человека ассоциируется способность птиц к навигации. Наша система навигации основана на закономерном изменении двух показателей: высоты солнца над горизонтом (широта) и времени восхода и захода солнца (долгота). Основная теория, объясняющая навигационные способности птиц, заключается в том, что птицы используют глобальные изменения каких-то показателей для установления своего положения в пространстве с помощью двух координат. Какие это чувства? Допустим, установить высоту солнца над горизонтом не трудно.

Но специальные опыты показали, что «внутренние времена» птиц калибруются именно по временивосхода и захода солнца, так что установить по ним, что в одной точке земного шара солнце восходит раньше, чем в другой, невозможно. Поэтому внимание исследователей было приковано к поиску других сигналов. Были предложены несколько вариантов: изменения запахов, инфразвуки, вызванные геологическими или климатическими явлениями, интенсивность и наклон магнитного поля земли.

Довольно интересные данные были получены при изучении роли запахов в навигации птиц. Многочисленные исследования показали, что почтовые голуби действительно активно используют запахи для ориентации в пространстве, способны следовать по ветру до источника запаха, который ассоциируется у них с голубятней. Но существует существенное ограничение использования запахов для навигации: в природе никакие глобальные изменения запахов не достигают более чем на несколько сотен километров, так что они скорее пригодны для локальной ориентации, чем для глобальной навигации.

Согласно одной из теорий, ощущение запахов действительно эволюционно возникло у животных как средство ориентации в пространстве, но у современных птиц ощущение запахов служит скорее пусковым механизмом, который включает другие, более прогрессивные системы навигации во время миграционного периода. Самый большой прорыв произошел в изучении способности птиц чувствовать магнитное поле. Еще в XIX веке было высказано предположение, что птицы способны чувствовать напряженность магнитного поля, и это помогает им ориентироваться.

У магнитного поля как для средства навигации есть также минусы: существуют многочисленные магнитные аномалии, в которых использовать показатели магнитного поля сложно, а еще изменения магнитного поля настолько слабые, что ощущаются только на больших расстояниях. Существуют доказательства того, что по меньшей мере 24 вида птиц способны чувствовать магнитные поля и использовать их для навигации.

Вы никогда не задумывались над тем, как птицы находят правильный путь, преодолевая безбрежные океаны и обширные пустыни во время своих перелётов и миграций (подробнее о )? Какими ориентирами они пользуются, какими органами чувств руководствуются? Нередко этими вопросами задаются охотники, и наша сегодняшняя публикация готова дать ответ на этот вопрос…

Важность необходимости умения ориентироваться в пространстве для птиц

Для птицы хорошо ориентироваться в пространстве – означает, прежде всего, иметь надежную информацию об окружающей их обстановке. Ведь, изменения её в одних случаях могут оказаться роковыми для птицы, в других — напротив, благоприятными, но и о тех, и о других ей нужно своевременно знать. Поведение животного будет зависеть от того, как его органы чувств воспримут эти изменения и как оценит их высший орган ориентации – мозг. Понятно, что успех в борьбе за существование будет сопутствовать той особи, чьи органы чувств и мозг быстрей оценят ситуацию и чья ответная реакция не заставит себя ждать. Вот почему, говоря об ориентации животных в пространстве, мы должны иметь в виду все 3 её компонента – ориентир раздражитель, воспринимающий аппарат, и ответную реакцию.

Несмотря на то, что в процессе эволюции все эти компоненты складывались в определенную сбалансированную систему, далеко не все ориентиры воспринимаются птицами, так как пропускная способность их органов чувств весьма ограничена.

Так, птицы воспринимают звуки частотой до 29000 ГЦ, тогда как летучие мыши – до 150 000 Гц, а насекомые – ещё выше – до 250 000 Гц. Хотя, с физической точки зрения слуховой аппарат птицы воздухе и весьма совершенен, в воде он отказывает, и звуковая волна идет к слуховой клетке неудобным путем – через всё тело, тогда как барабанная перепонка и слуховой проход оказываются полностью заблокированными. А, как бы помог рыбоядным птицам подводный слух! Известно, что дельфины с помощью слуха могут точно определять вид рыбы, её размеры, её местоположение. Слух для них вполне заменяет зрение, тем более, что возможности последнего ещё более ограничены – просматриваемое пространство, к примеру, для пустельги и сипухи, составляет 160 градусов, для голубей и воробьиных – около 300 градусов, у дятлов – до 200 градусов. А, угол бинокулярного зрения, то есть зрения двумя глазами, позволяющего особенно точно рассмотреть предмет, составляет у большинства птиц 30-40 градусов, и только у сов, с их характерным лицом – до 60 градусов.

Ещё меньше возможностей у обоняния у птиц – направление ветра, густые заросли и прочие помехи сильно затрудняют ориентацию по запахам. Даже грифы урубу, спускающиеся к падали с огромной высоты, руководствуются тонкой струйкой поднявшегося кверху запаха, и те далеко не всегда могут пользоваться этим видом ориентации.

Отсутствие необходимых органов чувств приводит к тому, что многие из природных явлений, как ориентиры, птицами не используются или используются недостаточно. Экспериментальные данные, отдельные полевые наблюдения дают весьма противоречивую картину. В определенных ситуациях, например, на ориентацию птиц влияют мощные радиостанции, однако – такое происходит не всегда и не во всех случаях. Птицы, безусловно, воспринимают изменения давления, но как тонко может барический градиент использоваться в качестве ориентира, совершенно неясно. Таким образом, ориентационные способности каждой отдельно взятой особи весьма ограничены . Между тем, птицам с их открытым образом жизни, окруженным массой врагов и других житейских неприятностей, надежная ориентация – вопрос жизни и смерти. И, зачастую их недостаточные индивидуальные возможности корректируются благодаря общению с другими особями, в стае, в гнездовой колонии.

Каждый охотник знает, что к одиночной птице гораздо легче подобраться, чем к стае, которая имеет множество ушей и глаз, и где предупреждающий крик или взлет одной особи может переполошить остальных. Различные крики, позы, яркие пятна в окраске обеспечивают птицам совместное поведение в стае и связь между ними. Создается, как бы групповая, вторичная ориентация, где возможности ориентироваться, индивидуальный опыт одной птицы значительно возрастают за счёт других птиц. Здесь уже не обязательно видеть самого хищника, достаточно слышать предупреждающий крик соседа. Конечно, сосед кричит вовсе не потому, что хочет предупредить других птиц – у него это естественная реакция на врага, однако, остальные птицы воспринимают этот крик именно, как сигнал об опасности.

Групповая или вторичная ориентация у птиц

Дело еще больше усложняется и возможности одной особи еще более возрастают, когда связь устанавливается между птицами разных видов внутри сообщества. К примеру, крик мелкой птицы на сову собирает в лесу весьма разнообразное общество – синиц, славок, поползней, зябликов, ворон, соек и даже мелких хищников. Точно такое же понимание устанавливается между куликами, чайками и воронами на морских отмелях, между различными дроздами и т.д. В лесу роль сигнальщика играет сорока – крик которой, к примеру, при приближении крупного хищника или человека воспринимается не только самыми разнообразными птицами, но и млекопитающими. Здесь групповая ориентация идет ещё дальше.

Основные факторы птиц для ориентации в пространстве

Зрение, как способ ориентации в пространстве

По остроте зрения птицы не имеют себе равных. Общеизвестны удивительные способности в этом отношении различных хищников. Сокол сапсан видит небольших птиц на расстоянии свыше километра. У большинства мелких воробьиных острота зрения в несколько раз превышает остроту зрения человека. Даже голуби различают 2 линии под углом в 29 градусов, тогда как для человека этот угол должен быть не менее 50 градусов.

К тому же, птицы обладают цветным зрением. Можно, к примеру, научить цыплят клевать красные зерна и не клевать голубые или белые, в направлении красного экрана подбегать к голубому и т.п. Косвенно это доказывается и удивительным разнообразием окраски птиц, представленной не только всеми цветами спектра, но и самыми разнообразными их сочетаниями. Окраска играет большую роль в совместном поведении птиц и используется ими, как сигнал при общении. Наконец, можно добавить, что недавними опытами польских исследователей, подтвердилась способность птиц воспринимать инфракрасную часть спектра, и следовательно — видеть в темноте. Если это действительно так, то тогда становится понятной загадочная способность птиц жить в темноте или при сумеречном освещении. Помимо сов, к этому видимо, способны и другие птицы – в условиях долгой Полярной ночи в Арктике остаются зимовать белая и тундряная куропатки, ворон, кречет, чечетка, пуночка, различные чистики.

Эти особенности зрения птиц обеспечиваются замечательным анатомическим строением их глаз. Прежде всего, птицы обладают относительно огромными глазными яблоками, составляющими у сов и соколов, к примеру, около 1/30 от веса тела, у дятла – 1/66, у сороки – 1/72. Глаз птицы имеет большое количество чувствующих клеток колбочек, необходимых для острого зрения, снабженных красными, оранжевыми, зелеными, или голубыми масляными шариками. Специалисты полагают, что масляные шарики дают возможность птице различать цвета.

Другой особенностью глаза птицы являются быстрая и точная его настройка – аккомодация . Это осуществляется изменением кривизны хрусталика и роговицы. Быстрая аккомодация позволяет, к примеру, соколу, бьющему с большой высоты по утиной стайке, отчетливо видеть птиц и правильно оценивать расстояние в любой момент своего броска. У степных птиц в сетчатке глаза имеется также особая плоска чувствительных клеток, позволяющая особенно отчетливо и на большом расстоянии рассматривать горизонт и удаленные предметы. Глаза бакланов, чистиковых, уток (о ), гагар, охотящихся за рыбой под водой, имеют специальные приспособления обеспечивающие подводное зрение птицам.

Хорошее зрение хищных птиц используется в .

Обоняние, как способ ориентации в пространстве

Обоняние птиц до сих пор остается мало исследованным и весьма загадочным. Длительное время считалось, что птицы обладают плохим обонянием, однако новые эксперименты говорят об обратном. Певчие птицы, утки, некоторые куриные хорошо различают запахи, к примеру, гвоздичного и розового масла, бензальдегида…

Утки способны находить коробку с пищей по особому запаху с расстоянии в 1,5 метра и направляться прямо к ней. Хорошим обонянием обладают грифы урубу, некоторые козодои, буревестники, чайки. Альбатросы собираются на брошенное в воду сало с расстояния в радиусе 10-ка километров. Охотникам также известны случаи, когда вороны находили закопанные в снег куски мяса. Кедровки и кукши довольно точно отыскивают в вольере кусочки пищи, запрятанные в подстилку, руководствуясь при этом исключительно своим обонянием.

Вкус, как способ ориентации в пространстве

Птицы, в общем, обладают посредственно развитым вкусом и только в отдельных группах, как например, у зерноядных птиц, хищников и благородных уток, он достигает некоторого развития.

Осязание, как способ ориентации в пространстве

Большое количество нервных окончаний в виде осязательных телец располагается в коже птиц, в основании перьев, в костях конечностей. С их помощью птица может определять, например, давление воздушной струи, силу ветра и температуру воздуха. Эти нервные окончания очень разнообразны по строению и функциям, и существует мнение, что именно среди них следует искать неизвестные пока органы восприятия электрических, магнитных полей.
Большое количество осязательных телец располагается на кончике клюва бекаса, вальдшнепа и других куликовых, добывающих пищу зондированием влажной земли, тины и грязи. У пластинчатоклювых, например, у кряквы, кончик клюва также покрыт чувствительными тельцами, отчего верхнечелюстная кость, как и у вальдшнепа, выглядит совершенно ячеистой.

Воспринимая единую по своей сути среду в виде отдельных раздражителей, ориентиров, органы пространственной ориентации птицы вычленяют только некоторые качества предмета. При этом, пространство, в котором располагаются эти ориентиры, анализируется ими также не безгранично. Отдельные ориентиры воспринимаются на больших дистанциях и имеют максимальную дальнобойность, как например звук. Другие действуют в непосредственной близости, при контакте — как осязательные тельца клюва. Действие запаха падали для парящих в воздухе грифов ограничивается узкой струйкой поднимающегося воздуха. Все органы чувств, следовательно, имеют свои пространственно ограниченные сферы действия, в пределах которых и осуществляется анализ предметов, ориентиров.

Сферы действия органов чувств имеют свою биологическую оправданную направленность. В тех случаях, когда речь идет об особенно ответственных ситуациях в жизни вида, например о ловле добычи или уклонении от опасности, одного органа чувств, к примеру зрения, слуха или обоняния, бывает недостаточно, поэтому, несколько органов чувств действуют вместе. Происходит наслаивание сфер их действия, и оказавшийся в их пределах предмет анализируется, и будет воспринят более всесторонне и точно.

Так, у сов и луней, существование которых зависит от того, как точно они определят месторасположение мыши, а действие часто происходит в густых зарослях или при ограниченной видимости поля зрения и слуха, имеется общая передняя направленность, образующаяся в результате переднего смещения глаз и ушей — такое лицо представляет собой очень характерный признак для сов и для луней.

Это дублирование органов чувств друг другом и обеспечивает цельное восприятие среды, природных ориентиров. Конечно, эту цельность обеспечивают уже не только органы чувств, но и главным образом мозг, который и объединяет информацию, поступающую по отдельным каналам, и оценивает ситуацию в целом. С работой мозга связаны, прежде всего, высшие формы ориентации, так называемый хоминг, возврат к месту гнездования искусственно удаленных птиц, ориентация при сезонных перелетах, прогнозирование погоды, счет и т.д.

Способности мозга птиц к рассудочной деятельности

Открытый подвижный образ жизни, постоянное чередование различных ориентиров, необходимость общения развили у птиц зачатки рассудочной деятельности и способность к элементарным абстракциям. Если вы подкрадываетесь к кормящимся в поле воронам и при этом для маскировки спуститесь в овражек, то птицы будут ждать вас у другого конца овражка, там, где вы должны будете очутиться, сохраняя первоначальное направление движения. Точно так же поступит гусиная стая или журавли, наблюдающие за подкрадывающейся к ним лисицы.

Однако, оценка, направленная на движение ориентира, отчасти экстраполяция его не менее важна в сложных формах ориентации нежели способность к количественной оценке ориентирования. В опытах удавалось научить кур клевать любое зерно по выбору – второе, третье и т.д., а вот голубей удалось научить различать различные комбинации зерен. Сороки и вороны также хорошо различают разные наборы предметов, и даже число людей и животных. Птицы, к примеру, без счета могут отличать 5 предметов от 6 – задача не всегда доступная даже для человека. Специальные опыты показали также, что птицы хорошо различают контуры и форму предметов, геометрических фигур и.т.д.

Эти способности играют особенно большую роль при астронавигации птиц – использовании в качестве ориентиров небесных тел.

Так, славок помещали в планетарий и следили за направлением их полета при различном положении звездного неба. Удалось доказать, что общая картина звездного неба может использоваться ими как ориентир при сезонных перелетах. Нетрудно представить себе те сложности, которые при этом возникают перед птицей – необходимость экстраполировать движение звезд, точно, до 15-20-ти минут чувствовать время, воспринимать различные комбинации созвездий, число звезд и.т.д.

Лучше всего, если мы сразу признаемся, что не знаем точного ответа. Разумеется, кое-что нам все же известно, но наша теория не всегда выдерживает проверку.

Способность перелетных птиц к ориентации поразительна. Вдумайтесь сами: ласточка по одним лишь ей ведомым приметам прилетает в Африку! Но самое удивительное заключается в том, что живущая в наших краях ласточка (а это убедительно доказало кольцевание птиц) возвращается из Африки домой. Не только в Венгрию, но даже в ту самую деревню, откуда она пустилась в дальний путь, к тому самому дому, под крышей которого она свила гнездо. Можно сказать, что все эти чудеса объясняются работой некоего таинственного внутреннего механизма. Мы называем механизм ориентации таинственным, потому что еще не сумели раскрыть его тайну.

Самая распространенная теория ориентации состояла в том, что птицы обучают маршрутам перелетов себе подобных. Маршрут передается из поколения в поколение: старшие летят во главе стаи, младшие следуют за ними и со временем сами обретают способность находить дорогу домой или к местам зимовки. В основном это верно: тому есть примеры. Но начнем с "контрдовода"- с кукушки. Всем известно, что кукушка не знает своих истинных родителей: взрослая кукушка откладывает яйцо в чужое гнездо, и выращиванием птенца занимаются птицы других видов. Осенью кукушки улетают в Африку или в тропические леса Южной Азии. Но удивительнее всего, что потомство пускается в путь позже, когда кукушки старшего поколения находятся уже в пути. Они летят без вожаков, и никогда не ошибаются в выборе маршрута. Их ведет врожденный инстинкт.

Как выбирают маршрут перелета аисты? Следуют за старшими или руководствуются врожденным инстинктом? Выяснением этого вопроса занимался немецкий орнитолог Шюц. Он поставил весьма остроумные эксперименты. Аист-птица крупная, и сравнительно легко удалось установить, что западноевропейские аисты совершают перелеты по одним, а восточноевропейские - по другим маршрутам. Аисты летают планируя, они любят восходящие воздушные потоки и поэтому не срезают путь, прокладывая маршрут напрямик через море, а стремятся пересечь его в узких местах. Европейские аисты стремятся попасть кратчайшим путем в Африку. Восточноевропейские аисты летят через Босфор, а западноевропейские пересекают море у Гибралтара. Требовалось выяснить, обучаются ли аисты навигационному искусству у старших или же маршрут им подсказывает врожденный инстинкт.

Для своего первого опыта Шюц взял восточноевропейских аистов. Из гнезд он выбрал по птенцу и выкормил их сам. На волю Шюц выпустил птенцов лишь после того, как старшие аисты улетели. Молодым аистам не оставалось ничего другого, как проложить маршрут самим, без опытного вожака, и они успешно справились с задачей, избрав тот же маршрут в Африку, что и их родители. Несколько аистов было поймано в Греции: очевидно, они не сумели найти кратчайший путь через море в районе Босфора. Но направление полета в основном было выбрано верно. Значит, аистов вел врожденный инстинкт.

Затем Шюц поставил новый опыт. На этот раз он взял 754 птенца восточноевропейского аиста, отвез их на запад и предоставил выкармливать местным аистам. Сообщения удалось получить почти о 100 окольцованных птенцах: вместе со старшими они проследовали через Средиземное море по западному маршруту - у Гибралтара. Влияние старших на выбор направления оказалось сильнее, чем врожденный инстинкт.

После этого Шюц поставил еще более интересный опыт. Он увез на запад птенцов восточноевропейского аиста и там выкормил их. На волю Шюц выпустил птенцов, когда местные аисты старшего поколения уже улетели. Молодые аисты отправились было сначала в юго-западном направлении, затем повернули на юго-восток, т. е. полетели по традиционному маршруту своих предков. Из опытов Шюца следовало, что аистам подсказывает маршрут перелета врожденный инстинкт, руководствуясь которым, летали их родители. Если же поблизости оказывались аисты старшего поколения, то маршрут выбирался под влиянием вожака стаи, а им был аист старшего поколения. Следовательно, влияние старших подавляло выбор маршрута, диктуемый врожденным инстинктом.

До сих пор мы говорили о том, что перелетные птицы умеют ориентироваться, т. е. так или иначе находить дорогу к местам зимовки, а затем обратную дорогу домой. Как они ориентируются? Мы видели, что известную роль играет обучение, но не все здесь до конца ясно.

Императорские пингвины (Aptenodytes)

Есть основания полагать, что птицы ориентируются так же, как моряки. Что необходимо капитану парусного судна для того, чтобы в открытом море проложить правильный курс и прийти в порт назначения? Прежде всего для этого необходим высокоточный прибор, известный под названием секстанта и позволяющий измерять высоту солнца над горизонтом. Однако одного лишь секстанта недостаточно, так как высота солнца зависит от времени года. Необходимы специальные таблицы. Еще капитану понадобятся точные часы - хронометр: положение солнца на небосводе непрестанно изменяется с утра и до вечера. Разумеется, ни один капитан судна не обрадуется столь скудному выбору навигационных средств, но любой судоводитель в случае необходимости смог бы проложить курс с их помощью.

Выяснилось, что перелетные птицы днем ориентируются по высоте солнца, т. е. пользуются своими естественными "навигационными приборами". Разумеется, никаких "биологических секстантов" и "биологических хронометров" у птиц нет. Это доказал своими опытами в первую очередь Крамер.

Он посадил скворцов в сферическую камеру, опирающуюся на кольцеобразную подставку. Камеру можно было по желанию затемнять и освещать. Если светило солнце, то скворцы ориентировались так же, как во время полета: они выдерживали направление движения или стремились вырваться на свободу в ту сторону, куда летели бы, не будь на их пути стенки. Но стоило затемнить камеру, как скворцы утрачивали способность ориентироваться и не могли выдержать направление движения.

Затем Крамер раздвинул шторки. Скворцы могли снова видеть солнце сквозь стеклянные окошки, на этот раз заклеенные папиросной бумагой. Свет был таким, как в тумане. Но это не мешало ориентироваться скворцам, они точно "знали" свой маршрут и бились о стенку камеры, стремясь продолжить полет в правильном направлении.

В следующем опыте Крамер зашторил окошко, обращенное к солнцу, и одновременно с противоположной стороны поставил зеркало, отражавшее солнечные лучи. Скворцы изменили направление полета на противоположное: ведь теперь они ориентировались по зеркальному отражению солнца! Так было доказано, что солнце влияет на способность скворцов ориентироваться в пространстве и даже что скворцов можно обмануть.

Некоторые перелетные птицы "путешествуют" по ночам . Сразу же возникает мысль о том, что они ориентируются по звездам. Такое предположение менее вероятно, поскольку свет звезд не столь интенсивен, как солнечный. К тому же, чтобы ориентироваться по звездам, необходимо основательно знать небосвод, чтобы уметь распознавать отдельные звезды и созвездия, да и наблюдать приходится не один сильный источник света, а множество слабых.

Заслуга в решении этого вопроса принадлежит немецкому орнитологу Зауэру. Для своих опытов он выбрал славку - неприхотливую певчую птицу размером меньше воробья. Зауэр содержал славок в неволе в таких условиях, что они вообще не видели естественного света. С того момента, как они вылуплялись из яиц, птенцы славки жили только при искусственном освещении. Опыт Зауэра показал, что жившие в неволе птицы осенью и весной, когда их свободные родичи совершали свои сезонные перелеты, приходили в состояние сильного возбуждения. "Биологический календарь" как бы говорил им: настала пора пускаться в путь.

Затем Зауэр поместил славок в клетки, полностью закрытые со всех сторон стеклом. Птицы могли видеть звездное небо. Теперь осенью и зимой, т. е. во время перелетов, подопытные славки стремились вырваться из клеток на север в том направлении, в котором улетают славки на волю.

Результат, полученный Зауэром, был особенно убедительным, поскольку орнитолог экспериментировал со многими видами славок. Гаичка, садовая и полевая славки стремились лететь на юго-запад, а малая славка - на юго-восток. Именно в этих направлениях летят осенью соответствующие виды, отправляясь на зимовку в Африку. Опыт Зауэра показал, что птицы ориентируются по звездному небу.

Затем экспериментатор перенес птиц в планетарий, где специальный аппарат проектирует на огромный яйцевидный купол светлые пятнышки, яркость, размеры и положение которых в точности соответствуют звездам и созвездиям на небосводе. (Зауэр поместил в планетарий стеклянные клетки с птицами.)

Первый из таких опытов проводился осенью. Сначала птицам показали "правильное" ночное небо - такое, какое они увидели бы, находясь на воле, и малая славка настойчиво стремилась вырваться из клетки в том направлении, в каком улетают на зимовье славки на воле. Но вдруг картина ночного неба изменилась: опыт производился в планетарии, и стоящий в центре зрительного зала специальный проекционный аппарат (планетарий) позволял с легкостью воспроизводить на своде ночное небо, видимое в любом месте на земле в любое время года. Теперь птицы видели звездное небо таким, как если бы находились не во Фрейбурге (где производились опыты), а в районе озера Балхаш. (За один час Земля поворачивается вокруг своей оси на 15° географической долготы, а наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что небосвод поворачивается с такой же скоростью, но в противоположном направлении.)

Данные способы, в целом, неразрывно связаны с солнцем и основаны на том, что выделяемый солнечный свет жизненно необходим не только растениям, но и насекомым, и прочей живности.

Ориентирование по насекомым.

Даже насекомые способны помочь в поисках правильного пути. Правда следует отметить что точность ориентирования в данном случаи невелика, а то и вовсе может быть не верной в следствии различных факторов. Помните, что всегда нужно применять несколько способов ориентирования, особенно, если речь идёт об использовании растений, насекомых или животных. И лишь сопоставив множество признаков (а не полагаясь лишь на один из них) можно начинать движение, в противные случаи вы можете ухудшить ситуацию ещё больше.

По муравейникам.

Определить направление по муравьям, можно обратив внимание с какой стороны от чего-либо (дерева, кустарника, пня и т.д.) они возвели своё жилище. Обычно муравейник возводится с южной стороны от объекта! Также можно заметить, что сторона муравейника, обращённая к югу более пологая.

По ульям.

Тот же способ касается и диких пчёл, обычно сооружающих свои жилища с южной стороны деревьев, также пчёлы вылетая из улья чаще летят в южном направлении.

Ориентирование по птицам.

По полёту перелётных птиц.

Весной они летят на север, осенью на юг!

По гнёздам птиц.

Также некоторые птицы чаще гнездятся с определённых сторон света. Ласточки гнездятся около жилищ человека, плетут гнёзда под карнизами с северной стороны. Сирийский поползень облюбовывает скалы с востока. Трехпалые чайки напротив любят селиться на западе или северо-западе скал. Дятлы, совы создают гнёзда с юга.

По птицам также можно определить веремя, об этом подробнее в следующей статье.

Ориентирование по деревьям.

По коре.

С севера дерево обычно темнее, грубее (и по некоторым источникам мох и лишайники растут больше всего именно с этой стороны, однако не всё так однозначно. По уверениям других, мох и лишайники растут там, где им больше нравятся, совершенно не ориентируясь по сторонам), тогда как с юга напротив более светлая кора и гладкая кора. Однако, обращать внимание следует прежде всего на отдельно стоящие деревья, тогда будет меньше шансов ошибиться.

Вертикальные тёмные полосы на некоторых деревьях (сосна, меньше берёза) встречаются из-за неравномерного просыхания дерева после дождя, и обычно находятся исключительно с северной стороны. Однако при воздействии на дерево, постоянных сильных ветров, линия на нём, может сместится.

По годовым кольцам.

Следует найти пень, и посматреть на расположение годовых колец на срезе. С южной стороны рост кольец будет более заметным. Они будут более широкими чем с севера!

По листве.

Также следует рассмотреть листву, которой с южной стороны будет больше, а сами лисья будут более шикокими.

По соку и смоле.

Весной можно сориентироваться по соку деревьев, который выступает с той стороны дерева где его движение более интенсивно, а именно с юга.
Более интенсивные подтёки смолы (например на соснах) также встречаются с южной стороны.

© ВЫЖИВАЙ.РУ

Post Views: 2 937

Вопрос о том, как птицы мигрируют и находят верный путь даже на больших расстояниях, всегда интересовал людей. Навигация птиц до конца не изучена. Наверняка ученый, окончательно разгадавший механизмы ориентации птиц, получит Нобелевскую премию.

Как птицы находят верный путь?

Вопрос о том, как птицы мигрируют и находят верный путь даже на больших расстояниях, всегда интересовал людей . Долгие годы считалось, что важную роль в правильной навигации играют звезды, солнце. На сегодняшний день уже давно известно, что основную роль в ориентации птиц играет магнитное поле. Учёные насчитывают около 50 видов живых существ — млекопитающих, птиц, земноводных, пресмыкающихся, рыб и даже насекомых, которые могут пользоваться магнитным полем Земли для навигации. Но даже с такими развитыми технологиями мы можем только предпологать о механизмах восприятия магнитного поля. В последнее десятилетие пристальное изучение магнетизма Земли позволило обнаружить несомненную связь живых организмов с этим явлением. И это проясняет картину возможных сбоев навигационной системы китов, а также потерю пути при дальних массовых перелетах птиц и поразительно точное следование нужным курсом при обычных благополучных условиях.

Предположительно у птиц есть несколько способов восприятия :
- Глаза
- Клюв

Птицы видят магнитное поле Земли

По последним сообщениям Nature, исследователи из University of Oldenburg обнаружили, что перелетные птицы не просто «чувствуют» магнитное поле Земли, но видят его глазами.
Учёные проводили свои исследования на садовых славках (Sylvia borin), которым вводили молекулярные маркеры, способные перемещаться по нервным волокнам во время передачи сигналов между нервными клетками. Один вид маркера был введен в сетчатку глаза, а второй – в область мозга(«кластер N»), которая является единственной областью мозга у птиц, связанной с ориентированием с помощью магнитных полей.
Результаты ошеломили исследователей. Выяснлось, что птицы не просто чувствуют магнитное поле — они видят его.

В глазах за эту функцию отвечают молекулы белков криптохромов, которые могут находиться в разных состояниях в зависимости от собственной ориентации относительно магнитных полей.

Какой глаз видит магнитное поле?

Учёные уже догадались, что птицы способны видеть магнитное поле. Вольфганг Вильчко не остановился на достигнутом и продолжил эксперименты с малиновками. Для этого он намеренно вызывал у птиц желание лететь на юг. Птицам поочередно закрывали то левый, то правый глаз . Малиновкам из контрольной группы оставили глаза открытыми. Много дней птиц приучали носить шапочки, закрывавшие им один глаз. Только после этого начался эксперимент. Результаты не заставили себя ждать и не оставили никаких сомнений. Птицы из контрольной группы летели в том самом направлении, как и положено было при перелете. Такой же маршрут выбирали и птицы, глядевшие правым глазом. А вот с изменением склонения магнитного поля изменялось направление перелета. А те птицы, у которых был открыт только левый глаз вообще не могли понять куда нужно лететь. Очевидно, их «компас» спрятан в правом глазу. Все нервные волокна, отходящие отсюда, ведут в левую половину мозга, которая и обрабатывает информацию о магнитном поле Земли.

Для чего в клюве магнитные кристалы?

Учёные предполагают, что кроме зрительного восприятия, у перелетных птиц может существовать еще один орган восприятия магнитных полей. Это клюв , в котором были найдены магнитные кристаллы . Предполагается, что эти две системы дополняют друг друга: глаза играют роль компаса , а с помощью клюва измеряется напряженность магнитного поля и составляется своеобразная навигационная карта для перелетов.

«Компасы птиц». Эксперимент Вольфганга Вильчко

Вольфганг Вильчко впервые доказал, что мигрирующие голуби используют магнитное поле, чтобы ориентироваться во время перелета. Их магнитные сенсоры показывают им направление силовых линий магнитного поля. На отклонение стрелки голубиного компаса влияет угол наклона магнитного поля Земли к её поверхности. Так птицы определяют где полюса, а где экватор. Внутренний компас птиц подстраивается под напряженность магнитного поля Земли, но может перестраиваться и под другие значения напряженности магнитного поля во время миграции птиц.

Компасы такого типа были обнаружены более чем у двадцати видов птиц, в основном, у перелетных певчих птиц.

Эксперимент Вольфганга Вильчко

Только что вылупившихся цыплят ученые высаживали рядом с красным мячиком, который птицы воспринимали как свою «мать». Затем ученые прятали мяч за одним из четырех экранов, который был установлен в северном направлении.

Дальнейшие эксперименты показали, что магнитные датчики цыплят действуют схоже с датчиками голубей. Они также реагируют на отклонение и напряженность локального магнитного поля Земли. Оказалось, что птицам нужен для ориентации коротковолновый свет (видимо, голубой). В длинноволновом диапазоне за желтым светом эта способность теряется у всех птиц, которых удалось проверить на сегодняшний день. Эти эксперименты привели ученых к выводу, что способность к ориентации по магнитному полю Земли может быть у всех птиц. Они считают, что способность ориентироваться по магнитному полю Земли появилась давно , задолго до того, как птицы начали мигрировать, и существовала у примитивных птицеобразных, помогая им ориентироваться на местности: в поисках пищи и воды, своих гнезд, мест для сна.

Эксперимент Мартина Викельского

Учёные из университета Принстона выяснили, как ориентируются перелётные птицы. Профессор Мартин Викельский со своими коллегами выбрал для эксперимента дроздов, которые пересекают штат Иллинойс на пути из Южной Америки в Канаду. Дрозды летят ночью и было известно, что птицам помогает внутренний магнитный компас. Учёные отловили нескольких птиц и поместили их в клетки с сильным магнитным полем, направленным поперёк магнитного поля Земли . После прыбывания в такой клетки птичий компас действительно сбился. Дроздов выпустили ночью и вместо севера они полетели на запад и прошли так в неправильном направлении несколько сот километров. Полёт птиц отслеживали по крошечным радиопередатчикам. Но через день птицы снова повернули на север , заново «откалибровав» свой магнитный компас. Предположительно птицы сориентировались по закату.

Разные породы птиц используют разные способы ориентации. Это может быть и магнитное поле Земли, и Солнце, и звёзды, и поляризованный свет.

Навигация почтовых голубей. Эксперимент Анны Гальярдо

Очень известными навигаторами являются почтовые голуби. Почтовый голубь, даже если его увезти за 1000 километров, в большинстве случаев летит к привычной голубятне по кратчайшему маршруту. Способностью возвращаться к гнездовьям из незнакомых дальних мест обладают многие птицы.

Итальянские исследователи во главе с доктором Анной Гальярдо из университета Пизы пришли к выводу, что не сбиться с правильного пути, преодолевая расстояния в сотни километров, почтовым голубям помогает обоняние.

В 2004 году новозеландские учёные выдвинули гипотезу о магнитных частицах в клювах голубей, играющих роль микроскопического компаса. Но Гаглиардо говорит, что птицы могут применять и другой метод: «Они действительно имеют способность обнаруживать магнитные поля, но это не означает, что голуби всегда используют только это».

Эксперимент

Учёные из Пизы удалили у 24 почтовых голубей часть обонятельного нерва , а у других 24 птиц части черепного тройничного нерва. Третья группа из 24 птиц никаким вмешательствам не подвергалас ь, оставшись в качестве контрольной группы. Все три группы птиц были выпущены на волю приблизительно в 50 километрах от их дома-голубятни. На следующий день все, кроме одной, птицы с повреждённым тройничным нервом были дома - это значит, что способность обнаруживать магнитные поля в данном случае не использовалась . Из группы контроля тоже потерялся только один голубь. А большинство голубей, лишённых обоняния, до голубятни так и не добрались - вернулись лишь четыре птицы .

Всё это говорит о том, что почтовые голуби создают «карты запахов» тех областей, над которыми пролетают, и в дальнейшем используют их для навигации.

Место, где разрываются птичьи сердца

Джатинга, расположенная в 334 км к югу от города Гувахати. Это место, полное тайн для ученых, и настоящий кошмар для птиц. В течение около четырех месяцев, начиная с августа, когда ночи становятся безлунными, туманными, ветреными и дождливыми, эта деревня, где проживает не более 2.500 человек, превращается в кладбище птиц: они летят сюда, чтобы разбиться насмерть.

По легенде люди из племени Земи Нага стали первыми свидетелями странного поведения птиц. Произошло это в конце XIX-ого века, когда птицы, потеряв ориентацию, тысячами стекались на свет костров , которые местные жители жгли для отпугивания диких свиней. Птицы стали падать замертво , это напугало жителей деревни, и они решили, что это не добрый знак, что это боги сбрасывают с небес злых духов в птичьем обличии. Находится в опасном месте люди племени Зами Нага не захотели и вскоре покинули деревню Джатинга.

В 1905 года на это место пришло другое племя – Джайнтиа. Люди вновь были поражены странным поведением птиц, падавших им на головы, когда жители деревни при свете факелов собирали свой скот. Свет, который давали бамбуковые факелы, чем-то привлекал стаи птиц. Но, в отличие от племя Земи Нага, люди из рода Джайнтиа посчитали птиц «даром, посланным богами».

Обнаружил загадочную долину английский чаевод Е.П. Джи , который сам наблюдал такой «птицепад» и описал его в книге «Девственная природа Индии» в 1957 году. Он не был орнитологом, и специалисты посчитали его сообщение о необычном поведении птиц выдумкой . Лишь зоолог Сенгупта заинтересовался этим и отправился в горы Ассама, чтобы на месте проверить достоверность рассказанного чаеводом.

Сенгупта пришел к выводу, что причинами странного «птицепада» служат геофизические аномалии и особое состояние атмосферы , которые нарушает работу нервной системы птиц.

Копия поста с сайта LiveJournal

Entry tags: работа навигация птиц
Отвечал в комментах на вопрос о том, как голуби находят дорогу домой, и решил повторить у себя в журнале.
Наверное, способность животных к навигации — это один из самых интригующих вопросов в зоологии, многим будет любопытно почитать короткое обобщение наших знаний по данному вопросу.

С возвращеним голубей домой история давняя и все еще толком непонятная. Способность находить свой дом (хоминг) есть у всех птиц, не только у голубей. Но голуби оседлые, весь год живут на одном месте, и достаточно крупного размера, чтобы нести письмо, поэтому их удобно использовать в качестве почтальонов, что люди издавна и делали. Естественно, была проведена их селекция на способности к навигации. Теперь это один из самых удобных модельных видов для изучения хоминга и механизмов навигации животных. Написано на эту тему горы статей и книг. В последнее время появилась возможность одевать на птиц разнообразную аппаратуру — GPS-логгеры, радиопередатчики, приборы для снятия электроэнцефалограммы в полете и пр. Одна из самых интересных работ была сделана в Италии — на голубей повесили GPS, и завезли на несколько десятков км и выпустили. Оказалось, что голуби возвращались вдоль крупных автомагистралей, двигались вдоль них, пока направление к дому более-менее совпадало с направлением дороги, а потом поворачивали на транспортной развязке, если новая магистраль точнее вела к дому. Но принципиальное направление к голубятне они выбирают, используя информацию из разных источников. Это и солнце, и магнитное поле, и запаховая ориентация. Есть несколько научных школ, каждая из которых занимается одим из этих видов ориентации, но, похоже, что все системы есть у птиц, и всеми они могут пользоваться. Только в зависимости от условий выбирают одну из них или несколько сразу.
Самой древней, похоже, является магнитная система, она есть у многих животных. Птицы могут чувствовать магнитное поле земли и ориентируются с его помощью. Видимо, у птиц есть магнитная карта района, где они живут, и представление о принципах изменения магнитного поля при перемещениях в масштабе планеты.
Птицы пользуются солнцем для ориентации примерно также как человек. У них есть внутренние часы, и они вычисляют, на какой угол относительно солнца нужно повернуть, чтобы лететь в нужном направлении. Они вводят поправку на движение солнца. Если перевести им часы, посадив в вольеру на другой фотопериод, когда субьективный день птицы начинается тогда, когда в природе солнце уже в зените, например, то птицы будут ошибаться как раз в соответствии с продолжительностью этого временного сдвига.
Похоже, что запахи тоже могут служить ориентирами, по крайней мере, у голубей и альбатросов.

Подведём итоги

Система навигации у птиц — сложная, многоступенчатая система врожденных программ и приобретенного индивидуального опыта.Для ориентации в пространстве птицы используют различные «внутренние компасы»:

- магнитное поле Земли
- «карты запаха»
- Солнце
- звёзды
- поляризованный свет

Голубиная почта всегда пользовалась уваением, ведь они без труда найдут дорогу домой. Но всё чаще искусственные источники света и многие другие действия человека путают птиц, что приводит к многочисленным смертям пернатых.