Во время миграций тростниковые камышевки выбирают направление полета с помощью клюва.

Известно, что многие животные могут ориентироваться по магнитному полю Земли, однако до сих пор не вполне понятно, как именно они его чувствуют. Даже у птиц, у которых магнитную чувствительность изучают дольше, чем у других, магнитосенсорный орган с переменным успехом ищут до сих пор.

Считается, что в таком органе, чем бы он ни оказался, должно быть много железа, и поначалу многие думали, что у пернатых компас находится в клюве – потому что железа в клюве у них как раз много. Но потом оказалось, что если перерезать тройничный нерв, который связывает клюв с мозгом, то птицы все равно будут ощущать магнитное поле. Еще позже появились другие гипотезы насчет птичьего компаса – так, на его роль в 2013 году предложили волосковые клетки внутреннего уха, которые содержали железные микрошарики.

Однако в том же 2013 году в PLoS ONE появилась совместная работа исследователей из Зоологического института РАН и Университета Ольденбурга, которые своими экспериментами отчасти реабилитировали гипотезу «магнитного клюва». Подробно об этом и вообще о животных и людей мы рассказывали в девятом номере «Науки и жизни» за 2016 год; сейчас скажем лишь, что у магнитного поля есть разные характеристики, и поэтому можно представить, что тот или иной орган может чувствовать лишь некоторые из них.

Так вот, сотрудники из Зоологического института РАН (Санкт-Петербург) вместе с коллегами из Университета Ольденбурга показали, что клюв и тройничный нерв нужны пернатым для понимания магнитной карты местности. Если нерв перерезать, то у птиц исчезает именно представление о магнитном ландшафте; однако чувство магнитного севера и магнитного юга у них остается – для этого, вероятно, есть рецепторы в какой-то другой части тела.

Исследователи продолжили эксперименты с тройничным нервом птиц: для нескольких десятков камышевок с помощью специальных приборов изменили окружающее магнитное поле, и хотя на деле птицы находились в поселке Рыбачий на Куршской косе Калининградской области, по магнитному полю получалось, что они сидят на 1000 километров восточнее, в Звенигороде Московской области. Остальные ориентиры, которые птицы могли бы использовать для ориентации на местности (солнце, звезды, ландшафт, запахи и так далее), никак не менялись.

Камышевки – перелетные птицы, они гнездятся в Прибалтике, а на зимовку улетают в Западную Африку. Эксперимент ставили весной, так что камышевки стремились попасть именно в прибалтийский регион. Среди них были те, у которых рассекли глазничную ветвь тройничного нерва, и были те, у которых нерв был в порядке. Оказалось, что те, чей нерв повредили, магнитное смещение никак не заметили – он по-прежнему стремились двигаться на северо-восток. А вот обычные птицы стали себя вести так, будто действительно переместились в Подмосковье, и начали стремиться на северо-запад. По словам профессора СПбГУ Никиты Чернецова, новые данные «...доказывают, что информация, которая передается по глазничной ветви тройничного нерва и которая необходима для того, чтобы птица понимала, где она находится, имеет магнитную природу». Есть нерв, есть функция, сам рецептор пока не найден – осталось его найти. Подробно результаты исследований опубликованы в Scientific Reports .

Подобные исследования помогают изучать пути и способы миграции различных животных, а значит, помогают защищать их на всем ареале обитания – ведь виды, живущие в нескольких регионах сразу, часто оказываются особенно уязвимыми. К тому же, если ученым удастся детально изучить птичий «магнитный компас», возможно, в будущем эту систему получится воспроизвести и получить магнитный навигатор, не требующий связи со спутниками.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

По материалам пресс-службы СПбГУ

Пожалуй, самая обширная, представительная и в то же время прекрасная, удивительная и малопознанная до загадочности категория представителей фауны нашей планеты – это птицы. Кажется, всё перед глазами, то есть над 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.

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.

Крылатые странники

Механизмы ориентации птиц

Самый трудный, до сих пор таящий множество загадок вопрос в изучении миграций птиц - это вопрос об их ориентации. Многие годы ученые бились над его разрешением, то ища специальные "органы ориентации", то приписывая феноменальные способности перелетных птиц инстинктам, "врожденному чувству направления". Как птицы узнают направление к местам гнездования и зимовок? Обучение молодых птиц старыми играет здесь ничтожную роль, так как часто молодые улетают раньше взрослых и путешествуют отдельно. Запомнить дорогу по видимым приметам птицы тоже не могут, так как многие летят ночью, за облаками, а возвращаются к местам гнездования другой дорогой. Многие орнитологи проводили опыт с птицами, завозя их в закрытых ящиках за сотни километров от дома. Ящики иногда вращали по дороге, чтобы исключить всякое запоминание. Скворцов увозили на 100-300 км от гнезда, соловьев - на 270 км, городских ласточек - на 317 км. Все они довольно быстро возвращались домой. Обыкновенные буревестники из Венеции вернулись к побережью Уэльса, пролетев 6000 км за 14 дней. Альбатросы вернулись на остров Мидуэй, пролетев 6590 км за 32 дня. Обыкновенные крачки возвращались, преодолевая расстояние в 600 км, серебристые чайки - 1300-1400 км.

О механизмах ориентации птиц при перелетах существует множество гипотез. Некоторые из них давно отброшены как не подтвержденные фактами, другие выглядят более убедительно. Однако вопрос о навигации птиц до сих пор нельзя считать решенным. Рассмотрим несколько гипотез.

Ориентация по ландшафтным признакам кажется наиболее естественной с точки зрения человека. Существуют так называемые направляющие линии: долины рек, побережья морей, распадки в горах и другие крупные детали ландшафта, которые птица может видеть с воздуха. Но чтобы ориентироваться по этим линиям, птица должна хотя бы раз увидеть их. Таким образом, ориентация молодых птиц, летящих самостоятельно, по этому признаку исключается. Птицы, летящие ночью, тоже не могут использовать направляющие линии. Многие морские птицы прекрасно ориентируются над открытым морем, где нет никаких примет. В этом случае гипотеза тоже не подтверждается.

Инфракрасное тепловое излучение с юга не может сигнализировать птицам о выборе пути, так как птицы не обладают повышенной чувствительностью к инфракрасной части спектра.

Итальянские ученые выдвинули гипотезу о том, что определенные области поверхности Земли имеют специфический запах. Орнитологи из ФРГ предположили, что обонятельные ощущения могут помочь птицам находить родные места. Они поставили опыт по изучению чувства дома (хоминга) у голубей. Птиц, разделенных на две группы, контрольную и опытную, отвезли на 180 км от голубятни. Опытной группе предварительно перерезали обонятельные нервы. Оперированные голуби сильно отклонялись от курса в отличие от птиц контрольной группы. Но эксперимент, проведенный по той же схеме со стрижом, не подтвердил эту гипотезу. Большинство орнитологов ее не принимает, так как у птиц обоняние вообще развито хуже, чем у других позвоночных.

Гипотеза обладания врожденным чувством направления ничем не доказана.

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.

При изложении методов изучения перелетов птиц по­дробно разбирались общие вопросы этой проблемы, теоре­тические возможности ее решения и опыты в этом направ­лении. Мы будем неоднократно ссылаться на них, когда пе­рейдем к более близкому рассмотрению путей, которые привели к этим общим соображениям, и познакомимся не­посредственно с проведенными в этом направлении экспе­риментами.

Начнем с ранее широко распространенного мнения о том, что молодым птицам перелетные пути показывают старые птицы. Это относится к тем видам, которые мигри­руют семьями или еще более крупными сообществами, глав­ным образом ко многим крупным птицам, например ле­бедям, аистам, журавлям и гусям. У последних молодые птицы настолько нуждаются в «руководстве» старых птиц, что не решаются отлетать без них. Ряд опытов, поставлен­ных Тинеманом в 1926-1931 гг. и Шюцем в 1933 г., ука­зывает на то, что молодые аисты сами могут найти пра­вильное направление к местам зимовок. Выпущенные на волю после отлета старых птиц молодые аисты летели в основном правильно: из б. Восточной Пруссии на юго-во­сток. Правда, отклонения от нормального пролетного пути встречались при этом чаще, чем у других окольцованных аистов. Таким образом, руководство над молодыми пти­цами со стороны старых в данном случае, по-видимому, имеет значение лишь дополнительного фактора, уменьша­ющего опасность сбиться с дороги и гарантирующего со­блюдение строго ограниченных пролетных путей. Он опре­деляет так называемую тонкую ориентацию, в то время как знание направления перелета и общего «правильного» поведения во время перелета (грубая ориентация), ве­роятно, закреплено наследственностью.

Опыты с аистами были продолжены Шюцем на орни­тологической станции Росситтен в 1934 г. с целью провер­ки, постоянно ли «знание» птицами направления перелета и в тех случаях, когда различные популяции ведут себя не­одинаково, или оно изменяется в соответствии с условиями внешней среды. Как указывалось выше, все без исключе­ния восточногерманские аисты улетают в юго-восточном направлении, а западногерманские - в юго-западном. Учитывая это, молодых аистов из б. Восточной Пруссии пе­ревезли в Рейнскую область, где их вырастили и выпусти­ли на волю, когда старые птицы уже отлетели. Большая часть молодых аистов придерживалась юго-восточного на­правления (меньшая часть отклонилась на юго-запад) и, перелетев через Альпы, достигла долины р. По. По-видимому, наследственно закрепленное направление переле­та сохраняется и в измененной обстановке, а влияние на­следственности оказывается сильнее влияния ландшафта, если о таковом вообще можно говорить.

В том же 1933/34 г. и позже орнитологическая стан­ция Росситтен перевезла молодых аистов из б. Восточной Пруссии, где они многочисленны, в Центральную и Запад­ную Германию; там их содержали в условиях, по возмож­ности близких к естественным. Это мероприятие проводи­лось для решения следующих вопросов: возможности ак­климатизации аистов, выяснения направления, в котором произойдет отлет, и для проверки «приверженности» птиц к гнездовой территории. При этом были получены резуль­таты, противоречащие данным изложенного выше опыта с аистами. Большинство выращенных в Центральной и За­падной Германии аистов было обнаружено на пролете в юго-западном направлении - во Франции. Можно пред­положить, что, следуя примеру выросших на свободе аистов, они при отлете направились по этому не свойствен­ному для них пути «против воли». Факты возврата этих аистов на родину (Южная Франция) и гнездования на западе (только в одном случае) говорят в пользу пере­селения этих птиц на запад.

Подобный же результат дала попытка выращивания в Финляндии молодых крякв из Англии. Яйца этих птиц вы­сиживались в Финляндии. Вылупившиеся особи акклима­тизировались, полностью восприняли поведение финских крякв, совершали длительные миграции и большей частью возвращались следующей весной на свою но­вую родину.

То же произошло и с сизыми чайками, когда их яйца были привезены из Хиддензе в Росситтен и Силезию. Их высиживали в колониях обыкновенные чайки, которые также вскармливали птенцов. Впоследствии часть этих переселенных птиц вернулась на новую родину и даже гнездилась там.

Таким образом, отношение птиц к перелету далеко не неизменно, и они могут быстро акклиматизироваться в не­известных для них местностях. К этому выводу мы пришли и при ознакомлении с опытами по перевозке европейских птиц за океан. Приспособление к новым условиям суще­ствования может привести даже к неожиданному увеличе­нию численности, расселению и вытеснению местных ви­дов, как это отмечено у скворца в США и домового во­робья во многих частях света.

Противоречащие результаты, полученные при описанных выше опытах с аистами, могут быть объяснены тем, что ни юго-восточное, ни юго-западное направления, оче­видно, наследственно у них не закреплены. Миграции мо­лодых аистов в общем направлены к югу, и лишь в ре­зультате влияния рельефа земной поверхности, экологиче­ских условий и следования молодых птиц за старыми они в дальнейшем летят на восток или на запад (Путциг, 1939).

При описании опытов с переселением аистов мы гово­рили о возможном источнике ошибок, связанных с тем, что чуждые данной местности птицы как бы увлекаются про­летающими стаями местных представителей данного вида. Это затруднение, которое едва ли можно устра­нить, не позволило получить точные результаты и в опыте с переселением птиц, проведенном орнитологиче­ской станцией Рооситтен. В этом опыте 3000 скворцов из Прибалтики были перевезены в Силезию и Саксонию. Большая часть этих птиц, очевидно, под влиянием силезских и саксонских скворцов отлетела на юго-запад, в то время как прибалтийские скворцы обычно мигри­руют преимущественно в западном направлении. Одна­ко они перелетели за северные границы зимовок силезских и саксонских скворцов и достигли своей прежней области распространения (Кретциг и Шюц, 1936).

Объяснение ориентации как результата традиции (следование молодых особей за старыми птицами или совместный перелет стаями) невозможно для птиц, у которых различные по возрасту и полу особи мигрируют отдельными группами, а также для многочисленных ви­дов, совершающих перелеты поодиночке и ночью. Моло­дая кукушка, которую воспитывали приемные родители, принадлежащие к другому виду, совершает перелет одна и тем не менее находит правильное направление к месту зимовки. Жуланы достигают места зимовок также само­стоятельно очень сложными и часто окольными путя­ми. Не менее удивителен перелет молодых новозеланд­ских кукушек Chalcites lucidus , которые значительно позже старых птиц направляются к своим зимовкам на Соломоновых островах и островах Бисмарка, пролетая при этом над восточноавстралийским побережьем, т. е. ле­тят сначала в северо-западном, а затем в северо-восточ­ном направлении. Известно, что некоторые виды (например, пеночки, гренландская каменка, галстушник) осенью отлетают в направлении тех мест, откуда они когда-то вселились в современную гнездовую область. (Об этом уже упоминалось при анализе направлений пе­релетов.) Как находит нужное направление подавляю­щее большинство перелетных птиц - мы не знаем и по­этому вынуждены пользоваться такими абстрактными понятиями, как «чувство направления» и «восприятие географического положения», о которых речь шла выше.

Для исследования этих загадочных для человека способностей птиц пытались использовать данные опы­тов с почтовыми голубями. Как известно, эти птицы на­ходят обратный путь к своей голубятне даже из очень отдаленных местностей. Способность этих птиц находить обратный путь можно развить при помощи дрессировки и тренировки, учебных полетов и тщательного отбора. Возвращение голубей с небольших расстояний можно очень просто объяснить зрительной ориентацией. Но не так легко понять, как голуби находят обратный путь с больших расстояний, превышающих иногда несколько сот километров; это трудно объяснить даже огромной зрительной памятью почтового голубя. Поэтому голубе­воды приписывали птицам особое «чувство ориентации», позволяющее им найти голубятню. В качестве раздра­жителей, воздействующих на это чувство ориентации, они называли самые различные факторы - влияние магнитного поля Земли, электрические волны, космиче­ские лучи, метеорологические условия - или же пред­полагали наличие врожденного чувства направления. Однако все эти доводы были опровергнуты точной про­веркой при помощи физических или биологических ме­тодов исследования (насколько подобная проверка вооб­ще была возможна).

Прошло довольно много времени, прежде чем О. и К. Хейнротам (1941) удалось точно доказать, что спо­собность голубей находить дорогу домой основана ис­ключительно на зрении. С присущей им смелостью в полете птицы долго кружатся над незнакомой местно­стью и ищут до тех пор, пока вновь не попадут в такие места, над которыми они когда-то пролетали. Хорошая память облегчает им ориентацию. Это накопление и запечатление «зрительных восприятий в памяти», сохра­няющиеся в течение очень длительных промежутков времени, определяют поразительные способности голу­бей находить правильный обратный путь.

Таким образом, отпадает предположение о существо­вании врожденного или развившегося в результате об­учения особого чувства направления. Подводя итог сво­им исследованиям, О. и К.Хейнроты отмечают, что осно­ва поведения перелетных птиц совершенно отлична от этого чувства направления у почтовых голубей. До них это различие никогда так ясно не формулировалось. Поэтому его следует особенно подчеркнуть теперь, когда мы переходим к сравнению сведений, полученных при изучении поведения голубей, с соответствующими данны­ми о перелетных птицах (Согласно неопубликованным сообщениям, Крамер получил недавно экспериментальные данные, противоречащие результатам О. и К. Хейнротов и доказывающие возможность развития у поч­товых голубей чувства направления в результате обучения).

Уже давно известно, что поведение птиц в период размножения подобно поведению почтовых голубей, т. е. после насильственного удаления с гнезда они всегда вновь возвращаются к нему даже с большого расстоя­ния. Это свойство впервые использовал Лоос для провер­ки способности птиц к ориентации. В дальнейшем его примеру последовали многие другие орнитологи. Лоос экспериментировал с ласточками и скворцами, Уотсон и Лешли (1915) - с американскими крачками, которые были переброшены на 800-1200 км от своих гнездовий в Мексиканском заливе и, тем не менее, несколько дней спустя вновь возвратились к ним. Подобные результаты были получены Дирксеном (1932) для полярных и пестроносых крачек из района Халлиг Нордероог (из груп­пы Северофризских островов). В это же время братья Штиммельмайр установили, что варакушки и горихвостки-лысушки, увезенные на несколько сот километров от гнез­довых участков, возвращались через 2-3 недели. Вскоре после этогоВодзицкий и Войтусяк (1934) предприняли подобные опыты с деревенскими и городскими ласточ­ками. Одновременно Рюппель приступил к постановке многочисленных опытов, продолжавшихся несколько лет. Существенно новым в этих опытах было большое число подопытных птиц (преимущественно ласточки и скворцы, но также и вертишейки, жуланы, тетеревятни­ки, обыкновенные чайки, серые вороны и лысухи) и за­воз их в самые различные места, в том числе и в направлениях, противоположных нормальному направле­нию перелета данного вида (например, в опытах с жула­нами, которых завозили на север, запад и юго-запад вместо юго-востока). Кроме того, эти опыты производи­лись с птицами, перелет которых в норме происходит ночью; были учтены и другие специальные проблемы, на которых мы остановимся особо. В результате в боль­шинстве случаев было установлено, что птицы находят обратный путь к гнезду; правда, это выражалось в раз­личной степени, но вместе с тем не зависело от каких-либо поддающихся учету внешних факторов, например погоды, времени суток, длительности перевозок или средств транспорта; необходимым условием являлось лишь достаточно хорошее физическое состояние птицы. Из других недавно проведенных опытов по перевозке птиц назовем следующие: опыты Лэка и Локли (1938) и Гриффина (1940) с морскими птицами, из которых один буревестник (Puffinus puffinus ) за 14 дней возвра­тился из Венеции к гнезду, находящемуся в юго-западной Англии. Эта птица, следуя вдоль берегов, покрыла, оче­видно, 6000 км . Из числа Oceanodroma leucorrhoa , гнез­дящихся в Новой Шотландии и выпущенных над откры­тым морем в сотнях километров от суши, обратную до­рогу нашли 75%. Водзицкий, Пухальский и Лихе (1939) перевозили аистов на самолете из Львова в Палестину, находящуюся на пути пролета этого вида. Даже с рас­стояния, составляющего приблизительно 1/4 часть пути их миграции на зимовку, куда они все равно должны были бы лететь через 1-2 месяца, аисты вернулись за 12 дней обратно к гнездам. Шифферли (1942) отметил возвращение в трехдневный срок белобрюхих стрижей, перевезенных из Швейцарии в Лиссабон (1620км ). На­конец, следовало бы упомянуть опыт Гриффина (1943) по изучению ориентации у серебристых чаек и обыкно­венных крачек, хотя его данные о возвращении много­численных перевезенных птиц с большого расстояния (1200 км ) из неизвестных им местностей не представля­ют чего-то принципиально нового.

Мейзе считал основой ориентации прилетающих в гнездовую область перелетных птиц так называемые ки­нестетические ощущения. Согласно его представлениям, в памяти птиц должно фиксироваться направление поле­та, а может быть, даже и все их движения во время осеннего перелета. В таком случае весной птицам при­шлось бы только повторить все движения в обратном направлении, и, таким образом, летя как бы вдоль неви­димой нити, они достигли бы родины. Исходя из этого предположения, можно было бы легко объяснить нахож­дение обратной дороги подопытными птицами даже в тех случаях, когда они были завезены в местность, путь которой противоположен направлению их перелета.

Чтобы исключить возможность всяких возражений, Рюппель при перевозке непрерывно вращал подопытных скворцов, а Клюйвер наркотизировал их, прежде чем отправить в дорогу. Результат был в обоих случаях один и тот же: птицы находили обратный путь так же хоро­шо, как и контрольные. Гриффита (1940) также вращал в дороге некоторых из перевозимых птиц, а других по­мещал на короткое время в сильное магнитное поле. Эти птицы, несмотря на такое воздействие, возвращались на­зад так же уверенно и быстро, как и контрольные.

Мы слишком бы отвлеклись, если бы стали подробно описывать все опыты по перемещению насиживающих птиц. Поэтому мы ограничимся приведенными примера­ми и вытекающими из них выводами. Следует отметить общий для всех видов факт, что во многих случаях пти­цы во время гнездования вновь находят обратную доро­гу к гнездовому участку, даже когда их перевозят в не­известные местности, лежащие вне области их переле­тов. При этом исключается возможность зрительной ориентации, так же как и кинестетического управления полетом.

Так как эти опыты ограничивались периодом гнездования, то невольно возникает предположение, что спо­собность птиц к возвращению находится в тесной связи с инстинктом размножения. Для проверки этого вопро­са Дрост (1938) перевозил многочисленных ястребов-пе­репелятников, пойманных во время осеннего пролета из Скандинавии на острове Гельголанд, в Силезию и уста­новил, что старые птицы направились по «правильному пути» на свои зимовки, т. е. отклонились сильно на за­пад, пока не достигли обычного района пролетов. Молодые перепелятники полетели в обычномнаправле­нии и попали на новые места зимовок, к которым в по­следующие годы приспособились и некоторые старые пе­репелятники. Аналогичные результаты дал знаменитый опыт Рюппеля (1942), в котором 900 серых ворон были перевезены из Росситтена в Фленсбург. И в этом случае произошло переселение птиц в новую гнездовую область, так как после перевозки они придерживались обычного направления перелета (рис. 40).

Чтобы исключить возражения о том, что способность находить обратный путь свойственна только перелетным птицам, Рюппель (1937, 1940) перевез тетеревятников на большое расстояние (600 км ), после чего птицы вер­нулись если и не в самую гнездовую область, то при­мерно в ту же местность. Когда же этих птиц удаляли на небольшие расстояния (до 200 км ), они, как прави­ло, возвращались. Гете (1937) установил, что серебри­стые чайки (которые, будучи кочующими птицами, не улетают в каком-либо определенном направлении от гнездовья) в подавляющем числе случаев находят обрат­ный путь к месту гнездования. Хильпрехт (1935) пере­возил зимой на значительные расстояния многочислен­ных черных дроздов, зябликов, зеленушек, коноплянок и больших синиц из района Магдебурга, где эти виды яв­ляются большей частью оседлыми, и также очень часто наблюдал их возвращение к прежнему месту обитания. В опытах Крейца (1942) перевезенные зеленушки воз­вращались зимой даже с расстояния более 790 км . В 1939 г. Рюппель и Шифферли производили различные испытания с обыкновенными чайками и лысухами, ко­торых они перевозили с их берлинских или, соответ­ственно, швейцарских мест зимовок, после чего птицы вновь к ним возвращались (рис. 41).

Эти данные говорят о том, что способность птиц на­ходить обратный путь не зависит от периода размноже­ния и что зимой их приверженность к местообитанию так же сильна, как и летом. Связана ли эта «верность» с особенностями биологии питания, как склонны считать Рюппель и Шифферли, или же в основе ее лежат более общие причины - неизвестно. Примечательно, однако, что перевозка птиц в период перелетов может привести к смене одной гнездовой территории на другую, так же как одного места зимовки на другое. Это относится прежде всего к молодым птицам, которые в данном слу­чае ведут себя несколько иначе, чем старые. К такому же выводу пришли Рюппель и Шейн (1941) в опытах с молодыми выращенными в неволе скворцами, которые в отличие от птиц, в течение года содержавшихся в клетке, не возвращались на «родину» после перевозки на большие расстояния. Таким образом, можно сделать вывод, что у молодых птиц способность находить обрат­ную дорогу еще не выражена в такой степени, как у старых, и что для ее развития требуется известная сноровка или опыт при перелете, которые невозможно приобрести ни в течение первого года жизни, ни в неволе.

В этой связи приведем некоторые данные относитель­но общей верности птиц родной местности. Кольцевани­ем удалось доказать, что подавляющее большинство пе­релетных птиц возвращается к месту своего рождения. Многочисленные виды птиц занимают даже то же самое гнездо, что и в предыдущем году, или хотя бы то место, где оно находилось. Так поступает, во всяком случае, один из партнеров прежней насиживавшей пары, к ко­торому затем часто вновь присоединяется и второй партнер. В общем можно сказать, что приблизительно в 80% случаев верность родине является правилом, осо­бенно у старых птиц. Молодые птицы чаще расселяются в более широких пределах гнездового ареала и нередко впоследствии вновь сближаются. У форм, живущих ко­лониями, привязанность к месту рождения резко выра­жена уже на первом году жизни. Эти особенности в пове­дении молодых и старых птиц вполне соответствуют тем различиям, которые выявились в опытах по нахождению птицами обратного пути.

Наблюдающаяся в норме привязанность к местности не исключает, однако, возможности «добровольного» пе­реселения в очень отдаленные районы. В таких случаях мы говорим об «абмиграции» («Auswanderung»), кото­рая чаще всего наблюдается у уток. Причина кроется в свойственном этим птицам раннем образовании пар, происходящем еще во время осеннего перелета или на зимовке. Весной одна из птиц следует за своим партне­ром (самец может последовать за самкой, и наоборот) на его родину. При этом возможны переселения из Англии в Германию, Финляндию или СССР и из Ислан­дии в СССР.

Понятие постоянства местообитания включает и при­верженность птиц к одному и тому же месту зимовки. Это удалось установить для многих видов птиц при помощи метода кольцевания. Подобная «верность» может выра­зиться и в том, что одни и те же птицы в течение ряда лет гнездятся не только в одной и той же местности, но даже в одних и тех же определенных местах (водные птицы - у прудов, чайки - в руслах рек, мелкие певчие птицы - у мест кормления и в садах и даже у опреде­ленных окон с кормушками). Сюда же относится и отыскивание птицами одних и тех же мест отдыха, сбор­ных пунктов и т. д.

Вернемся к обсуждению способности птиц находить обратный путь. Опыты с перевозкой птиц дали ясные ре­зультаты только у старых особей, которые в это время высиживали, готовились к высиживанию или уже выве­ли птенцов. Молодые птицы, очевидно, не смогли разо­браться в изменившихся условиях, поэтому их способ­ность к ориентации кажется менее развитой. Отсюда вытекает возможность развития этой способности, хотя мы и не знаем, чем она определяется.

Поэтому попревшему остается загадочным, как птицы впервые находят свои зимовки и обратный путь на ро­дину. Не ясно также, чем руководствуются старые птицы при своих повторных миграциях из гнездовой области и обратно, особенно когда их перевозят в совершенно чуждые им местности в направлении, противоположном нормальному направлению их перелета. При этом не­вольно возникает предположение о существовании «чув­ства географического положения» («Gefuhl fur die geographische Lage»), своего рода компаса, который может быть установлен на определенные направления. Примечательно, что пролетающие птицы сохраняют прежнее направление перелета даже после их перемещения на большие рас­стояния на несколько градусов широты и долготы.

Таким образом, предварительные результаты много­численных экспериментов с перевозкой птиц сводятся к тому, что при отсутствии опыта перелетная птица летит сначала бесцельно, придерживаясь лишь определенного направления, которое свойственно всему виду или всей популяции и всегда передается по наследству. Крамер (1949) поставил опыты с выращенными в неволе жула­нами и черноголовыми славками, перелеты которых про­исходят ночью, и установил, что эти птицы придержи­ваются определенного направления перелета и при отсутствии зрительной ориентации. Правда, направление, избранное указанными особями, не вполне соответство­вало направлению перелетов их видов.

Как уже упоминалось выше и повторно отмечалось при разборе вопроса об ориентации почтовых голубей, для объяснения этой удивительной способности птиц вы­двигали самые разнообразные теории, которые подкупа­ли своей простотой, хотя и не отличались убедительно­стью. На первый взгляд, многие факты как будто под­тверждали их, но ни одна из этих теорий не выдержала более тщательной проверки. Кое-что в них, возможно, правильно, многое, повидимому, заслуживает дальней­шего изучения, но сделанные выводы поспешны и оши­бочны. Мы не беремся здесь оценивать эти теории, а лишь кратко излагаем важнейшие из них.

В связи с опытами по перевозке птиц братья Штиммельмайр установили, что на перелеты птиц, их время и направление влияет изменение положения солнца при перемещении с севера на юг. Это влияние осуществляет­ся будто бы через электрические и магнетические явле­ния в атмосфере. Именно поэтому летом птицы чувству­ют себя хорошо только в гнездовой области, а зимой - только на зимовках, а при насильственном перемещении всегда стремятся возвратиться в условия соответствующе­го положения солнца. Если в период перелета содержать птиц в железных или медных клетках,исключая якобы тем самым действие электрических и магнетических сил, то птицы не проявляют типичного беспокойства, или пе­релетного поведения. Предполагалось, что органом вос­приятия направляющих излучений служит оперение. Однако во многих случаях предположения братьев Штиммельмайр не соответствовали фактам. Кроме того, Бессерер и Дрост (1935) не смогли подтвердить результаты опытов с «отгораживающими» клетками (В более поздних сообщениях А. Штиммельмайра и некоторых его единомышленников о космических и астрономических причинах перелетов птиц не приведено никаких новых фактов, и поэтому эти работы не способствовали обогащению наших знаний).

Предположения о влиянии на птиц электрических волн нередко вызывают беспокойство и озабоченность, особенно в кругах голубеводов, которые нередко объяс­няют неудачи состязаний голубей в полете влиянием мощных радиостанций. В 1921 г. проф. Пфунгст устано­вил, что такие высокочастотные колебания, какими яв­ляются электрические волны, не могут проникнуть в те­ло голубя или другой птицы. Опыт, приобретенный во время второй мировой войны, противоречит этим дан­ным. Дрост и другие авторы (1949), бесспорно, доказа­ли, что сверхкороткие волны, применявшиеся в радар­ных установках, оказывали влияние на пролетающих птиц.

Как уже отмечалось, предположения о том, что пти­цы, возможно, реагируют на действие магнитного поля Земли, впервые были высказаны Миддендорфом в 1855 г. Но за пределами России его данные не были подтвер­ждены. 15 лет назад этим вопросом, основываясь на старой теории Вигье, занимался Штреземан. Вигье предпо­лагал, что птица обладает высокоразвитым магнитным чувством, т. е. способностью определять магнитное на­клонение и склонение. В результате птицы из любого места в состоянии возвратиться к цели прямым путем. Это предположение поддержали в 1923 и 1927 гг. физики Морен и Казамайор. Орган предполагаемого магнитного чувства Вигье искал в полукружных каналах внутренне­го уха. Штреземан обратил внимание на статолиты, на­ходящиеся в улитке, круглом и овальном окошке. Опыты с применением сильных магнитных полей, при которых присутствовал и автор, не дали удовлетворительного ре­зультата. Не был успешным и опыт Водзицкого и др. (1939) с прикреплением намагниченных железных пало­чек к голове подопытных птиц с целью исключения влияния магнитного поля Земли. Данье (1936) не без основания подвергал сомнению теорию Вигье и показал, что магнитное поле Земли, возможно, действует на птиц, но что с его помощью птицы могут определить лишь географическую широту, но не долготу своего местооби­тания. В более поздней работе (1941) он подчеркнул важность содержания подопытных птиц в клетках без железных деталей и высказал мнение о том, что воспри­нимающий раздражение орган находится не во внутрен­нем ухе. В широко разрекламированных сообщениях американских журналов, которые частично нашли отра­жение и в немецкой печати, утверждалось, будто физик Йегли (1948) в Пенсильванском университете после мно­гочисленных опытов с почтовыми голубями, наконец, объяснил их чувство «местности». Согласно его мнению, воздействия от точек пересечения одинаковых магнитных силовых линий с параллелями якобы воспринимаются определенным органом «ориентации» в теле птицы. Пред­полагают, что таким органом являются веерообразные образования, окружающие глаза птицы. Во всех случаях, когда к крыльям птиц прикрепляли небольшие «мешаю­щие» магниты, ориентация нарушалась. Не обсуждая эти сообщения, отметим только, что, согласно данным Хейнрота и бесчисленным известным фактам, ориентацию у голубей можно объяснить и без влияния магнитного поля Земли и что нарушение ориентации при прикреплении к крыльям магнитов, по-видимому, связано с изме­нением нормального состояния подопытных птиц. Такие предположения уже высказывались в отношении опытов с аистами, проведенных Водзицким и др. (1939). Крамер (1948) также отклонил гипотезу Йегли, причем в основ­ном по физическим соображениям. После первоначально положительной оценки со стороны авторитетных физиков она подверглась критике даже в Америке, так что в на­стоящее время объясненияЙегли надо считать, по мень­шей мере, сомнительными.

Таким образом, наши знания о влиянии внешних фак­торов на ориентацию птиц, о специальных органах, вос­принимающих раздражение извне, и о возможностях определения направления перелета при помощи этого «компаса» ничтожны. Неоднократно указывалось, что при разрешении этих вопросов необходимо сотрудничество физиков, анатомов и физиологов с орнитологами, изучаю­щими перелеты птиц. В противном случае можно легко ошибиться, опереться на несостоятельные предпосылки или пойти по ложному пути, который заранее может быть отвергнут специалистом в этой области. В резуль­тате страдают и наука о перелетах птиц, и смежные ис­следования.

Наблюдающееся в последние годы сотрудничество американских физиков и физиологов уже дало опреде­ленные результаты, хотя удовлетворительных данных по­ка не получено.

Закончим наш обзор по изучению ориентации птиц меткими словами Кёлера (1942): «Таким образом, мы пока не видим пути, который приблизил бы нас к разре­шению загадки, поставленной перед физиологией органов чувств фенологическим изучением перелетов птиц. Пока нам остается лишь не очень приятная обязанность от­вергнуть фантастические, надуманные гипотезы и убрать их с дороги как строительный мусор. Для начала будет правильным продолжить критическое изучение перелетов птиц, стараясь при этом накопить по возможности боль­ше данных; эти данные дадут нам возможность судить о том, чего мы можем достигнуть, основываясь только на знакомых нам психических способностях и управляемых ими известных механизмах ориентации. Если при этом окажется (что уже сейчас представляется в какой-то ме­ре вероятным), что одних этих данных недостаточно, то указания к раскрытию этой физиологической загадки «компаса» мы, возможно, найдем при изучении отрица­тельных случаев, т. е. при неудачах. Поэтому в дальней­шем последним следует уделять не меньшее внимание, чем положительным результатам».