Открытие способности птиц ориентироваться по солнцу изумило ученых, но то, что во время ночных пролетов птицы ориентируются по звездам, буквально потрясло их. Это было доказано через несколько лет после открытия Крамера молодыми исследователями из Фрейбургского университета (ФРГ) Францем Зауэром и его женой Элеонорой.
Вскоре после защиты в 1953 году диссертации по зоологии Франц Зауэр заинтересовался проблемами поведения животных, особенно тем, как влияют на их поведение условия окружающей среды. И он продолжает во Фрейбурге работу над второй диссертацией, специализируясь на этот раз в области этологии. Одной из первых проблем, решению которой они с женой отдали много сил и терпения, была проблема общения в мире животных, и в частности проблема обучения пению молодых птиц.
В начале 50-х годов мнения ученых по этому вопросу расходились. Многие считали, что птицы обучаются пению, подражая старшим и более опытным сородичам. Рабочая гипотеза Зауэров сводилась к тому, что птицам не нужно учиться петь, что поют они благодаря врожденной способности, которая не зависит от того, есть ли вокруг них хорошие певцы или нет.
Проверить эту гипотезу Зауэры решили на европейских славках с их очень характерной песней. В соответствии с требованиями эксперимента им приходилось выращивать своих славок в условиях полной изоляции, в звуконепроницаемом помещении, так чтобы в течение всей своей жизни их питомцы не слышали ни одной птичьей песни.
Как будут вести себя эти изолированные от мира птицы, когда они вырастут и будут готовы обзавестись семьей? Запоет ли взрослый самец свою песню, которая объявит всем, что он занял определенную территорию и готов создать семью? И запоет ли он вообще?
Результатов своего эксперимента Зауэрам пришлось ждать долго. Наконец, в один прекрасный день исследователи возликовали - их тяжкие труды не пропали даром. Птица запела!
Она пела, хотя никогда за всю свою жизнь не слышала пения. Потом запел еще один выращенный в полной изоляции самец, потом другой, третий. Хотя это пение и нельзя было назвать совершенным, но в нем ясно проступала мелодия, которую славки обычно поют в это время года. Итак, гипотеза была подтверждена экспериментом.
Изучение миграций птиц позволило установить один очень важный факт: многие птицы ежегодно совершают перелеты за сотни и тысячи километров по определенному, только им свойственному маршруту. Сбившиеся с пути или искусственно удаленные от пролетных путей птицы находят дорогу к местам, через которые проходит их миграция, и продолжают перелет по своему обычному маршруту.
Эксперименты Крамера положили начало изучению способов ориентации птиц. Было обнаружено, что днем птицы ориентируются, сопоставляя положение солнца со временем, которое показывают их внутренние часы. Однако многие птицы мигрируют ночью. Европейские славки, с которыми экспериментировали Зауэры, принадлежали именно к таким видам. Если птицы ориентируются днем по солнцу (а Зауэры обнаружили, что и славки могут это делать), то почему бы им ночью не ориентироваться по звездам?
Так начались продолжительные и напряженные исследования, ставящие перед собой цель - выяснить, как славки ориентируются в полете. Повсюду в Европе эти мелкие певчие птицы весной выводят птенцов и в течение лета благополучно кормятся днем на кустах бузины и ежевики. Но в одну из августовских ночей вся местная популяция данного вида исчезает: начинается осенний перелет. На следующее утро новая группа прибывает из более северного района, с тем чтобы через несколько дней отбыть в южном направлении. Сначала полностью исчезают садовые славки, затем серые, за ними следуют славки-завирушки и наконец славки-черноголовки.
Мелкие птицы, отличающиеся более интенсивным обменом веществ, расходуют свои запасы энергии в полете быстрее, чем крупные. Поэтому они вынуждены так же быстро и эффективно возобновлять их, а это легче всего сделать днем. Кроме того, ночью меньше отвлекающих факторов и птицам легче преодолевать большие расстояния.
Куда же отправляются славки на зиму? Метод кольцевания птиц позволил ответить на этот вопрос. Обычно славки улетают в различные районы Африки. Например, славка-завирушка зимует в центральной части Африки, между 10° и 50° восточной долготы. Славки, летящие из Скандинавии в Южную Африку, проделывают треть кругосветного путешествия. Весной их опять охватывает перелетное беспокойство, какое-то внутреннее чувство смены времени года заставляет их готовиться к обратному перелету на север.
«Самое замечательное, - пишет Зауэр, - заключается в том, что каждая птица сама находит путь к месту назначения! Славки не следуют за вожаком и не путешествуют группой. Они летят в одиночку. И молодые птицы, впервые проделывающие свой перелет, добираются до цели столь же уверенно, как и их опытные сородичи. Каким-то образом, чисто инстинктивно, славки прокладывают нужный курс».
Мы уже знаем о совершенно поразительных примерах перелетов, которые демонстрируют полярная крачка и новозеландская бронзовая кукушка.
Что же тогда удивительного в способности птиц возвращаться к своему «дому»! В. Рюппель увозил скворцов от их гнезд в окрестностях Берлина в самых различных направлениях на расстояние до двух тысяч километров. После того как их выпускали, скворцы находили дорогу домой! Дж. Мэтьюз переправил обыкновенного буревестника на самолете с западного побережья Англии в Бостон и там выпустил его. А спустя 12 дней буревестник был найден у своего гнезда! Он летел домой через Атлантический океан, преодолевая по четыреста километров в день.
Рис. 40. Схема планетария и экспериментальной клетки. ? и? - углы, определяющие поле зрения птицы с двух концов жердочки; направление, в котором повернута голова птицы, считалось направлением полета.
Этим невероятным подвигам предлагались самые разные объяснения: и то, что птицы могут чувствовать изменения теплового излучения или магнитного поля Земли, и то, что они способны улавливать изменения сил Кориолиса. Но рано или поздно все эти объяснения отвергались.
Тогда почему же не принять в качестве рабочей гипотезы предположение о существовании у птиц своего рода инстинктивной способности к навигации, возможно, даже похожей на применение человеком компаса, секстанта и хронометра?
В своих первых экспериментах Зауэры использовали круглую клетку со стеклянным верхом, так что славки могли видеть лишь круглый участок неба, находящийся под углом зрения примерно 70°, но не видели никаких наземных ориентиров. Способом, очень похожим на тот, который использовал Крамер в опытах со скворцами, Зауэры наблюдали за поведением славок в период их перелетного беспокойства.
Направления, выбиравшиеся птицами, всегда были очень характерными для определенного вида. Садовые и серые славки, а также славки-черноголовки осенью стремились на юго-запад. Именно в этом направлении они и совершают свои осенние перелеты: от Фрейбурга на юго-запад к Испании, далее к Гибралтару и через пролив в Африку.
А славки-завирушки летят из Фрейбурга на юго-восток через Балканы, а затем поворачивают на юг к долине Нила. В своих клетках они бились также в юго-восточном направлении. Причем не имело значения, была ли данная птица опытным навигатором, которого Зауэры изловили в кустарниках Фрейбурга, или она выросла в изолированной камере их птичника.
Приближая условия опытов к естественным, Зауэры обнаружили, что при ясном звездном небе славки иногда изменяли направление, привлеченные светом метеоров, зарниц или Луны. Если на небо набегали облака, движения птиц становились неуверенными, но, пока они могли видеть сквозь пелену облаков наиболее яркие из звезд, они продолжали указывать верное направление. Когда же облачность становилась настолько плотной, что звезды уже не были видны, птицы, беспомощно попорхав некоторое время, устраивались на ночлег. Подобная дезориентация наблюдалась и в тех случаях, когда эксперименты проводились в закрытом помещении, освещенном рассеянным или поляризованным светом.
На настоящем ночном небе Зауэры, естественно, не могли менять положение звезд по собственному желанию. Но это легко сделать в планетарии, и если славки будут принимать искусственное звездное небо за настоящее, их можно будет «перемещать» в любое место земного шара, не вывозя из Фрейбурга.
Вскоре Зауэры получили возможность воспользоваться цейссовским планетарием, с куполом, имевшим в диаметре шесть метров. Внутри планетария они поставили клетку с птицей и, как и раньше, вели наблюдения за направлением ее поворотов.
В типичном эксперименте, когда купол планетария освещался равномерно рассеянным светом, птица поворачивалась во все стороны, указывая случайные направления (рис. 41, А). Когда славке-черноголовке показали имитацию весеннего неба, она повернулась на северо-восток точно так же, как это бывает в естественных условиях (рис. 41, Б). Под осенним небом она повернулась на юго-запад, в сторону Испании (рис. 41, В). И наконец, славка-завирушка, как и ожидали, указала на юго-восток, на Балканы (рис. 41, Г ).
Рис. 41. Ориентация птиц под искусственным звездным небом. Сплошная линия (С) показывает истинное направление на север, а пунктирная (С1) - направление на «север» в планетарии.
Но главным участником экспериментов в планетарии Зауэры сделали одну славку-завирушку. Осенью птицы этого вида, как уже говорилось, летят в двух последовательных направлениях: сначала из Центральной Европы на юго-восток через Балканы, а затем в южном направлении к верховьям Нила. Поэтому славка-завирушка представляла собой идеальный объект для экспериментов в планетарии, где можно было создать звездное небо, соответствующее широте и долготе любого места.
Завирушка, которую Зауэры использовали в этих экспериментах, была выращена ими из яйца. Она никогда не покидала клетки и, уж конечно, не летала в Африку. Поэтому ее поведение должно было быть абсолютно свободным от каких-либо влияний предшествующего опыта.
Зауэры поместили эту славку-завирушку в планетарий и установили картину неба, соответствующую 48° северной широты, то есть широте Фрейбурга. В подтверждение своих предыдущих наблюдений за другими птицами этого вида под открытым небом Зауэры увидели, что завирушка повернулась в юго-восточном направлении.
Рис. 42. Схема осенней миграции славок-завирушек, основанная на результатах экспериментов в планетарии. Большие стрелки соответствуют преимущественным направлениям естественного перелета, маленькие стрелки представляют собой направления, выбранные птицами в планетарии: заштрихованная зона примерно указывает известную зону зимовок.
Затем они стали менять положение звезд на небосводе планетария, чтобы у славки создалось впечатление ее постепенного перемещения все дальше и дальше к югу. Птица продолжала придерживаться юго-восточного направления, пока не «достигла» 40° северной широты. Теперь она начала менять курс на юго-юго-восток и приблизительно на широте 15° «полетела» прямо на юг. Птица, никогда не покидавшая своей клетки, указала направление, необходимое для перелета из Фрейбурга к верховьям Нила!
Представить себе, каким образом птица определяет широту своего местоположения, по-видимому, нетрудно. Штурман для этого измеряет высоту над горизонтом или направление на какую-то определенную звезду, например Полярную. Вполне вероятно, что и птица определяет широту своего местоположения аналогичным образом.
А как же насчет долготы? Если широту умели определять по положению солнца или звезд над горизонтом еще древние греки, то хронометр, пригодный для определения долготы, появился только в 1761 году. Штурман находит свою долготу сравнением местного времени, определяемого, например, по восходу солнца, с показаниями хронометра, поставленного по гринвичскому времени.
У птицы есть точные внутренние часы, но эти часы в отличие от хронометра обычно показывают местное время, соответствующее пункту ее пребывания. Естествен вопрос, как же птица по звездам узнает долготу своего местоположения?
Чтобы выяснить это, Зауэры поворачивали созвездия вокруг Полярной звезды в соответствии с видом ночного неба на разных долготах, и следовательно, в разных временных поясах, и наблюдали направление полета, избираемое различными видами славок.
Результаты этих экспериментов резко отличались от тех четких данных, которые Зауэры получили, изменяя картины неба, соответствующие разным широтам. На изменения долготы птицы реагировали очень неуверенно, и их поведение трудно было объяснить. Поскольку правильное направление к дому определила всего одна славка, результаты Зауэров посчитали малоубедительными.
В 1965 году К. Гоффман, известный специалист по поведению птиц, писал: «Чтобы выяснить состояние проблемы и более четко понять роль внутренних часов, необходимо, по-видимому, провести более разносторонние эксперименты в условиях планетария, включая и эксперименты с птицами, внутренние часы которых были бы (искусственно) переведены. Насколько мне известно, такие эксперименты не проводились».
До тех пор, пока биологи не выяснят, могут ли птицы воспринимать географическую долготу своего местоположения (и если могут, то как они пользуются этим для определения направления полета), наше понимание этого вопроса будет оставаться на уровне 1960 года.
С сегодняшнего дня, дня Герасима Грачевика, в России ждут перелетных птиц. Совершая дальние перелеты, они возвращаются из теплых стран. Как они ориентируются? Почему летят клином? Чем питаются? Мы решили ответить на эти и другие "птичьи" вопросы.
Как проложить маршрут
Как не ошибиться с маршрутом? Ведь ошибка будет стоит жизни! Но для крылатых путешественников это вовсе не проблема: маршруты давно определены и остаются неизменными из года в год. Куда держать курс, молодое поколение узнает от старших товарищей. Но как быть, если в стае остался один неопытный молодняк? Как узнать дорогу, не имея карты и gps-навигатора? Оказывается, такой навигатор есть у каждой птицы, это врожденный инстинкт, который и ведет птиц в верном направлении. Это подтверждают случаи, когда свой первый полет молодые особи совершали абсолютно самостоятельно.
Ветер, ветер, ты могуч!
Погодные условия, безусловно, влияют на ход миграции. В теплую погоду птицы летят дольше, и поток прилетающих птиц резко увеличивается. А если вдруг наступает сильное похолодание, птицы и вовсе могут развернуться обратно на юг. Во время осеннего перелета похолодание способствует более быстрому отлету. Утки могут двигаться на юг без остановки, покрывая большие расстояния -150-200 км. Ветер может мешать перелету, и, наоборот, способствовать. Чайки, летающие довольно медленно, летят в штиль или с попутным ветром. Естественно, при наличии такого помощника перелет происходит интенсивнее.
По порядку рассчитайсь!
Многие птицы летят клином, как, например, журавли и гуси. Некоторые считают, что клином летят птицы для того, чтобы рассекать воздух подобно тому, как нос корабля рассекает волны. Но это не так. Смысл клинообразного строя, впрочем, как и любого другого (шеренгой, дугой, косой линией), заключается в том, чтобы птицы не попадали в вихреобразные потоки воздуха, создаваемые движениями крыльев соседей. За счет того, что впереди летящие птицы взмахивают крыльями, создается дополнительная подъемная сила для тех, кто летит сзади. Гуси таким образом экономят до 20% энергии. При этом, на птицу, летящую впереди, возлагается большая ответственность: она является проводником и направляющим для всей стаи. Это тяжелая работа: органы чувств и нервная система находятся в постоянном напряжении. Поэтому ведущая птица быстрее устает и ее вскоре подменяет другая.
Перелет перелетом, а обед по расписанию!
Во время перелета стае не всегда удастся полноценно питаться - возможности для добычи пищи очень ограничены. Откуда взять силы для такой тяжелой работы? Собираясь в долгий путь, мы, как правило, заранее думаем о своем питании. Вот и птицы предпочитают хорошо подкрепиться на дорожку: готовясь к перелету, они кушают очень плотно для того, чтобы накопить побольше жировых запасов для долгого перелета.
Отдыху время, а перелету час
Перелет – дело трудное, и запас энергии быстро иссякает, поэтому птахам очень важно восстанавливать силы. Некоторые виды птиц летят практически без отдыха: вальдшнеп, например, за одну ночь покрывает расстояние до 500 км без остановок. Другие же не могут похвастаться такой выносливостью и делают много остановок. Как правило, и скорость у этих птиц небольшая. Они устраивают себе отдых у водоемов, где могут восстановить силы, подкрепиться и утолить жажду. На это уходит большое количество времени, а на перелет в день в среднем приходится около часа.
Блуждая в потемках
Многие птицы совершают перелет в ночное время. Перепела, лысухи и вальдшнепы, например, летят только в темное время суток. Причем, ночью совершают перелеты не только птицы, ведущие ночной образ жизни: дикие гуси, гагары и многие виды уток продолжают свой путь в любое время суток. А как же летят в ночных условиях птички, привыкшие к дневному свету? Дело в том, что птицы умеют ориентироваться по звездам, солнцу и очертаниям ландшафта. Также они легко определяют свое местоположение по магнитному полю Земли, поэтому могут передвигаться в условиях очень плохой и даже нулевой видимости.
Для птицы хорошо ориентироваться в пространстве — это прежде всего иметь надежную информацию об окружающей обстановке. Ведь изменения ее 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 три ее компонента (ориентир-раздражитель, воспринимающий аппарат, ответная реакция).
Несмотря на то что в процессе эволюции все эти компоненты складываются в определенную сбалансированную систему, далеко не все ориентиры воспринимаются, так как «пропускная способность» органов чувств весьма ограничена.
Так, птицы воспринимают звуки частотой до 29 000 гц, тогда как летучие мыши до 150 ООО гц, а насекомые еще выше — до 250 ООО гц. Хотя с физической точки зрения слуховой аппарат птицы в воздухе и весьма совершенен, в воде он отказывает, и звуковая волна идет к слуховой клетке длинным и «неудобным» путем— через все 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, ее размеры, ее местоположение. Слух для них вполне заменяет зрение, тем более, что возможности последнего еще более ограничены: просматриваемое пространство, например, для пустельги и сипухи составляет 160°, для голубей и воробьиных — около 300°, у дятлов —. до 200° и т. д.
А угол бинокулярного зрения, т. е. зрения двумя глазами, позволяющее особенно точно рассмотреть предмет, составляет у большинства птиц 30—40° и только у сов с их характерным «лицом» — до 60°. Еще меньше возможностей для обоняния у птиц — направление ветра, густые заросли и пр. помехи сильно затрудняют ориентацию по запахам. Даже грифы урубу, спускающиеся к падали с огромной высоты, руководствуясь тонкой струйкой поднявшегося к верху 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 не всегда, не во всех случаях. Птицы, безусловно, воспринимают изменения давления, но как тонко и может ли барический градиент 2 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 недостаточные индивидуальные возможности подправляются 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 предупреждающий крик или взлет одной особи переполошит всех остальных.
Различные крики, позы, яркие пятна в окраске обеспечивают совместное поведение птиц в стае, связь между ними. Создается как бы групповая, вторичная ориентация, где возможности ориентироваться, индивидуальный опыт одной птицы значительно возрастают за счет других. Здесь уже необязательно видеть самого хищника, достаточно слышать предупреждающий крик соседа. Конечно, сосед кричит вовсе не потому, что «хочет» предупредить других: у него это естественная реакция на врага, но остальные птицы воспринимают этот крик именно как сигнал об опасности.
Дело еще более усложняется и возможности одной особи еще более возрастают, когда связь устанавливается между птицами разных видов внутри сообщества. Например, крик мелкой птицы «на сову» собирает в лесу весьма разнообразное общество: синиц, славок, поползней, зябликов, ворон, соек, 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, например при приближении крупного хищника или человека воспринимается не только самыми разными птицами, но и млекопитающими. Здесь групповая ориентация идет еще дальше.
Зрение, слух и обоняние являются теми основными «кирпичиками», из которых складывается общее здание пространственной ориентации. 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 две линии, идущие под углом в 29°, тогда как для человека этот угол должен быть не мене 50°.
Птицы обладают цветным зрением. Можно, например, научить цыплят клевать красные зерна и не клевать голубые или бегать в направлении красного экрана и не подбегать к голубому и т. д. 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 как сигнал при общении.
Наконец, можно добавить, что недавними опытами польских исследователей, кажется, подтвердилась способность птиц воспринимать инфракрасную часть спектра и, следовательно, видеть в темноте. Если это так, то станет понятной загадочная пока 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 глаза. Прежде всего птицы обладают относительно огромными глазными яблоками, составляющими у сов и соколов, например, около Vso веса тела, у дятла г/бб» у сороки 1/?2. Глаз птицы имеет большое количество чувствующих клеток- колбочек, необходимых для острого зрения, снабженных красными, оранжевыми, зелеными или голубыми масляными шариками.
Полагают, что масляные шарики дают возможность птице различать цвета. Другой особенностью глаза птицы является быстрая и точная его настройка — аккомодация. Это осуществляется изменением кривизны хрусталика и роговицы. Быстрая аккомодация позволяет, например, соколу, бьющему с большой высоты по утиной стайке, отчетливо видеть птицу и правильно оценивать расстояние в любой момент своего броска. У степных птиц в сетчатке глаза имеется особая полоска чувствующих клеток, позволяющая особенно отчетливо и на большом расстоянии рассматривать горизонт и удаленные предметы. Глаза бакланов, чистиковых, уток, гагар, охотящихся за рыбой под водой, имеют специальные приспособления, обеспечивающие подводное зрение.
Обоняние птиц до сих пор остается мало исследованным и весьма загадочным. Длительное время считали, что птицы обладают плохим обонянием. однако новые эксперименты говорят обратное. Певчие птицы, утки, некоторые куриные различают запахи, например, гвоздичного и розового масла, амилацетата, бензальдегида. Уткй находилц коробку с пищей по особому запаху и с расстояния в 1,5 метра направлялись прямо к ней. Хорошим обонянием обладают грифы урубу, некоторые козодои, буревестники, чайки.
Альбатросы собираются на брошенное в воду сало с расстояния в радиусе десятков километров. Охотникам известны случаи, когда вороны находили закопанные в снег куски мяса. Кедровки и кукши довольно точно отыскивают в вольере пахучие куски пищи, запрятанные в подстилке, руководствуясь, видимо, также исключительно обонянием.
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.
Большое количество нервных окончаний в виде осязательных телец располагается в коже птиц, в оснований перьев, в костях конечностей. С их помощью птица может определять, например, давление воздушной струй, силу ветра, температуру и т. д. Эти нервные окончания очень разнообразны по строению и функциям, и есть мнение, что именно среди них следует искать неизвестные пока органы восприятия электрических, магнитных полей и т. д.
Большое количество осязательных телец располагается на кончике клюва бекаса, вальдшнепа и других куликов, 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 вычленяют только некоторые качества предметов. При этом пространство, в котором располагаются эти ориентиры, анализируется также не безгранично. Отдельные ориентиры воспринимаются на больших дистанциях и имеют максимальную «дальнобойность», как, например, звук, другие действуют в непосредственной близости, при контакте, как, например, 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 биологически 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, допустим зрения, слуха или обоняния, бывает недостаточно, поэтому несколько органов чувств действуют вместе. Происходит налегание сфер.
У степных птиц в сетчатке глаза имеется особая полоска чувствующих клеток, позволяющая особенно отчетливо видеть на большом расстоянии.
Так, у сов и луней, существование которых зависит от того, как точно они определят местоположение мыши, а действие часто происходит в густых зарослях или при ограниченной видимости поля зрения и слуха имеют общую, переднюю направленность. Образующееся в результате переднего сокращення глаз и ушей «лицо» представляет собой очень характерный признак и 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 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 гнездовья искусственно удаленных птиц), ориентация при сезонных перелетах, прогнозирование погоды, счет и т. д.
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 на поле воронам и при этом для маскировки опустились в овражек, то птицы будут ждать вас у другого конца овражка, там, где вы должны очутиться, сохраняя первоначальное направление движения. Точно так же поступит гусиная стая или журавли, наблюдающие за подкрадывающейся к ним лисой.
Однако оценка направления движения ориентира, отчасти экстраполяция его, не менее важна в сложных формах ориентации, нежели способность к количественной оценке ориентиров.
В опытах удавалось научить кур клевать любое зерно по выбору — второе, третье и т. д., голубей — отличать различные комбинации зерен. Сороки и вороны хорошо различают разные наборы предметов, например, число людей, животных. Птицы, например, 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 пр.
Эти способности играют особенно большую роль при астронавигации птиц — использовании в качестве ориентиров небесных светил.
Славок помещали в планетарий и следили за направлением их полета при различном положении звездного неба. Так удалось доказать, что общая картина звездного неба может использоваться как ориентир при сезонных перелетах. Нетрудно представить себе те сложности, которые при атом возникают перед птицей: необходимость экстраполировать движение звезд, точно, до 15—20 минут, Хорошим обонянием обладают чайки; клуша.
Несколько проще с этой точки зрения ориентация в светлое время суток, по солнцу. Но здесь, перед птицей возникает необходимость оценивать угловое смещение солнца и иметь весьма точные «внутренние часы». Это все же проще, чем использование такого ориентира, как звезды, и быть может поэтому эта точка зрения имеет большее число приверженцев и менее спорна. Имеются попытки объяснить с помощью солнечной ориентации ночные.перелеты птиц: в ночное время птицы летят по тому направлению, которое они избрали днем при свете солнца.
Помимо этих общих «универсальных» ориентиров, большое значение могут иметь другие, местные. Там, где дуют постоянные ветры, птицы могут использовать направление ветра. Направление горных цепей, русла рек, морские побережья,- даже гребни волн могут также играть роль таких ориентиров.
Несмотря на двухвековую историю изучения перелетов птиц, вопрос далеко не ясен и в наши дни. Потерпели неудачу.попытки объяснить ориентацию при перелетах исключительно одним ориентиром: кориолисовыми силами. возникающими от вращения земли, магнитными или электрическими полями и т. д. Экспериментальная проверка их показала противоречивые результаты, видимо, из-за того, что при перелетах используется комплекс ориентиров, а не один, ориентир. В сущности бесполезными оказались и поиски «органа ориентации».
В окончательной оценке ситуации решающее значение имеет мозг, и разгадка «механизма» ориентации при перелетах кроется в изучении мозговой деятельности птиц.
Совершенно особую, не менее интересную, категорию явлений составляет «хоминг» — возвращение к «дому» искусственно удаленных птиц. Сорокалетней давности опыты с крачками показали, что, удаленные на 1200 километров от гнездовий, они через несколько дней возвращаются назад. Ласточки, скворцы, жуланы, вертишейки и другие птицы также обнаружили эту способность. Буревестник за 14 дней возвратился из Венеции, куда он был завезен, к своему гнезду в Шотландии, покрыв 6000 километров. Белобрюхий стриж вернулся из Лиссабона в Швейцарию в трехдневный срок.
Механизмы хоминга в настоящее время также неясны. Пока что мы можем сказать, что при этом, видимо, в большей степени используются местные ориентиры, причем, вероятно, целый их комплекс. Особенно большое значение имеют экстраполяция и способность к количественной оценке явлений, внутренние часы и такое важное свойство деятельности мозга, как память.
«Пространственная ориентация птиц — вопрос чрезвычайно интересный на всех уровнях ориентации, от простейших до наиболее сложных. Он приобретает большое значение сейчас в свярзи с бионикой и проблемой управления поведением животных.
Бионику интересуют средства и пути зрительной, слуховой и других видов ориентации, работа вспомогательных структур, обесточивающих лучший прием и обработку сигнала, оценка конечной информации в мозговых центрах. Птицы особенно привлекают биоников из-за миниатюрности, высокой надежности и производительности, широкого спектра действия, экономичности и других качеств их органов чувств, на много превосходящих все то, чем располагает современная техника.
Создавая искусственные ориентиры, человек вызывает у животных в природных условиях необходимые ему двигательные реакции. В одних случаях таким путем удается привлечь множество животных на ограниченную территорию, в других, напротив, рассеять, отпугнуть их от тех мест, где они нежелательны.
В настоящее время идут энергичные поиски таких средств управления поведением животных и, в частности, птиц. Уже найдены акустические, оптические и обонятельные ориентиры, часть из которых используется в практике. Охотничий промысел и рыбное хозяйство, борьба с вредными насекомыми, защита человека от кровососов — вот далеко не полный список отраслей, где они могут быть использованными. Наконец, это открывает возможности разумного, рационального регулирования численности природных популяций.
Книга посвящена одной из самых интересных и загадочных проблем орнитологии - проблеме верности перелетных птиц родине и дому. Чувство «верности дому» присуще самым разным животным - от насекомых до приматов, включая человека. Это чувство имеет инстинктивную основу и проявляется у особи в стремлении вернуться домой - в знакомое ей место после временного отсутствия. Для перелетных птиц «домой» может означать место рождения, гнездования, зимовки.
Для читателей, интересующихся проблемами биологии и орнитологии, а также для любителей природы.
Книга:
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Во время миграции птицы преодолевают огромные расстояния, чтобы попасть в район зимовки или гнездования, часто расположенные на другом материке. Как птицам удается в сложнейших условиях, когда их постоянно сносит с курса ветром, ночью, нередко при полной облачности, когда не видно ни звезд, ни земли, находить правильную дорогу, трудно представить. Но они находят ее, даже будучи молодыми и неопытными. Вначале думали, что молодые летят со взрослыми птицами, которые указывают им путь. В качестве примера «семейных» перелетов обычно приводили стаи лебедей, гусей или аистов, состоящие из родителей и детей, которые нередко держатся вместе не только во время осенней миграции, но и на зимовке вплоть до гнездового сезона. Потребовались специальные эксперименты по задержанию молодых птиц в районе гнездования, чтобы доказать, что молодые способны самостоятельно находить правильную дорогу к зимовке. Такие опыты провел Э. Шюц с белыми аистами. Он отловил молодых аистов из восточной популяции, из которой птицы обычно летят зимовать в Африку в юго-восточном направлении, огибая Средиземное море с востока, и выпустил их, после того как взрослые птицы улетели, в западной части Германии, откуда аисты летят юго-западным путем. Как показали находки окольцованных аистов, в тот же год молодые полетели своим юго-восточным путем, который для них является врожденным.
Рис. 33. Результаты эксперимента по завозу молодых и взрослых обыкновенных скворцов с трассы осенней миграции из Голландии в Швейцарию.
Светлые кружки - места находок взрослых птиц после выпуска, темные кружки - места находок молодых птиц.
Тонкие стрелки указывают направление завоза птиц; светлая и темная стрелки - направление перемещения взрослых и молодых птиц после выпуска на свободу.
Позже А. Пердек в конце 50-х годов перевез около 15 тыс. скворцов во время осенней миграции из Голландии в Швейцарию и Испанию. В первом эксперименте он выпустил в трех местах Швейцарии (в 750 км. к юго-востоку от места поимки) 11 тыс. скворцов. В тот же год было получено 354 возврата, 131 из них с расстояний более 50 км. от места выпуска. Эти находки смещенных скворцов показали, что молодые птицы, которые впервые совершали миграцию, продолжали лететь после выпуска в стандартном для европейских популяций этого вида направлении - на запад и юго-запад (рис. 33). В результате они зазимовали в необычном для них районе (в Южной Франции и Испании). Возвраты в последующие годы показали, что птицы возвращались в эти районы и в дальнейшем. Взрослые птицы показали после выпуска двойное распределение: одна группа продолжала лететь как и молодые птицы, но другая дала возвраты из характерных для них районов зимовки (Англии и северной Франции). Третья группа (19 особей) дала возвраты из северных районов, с традиционной трассы миграции скворцов. В следующем эксперименте 3600 скворцов, отловленных осенью в Голландии, перевезли в Барселону (Испанию). Вновь молодые птицы продолжали мигрировать в компасном юго-западном направлении, а взрослые сместились в сторону зимовки.
На основании этих данных Пердек пришел к выводу, что молодые птицы в свою первую миграцию придерживаются врожденного направления, а взрослые осуществляют навигацию в то место, где они уже зимовали прежде. Исходя из этого предположения было интересно выяснить, как поведут себя после смещения первогодки весной, поскольку они уже должны были знать, как и взрослые, где находится их гнездовой район.
Пердек провел такой опыт. Около 3 тыс. молодых скворцов, пойманных в Голландии, в феврале и марте он выпустил в Швейцарии. В тот же год часть птиц была обнаружена в районе их гнездования, как и следовало ожидать. Однако часть птиц осталась гнездиться в районе выпуска, некоторые из этих птиц вернулись сюда для гнездования и в последующие годы. Это говорит о том, что в некоторых случаях первичная информация о гнездовом районе, полученная птицей в ювенильном возрасте, может быть «заблокирована» другой, более поздней информацией о новом месте гнездования. Как все же находят район зимовки молодые птицы при первой миграции? Выдвигались разные предположения: 1) что птицы имеют врожденное знание местоположения зимовки, 2) что они летят в направлении зимовок, пока не израсходуют всю энергию, «предназначенную» для миграции, 3) что они руководствуются изменением соотношения длины дня и ночи (фотопериодом) и биологическими часами для своевременного окончания миграции и даже 4) что они используют температурный градиент, т. е. летят в направлении повышения температуры осенью. Ни одно из этих предположений не было подтверждено в экспериментах. В настоящее время наиболее доказанной является гипотеза «эндогенного временного контроля» миграции, выдвинутая П. Гвиннером и Э. Бертольдом. Согласно этой гипотезе, продолжительность миграции у птиц, так же как и направленность, является врожденной, т. е. при первой миграции птица летит строго определенное время, выдерживая стандартное направление, в результате чего попадает в тот район, где расположена зимовка вида, даже если она находится на другом континенте. Кажется невероятным, что таким способом можно попасть, например, из Сибири в небольшую область в Африке, но тем не менее это пока единственный из способов, который имеет экспериментальное подтверждение. В многочисленных экспериментах по проверке длительности миграционного беспокойства в клеточных условиях у выращенных в неволе птиц разных видов и популяций были получены доказательства, что уровень и продолжительность миграционной активности врожденны и является специфичной для вида, популяции и даже для разных особей из одной популяции.
Недавно Г. Бибахом было показано в опытах по гибридизации мигрирующих и оседлых особей у зарянки, что в группе потомков от родителей-мигрантов родилось больше особей с миграционной активностью (89 %), чем в группе потомков от оседлых родителей (53 %). Аналогичные данные были получены и по славке-черноголовке. Таким образом было установлено, что даже явление частичном миграции в популяции контролируется генетически.
Сравнивая продолжительность миграционного состояния осенью у молодых и взрослых зябликов и обыкновенных чечевиц в лабораторных условиях, я обнаружил, что у молодых особей снижение жировых запасов и миграционной активности происходит в строго определенные сроки, когда закапчивается миграция у этих видов в природе, в то время как у взрослых особей окончание миграционного состояния в неволе затягивается примерно на 10–14 сут. (рис. 34). Это связано с тем, что у молодых птиц первое миграционное состояние контролируется только врожденной эндогенной программой, поэтому и в неволе заканчивается вовремя. Взрослой же птице для окончательного прекращения миграции необходимо получить информацию, что она достигла своего места зимовки. В клеточных условиях она этой информации получить естественно не может. Весной же окончание миграционного состояния у зяблика затягивается как у взрослых, так и первогодков, если они задержаны на трассе миграции, но вовремя завершается, как показали М. Е. Шумаков и Н. В. Виноградова, если птиц содержать в их гнездовом районе.
Рис. 34. Сроки окончания миграционного состояния у молодых (1) и взрослых (2) обыкновенных чечевиц (А) и зябликов (Б) задержанных во время осенней миграции на Куршской косе.
Позже Е. Кеттерсон и В. Нолан, регистрируя осенью интенсивность ночной миграционной активности и жироотложения у трех групп юнко в штате Индиана (США), в пределах зимовочного ареала этого вида обнаружили, что в группе, состоявшей из птиц, которые рже здесь зимовали в прошлые годы, жироотложение и ночная активность были достоверно ниже, чем в двух других группах, куда входили птицы, доставленные в район исследования из Канады, из мест гнездования. В весенних же опытах по этим показателям у всех трех групп не было заметных расхождений. Авторы пришли к выводу, что нахождение птиц на знакомых зимовках перед началом осенней миграции может подавлять развитие миграционного состояния.
В другом эксперименте исследователи анализировали факторы, определяющие окончание весенней миграции у ранее размножавшихся индиговых овсянок. С этой целью они отловили в гнездовой период 46 взрослых самцов, из них 22 на их индивидуальных территориях. До окончания послебрачной линьки птиц держали в открытой вольере непосредственно в районе поимки, после чего перевели их в закрытый авиарий, где автоматически поддерживался фотопериод, соответствующий районам миграции и зимовки данного вида. Перед началом весенней миграции 22 самца, пойманные на индивидуальных территориях, были разбиты на две равные группы. Одну группу (экспериментальная) птиц выпустили непосредственно на их прошлогодних гнездовых участках, другую (контрольная) перевезли и выпустили на следующий день в 1000 км. к югу от района исследования. Остальных 24 самца посадили в клетки (где регистрировалась двигательная активность птиц), расположенные в павильоне с естественным фотопериодом, но исключающими обзор окружающей местности. Сам павильон находился непосредственно в районе, где птицы были пойманы во время гнездования. После всех этих операций была произведена серия контрольных отловов самцов, приступивших к гнездованию в районе исследования. Из экспериментальной группы были пойманы 4 самца, причем на своих прошлогодних гнездовых участках. Из контрольной группы, завезенной на 1000 км., было поймано 5 самцов. В то же время птицы, содержавшиеся в клетках, проявляли ночное миграционное беспокойство, несмотря на то что находились в своем гнездовом районе.
Авторы этого любопытного эксперимента пришли к выводу, что индиговым овсянкам для прекращения весенней миграции необходимо попасть непосредственно на запечатленную ими ранее гнездовую территорию. Если птиц выпустить на эту территорию до начала весенней миграции, то развитие миграционного состояния, несмотря на его эндогенную программу, блокируется (контрольная группа). Если же птиц содержать в районе их гнездования в помещении, то миграционное состояние у них развивается нормально. Не исключено, что птицы, находясь в помещении, просто не могут определить координат своего местонахождения, для этого им необходимо иметь свободу перемещения в пределах определенной территории аналогично тому, как они это делают во время запечатлевания района будущего гнездования (см. гл. 5). Однако ясно как из наших, так и этих экспериментов, что время окончания весенней и осенней миграции у взрослых птиц в первую очередь определяется тем, достигли ли они знакомого им района гнездования (зимовки) или нет.
В последнее время появились факты, свидетельствующие о том, что генетически запрограммирована не только общая продолжительность миграции, но и ее стратегия на разных участках трассы. Гвиннер и Бертольд обнаружили, что у дальних мигрантов (славок и камышевок) наиболее интенсивная ночная активность осенью в клеточных условиях проявляется в то время, когда их свободные сородичи пересекают Средиземное море и Сахару на максимальной скорости. Затем миграционное беспокойство птиц в клетке постепенно уменьшается, как раз тогда, когда птицы на свободе тоже снижают скорость перелета. Такое совпадение навело их на мысль, что временной график первой осенней миграции у этих видов определяется, по крайней мере частично, эндогенной врожденной программой.
Врожденная программа определяет не только продолжительность миграции у птиц, но и ее направленность. В. Нойззер проверял направленность миграционной активности в круглых клетках Эмлена у выкормленных в неволе славок-черноголовок из двух популяций - из ФРГ, мигрирующих осенью на юго-запад, и из Австрии, отлетающих на юго-восток. Получены достоверные различия в ориентации этих групп птиц (241° -у птиц из ФРГ и 185° - из Австрии), соответствующие врожденным направлениям миграции этих популяций. Однако многие перелетные птицы не достигнут своих зимовок, если будут лететь только в одном стандартном направлении. Например, европейские птицы, зимующие в Африке, сперва летят на юго-запад, как показали находки окольцованных птиц, а затем во Франции или Испании поворачивают на юг или юго-восток.
Рис. 35. Изменение направления осенней миграции и ориентации в круглой клетке у молодых садовых славок, выращенных в неволе в ФРГ.
Заштрихованная часть Африки - область зимовки этого вида.
Встает вопрос, как молодые птицы, впервые мигрирующие, определяют, что им пора менять направление полета? Оказалось, что даже такая информация находится в генетической программе. Проверяя в круглых клетках миграционную направленность на протяжении всей осени у выкормленных в неволе молодых садовых славок, Гвиннер обнаружил, что в августе-сентябре птицы выбирают юго-западное направление, а в октябре-декабре - юго-восточное (рис. 35). Дальнейшие эксперименты с выкормленными славками показали, что смена направленности прыжков у птиц в круглой клетке наблюдается даже в том случае, когда птицы не могли видеть неба. Гвиннер и Вилтчко предположили, что смена ориентации происходит по магнитному полю Земли.
В настоящее время доказано, что для выбора направления миграции в первую осень птицы используют магнитное поле Земли. В. и Р. Вилтчко показали на нескольких видах (зарянке, садовой славке, мухоловке-пеструшке и др.), что способность к определению миграционного направления формируется без астрономической информации, на основе магнитного компаса - основного механизма реализации генетически фиксированного миграционного направления. Причем ориентируются птицы не по полюсам магнитного поля Земли, а по направлению склонения: север для птицы там, где угол между магнитным наклонением и вектором гравитации меньше. Магнитный компас такого рода пригоден только в пределах одного полушария. На экваторе он действовать не будет, а за экватором будет давать противоположное направление. По магнитному компасу, считает В. Вилтчко, настраивается компас астрономический. Звездный компас, существование которого было доказано С. Эмленом, и вращение небесного свода используются, по мнению Вилтчко, только ночными мигрантами во время перелетов. Солнечный компас, включающий определение направления по закату, тоже является дополнительной системой ориентации, которая настраивается в первые месяцы жизни птицы по первичной, т. е. магнитной, системе. Вилтчко считает, что роль солнечного компаса в миграционной ориентации в настоящее время переоценивается.
Другие исследователи с такой точкой зрения не согласны. В частности, К. Эйбл считает, что солнечный компас развивается у перелетных птиц независимо от магнитного. Звездный компас тоже формируется самостоятельно путем визирования оси вращения звездной сферы. Полярная точка дает эталонное направление, относительно которого реализуется врожденный азимут миграции. Ф. Моор, Е. Б. Кац и другие исследователи доказывают, что определение направления перелетными птицами происходит преимущественно по солнцу во время заката. Звезды используются лишь для сохранения этого направления. Какая из этих точек зрения более правильная, покажут дальнейшие исследования.
На направление полета птиц во время миграции могут влиять другие факторы: ветер, наземные ориентиры, магнитные аномалии и т. д. Могут ли птицы корректировать свой путь после воздействия такого рода факторов? П. Эванс проанализировал осенний курс ночных мигрантов скандинавского происхождения, которые покидают Норвегию в юго-юго-западном направлении, проходят через южную Англию и западную Францию. Если при пересечении Северного моря птицы попадают под действие сильных восточных ветров, то их может снести и они пройдут вдоль северо-восточного побережья Британии. Продолжают ли птицы мигрировать в стандартном направлении, или они переориентируются к югу или юго-востоку, чтобы выйти на нормальный миграционный путь? Эванс проверил на ориентацию в круглых клетках смещенных с курса птиц, которых поймал северное Йоркшира. В этих опытах многие птицы проявили южную и юго-восточную направленность, т. е. пытались компенсировать смещение. Позже Эванс сравнил осенние и зимние находки обыкновенных горихвосток и мухоловок-пеструшек, окольцованных севернее Йоркшира, с отловленными на побережье южнее Йоркшира. Возвраты от смещенных птиц показали тоже географическое распределение как у несмещенных птиц. Эванс пришел к выводу, что эти два вида обладают способностью корректировать смещение.
Радарные наблюдения показывают, что летящие птицы компенсируют около? - ? влияния ветра на миграционный полет, изменяя скорость. Подсчеты Г. Кляйна показали, что у дальнего мигранта - садовой славки максимальное смещение достигает 900 км., которое составляет всего 1/10 миграционной дистанции для крайне дальних мигрантов, тогда как у черноголовой славки (ближнего мигранта) такая ошибка составляет около трети дистанции при условии, что птицы наполовину компенсируют влияние ветра. Вероятно, по этой причине, предполагает Кляйн, ближние мигранты избегают мигрировать в штормовую погоду, так как это может привести к большим ошибкам в миграционной дистанции.
Имеются данные, что во время осенней миграции молодые птицы имеют больший разброс направлений, чем взрослые птицы. В частности, Ф. Моор обнаружил это у саванной овсянки при сравнении ориентационного поведения в эмленовских клетках у молодых и взрослых птиц в Северной Дакоте. Он предположил, что различия в ориентации взрослых и молодых птиц отражают важность миграционного опыта. Молодые могут совершить больше ориентационных ошибок, они не имеют информации о конечной цели миграции. Более того, взрослые птицы могут знать некоторые участки трассы, где они останавливались в предыдущую миграцию.
В третьей главе показано, что некоторые виды птиц, в частности водоплавающие, имеют постоянные места остановок на трассе миграции, которые они знают и ежегодно используют для отдыха и восстановления жировых резервов. Таких мест на трассе может быть несколько. Поэтому вполне возможно, что взрослые птицы, имеющие миграционный опыт, применяют иную, чем обычно предполагают, стратегию перелета из гнездовых районов в зимовочные и наоборот.
Рис. 36. Гипотетическая схема «поэтапной» миграции перелетных птиц при первом и последующих перелетах между гнездовым и зимовочным районами.
1 - район гнездования (цель весенней миграции), 2 - район зимовки (цель осенней миграции), 3 - основные места остановок птиц во время миграции (промежуточные цели осенней и весенней миграций), 4 - случайное место остановки при миграции (целью миграции не является).
Сплошная линия - путь первой осенней и весенней миграций, прерывистая линия - путь последующей миграции взрослой птицы.
Я думаю, что птицы, в первую очередь водоплавающие, могут осуществлять «поэтапную» стратегию миграции, которая заключается в том, что птицы летят от одного знакомого им места на трассе к другому и так до конечной цели (рис. 36). Если по какой-либо причине они сбиваются с курса (например, сносятся ветром), то они стремятся выйти в ближайшую знакомую им точку на трассе. Имеются факты, что смещенные птицы (см. описание опытов А. Пердека) стремятся выйти в тот район на трассе, где прервался их миграционный путь. Молодые птицы, которые впервые проходят трассу миграции, при выборе мест для остановки могут реагировать на поведение взрослых птиц, осевших для отдыха. У водоплавающих, аистов, журавлей, которые нередко летят семейными группами, взрослые птицы могут просто приводить молодых в традиционные места остановок. Иначе не объяснить, как сохраняются десятилетиями и даже столетиями эти места, иногда расположенные далеко в стороне от основного маршрута миграции, в качестве постоянных остановок (см. гл. 3). Попав в эти места, молодые птицы, вероятно, определяют их координаты и при последующих миграциях находят их без особого труда. Нередко птицы совершают петлеобразный перелет, когда осенний путь миграции не совпадает с весенним. В таком случае птицы могут иметь несколько фиксированных остановок на осенней и весенней трассе миграции (рис. 36). Таким образом, я предполагаю, что перелетный птицы могут осуществлять навигацию не только по отношению к основным целям, находящимся в гнездовой и зимовочной областях, но и по отношению к дополнительным целям, расположенным на трассе миграции, в районе линьки и др.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Как ориентируются птицы?
Вызывает изумление способность птиц определять, когда надо лететь в родные края. В долине Нила, где зимуют журавли, климатические условия в марте и в апреле почти одинаковые. Но ежегодно в начале апреля журавли строятся клином и прилетают на север как раз тогда, когда освобождаются от снега моховые болота, где они проводят свои весенние песни и пляски. Вальдшнепы зимуют там, где снега не бывает, но как только в лесу образуются первые проталины, длинноносый красавец уже тянет над макушками берез. А гуси! Как они знают, купаясь в теплых водах южного Каспия, что на родном Таймыре вот-вот вскроются озера и надо спешить, чтобы не потерять ни одного дня короткого полярного лета?
Скорее всего сигнал «к полету» им подает готовность их организма к размножению, но только ли эта причина дает толчок к началу весеннего перелета, пока еще никто не знает. Много орнитологов занималось изучением «навигационных приборов» птиц. Для объяснения их загадочной способности лететь куда нужно предложено множество гипотез.
Долгое время натуралисты считали, что дорогу молодым показывают старые опытные птицы, не раз совершавшие перелеты с севера на юг и с юга на север. Действительно, утки, гуси, журавли путешествуют косяками, состоящими из старых и молодых птиц. В этих случаях ведущая роль стариков очевидна. Однако детальное изучение перелетов методом кольцевания показало, что старые и молодые птицы далеко не всегда летят вместе. Выяснилось, что многие молодые воробьиные птицы направляются на юг раньше взрослых. У кукушек, наоборот, отец и мать рано улетают на зимовку и оставляют воспитывать птенцов приемным родителям, зимовки которых расположены совсем в других местах.
Так же поступают и некоторые буревестники. Они выводят птенцов в глубоких норах. Отец и мать вначале очень усердно кормят птенцов, и через несколько недель те настолько обгоняют в толщине своих родителей, что уже не могут выбраться из узких нор. Старых птиц это мало волнует, и, когда наступает время перелета, они оставляют разжиревших птенцов худеть в норах и отлетают к местам зимовок.
Во всех подобных случаях взрослые птицы не могли показать дорогу молодым, и они попадают в районы зимовок совершенно самостоятельно, руководствуясь только наследственным миграционным чутьем.
Путь птиц во время их осенних и весенних перелетов почти никогда не бывает прямым, обычно в дороге они делают не один поворот. Значит, в наследство от родителей они должны получить и вехи, отмечающие каждый поворот. Какие же вехи могут служить для птиц ориентирами?
У птиц отличное зрение. Во многих случаях зрительные ориентиры бесспорно могут помочь им найти правильную дорогу. В поисках пищи для птенцов родители иногда улетают очень далеко от дома и безошибочно возвращаются к гнезду. Здесь главную роль играют зрительные ориентиры - группа берез, высокая ель, овраг, озеро, хутор или деревня. Иногда пролетные пути птиц идут вдоль широких рек, высоких горных хребтов, по берегам морей и больших озер; здесь тоже может пригодиться зрительная ориентировка. Но что может увидеть перепел, пересекающий Черное море над самыми волнами, или мелкие певчие птички, летящие ночью над безбрежным океаном?
Орнитологи искусственно ставили птиц в такие условия, в которых им в выборе правильной дороги не могли помочь зрительные ориентиры. Однако увезенные на сотни и даже тысячи километров от гнезда птицы возвращались.
Одна вертишейка, например, была поймана на гнезде в Берлинском ботаническом саду. Ее окольцевали и увезли в Грецию. Через 10 дней она вернулась домой и уселась на гнездо.
А на острове Миду, расположенном вблизи Гавайских островов, поймали на гнездах 18 альбатросов. Их самолетом доставили в шесть различных пунктов Тихого океана, " находящихся от острова на расстоянии от 200 до 6500 километров. 14 птиц вернулось на гнезда, пролетая в среднем 2500 километров в сутки. А один альбатрос, завезенный за 6500 километров на Филиппинские острова, вернулся через 32 дня.
Конечно, ни о каких зрительных ориентирах здесь говорить не приходится. Тогда возникает вопрос: какими же навигационными приборами пользовались птицы?
Еще в XIX веке А.Ф. Миддендорф предположил, что при перелетах птицы могут ориентироваться по магнитному полю Земли. Ученых вполне устраивала такая гипотеза. Если она верна, то загадочный «птичий компас» найден. Начались опыты. Птиц помещали в искусственные магнитные поля различной силы - они никак не реагировали. Подвешивали им на шею, крылья, лапы миниатюрные магнитики, которые должны были изменить ориентировку, но птицы с магнитами и без них летели в одном и том же направлении. Магнитную гипотезу отставили. Но сейчас вновь раздаются голоса, что магнитное поле должно влиять на навигационные способности животных. Неудачи опытов объясняют их несовершенством. Кто прав, покажет будущее, но окончательно списывать со счета магнитную гипотезу пока еще преждевременно.
После неудачи с магнитной гипотезой появились новые. Высказывались предположения, что птицы ориентируются при миграциях по тепловому излучению, по электрическому полю, по силам, возникающим при вращении Земли, по разнице в освещенности небосвода на юге и севере. Некоторые орнитологи считали, что у птиц вообще нет никаких навигационных приборов и они находят верный курс путем проб и ошибок. Но правильность всех этих гипотез не удалось доказать, и они не получили широкого распространения.
Со временем стали подумывать: а не могут ли птицы ориентироваться по солнцу и другим небесным телам. На первый взгляд это кажется невероятным. Ведь для того, чтобы определить широту и долготу места, нужны сложные приборы - секстан, хронометр, - навигационные таблицы; а их-то у птиц никак не может быть.
Тем не менее их небесную ориентацию решили проверить. Для этого построили круглую клетку с прозрачным дном и сетчатым потолком, через которые можно было наблюдать поведение подопытных птиц. В центре клетки установили одну жердочку и несколько штук по краям. Опыты проводили со скворцами, выращенными в неволе отдельно от взрослых птиц. Наблюдение вели весной, когда птиц охватывает перелетное беспокойство и «вольные» скворцы в данной местности стремятся на северо-запад. Как показали опыты, скворцы в клетке тоже предпочитали северо-западное направление: они все время перелетали от центральной к северо-западной жердочке и обратно. Если клетку поворачивали вокруг оси, они все равно выбирали то же самое направление. Затем клетку затянули светонепроницаемой материей, оставив только шесть окошек, через которые птицы могли видеть большую часть неба. Скворцы продолжали перелетать в том же направлении. Тогда к окошечкам приделали дверцы с зеркалами, которые при определенном повороте смещали видимые участки неба на 90°. Теперь скворцы стали перепархивать с центральной жердочки на юго-западную, то есть изменили направление как раз на тот же угол. Такое поведение скворцов наблюдалось в ясную погоду, а в пасмурную их поведение было неопределенным. В дальнейшем установили, что скворцы могут обнаруживать кормушку с зерном, руководствуясь положением солнца. Стало очевидным, что скворцы выбирают направление, ориентируясь по солнцу.
Но все же оставалось много неясного. Ведь солнце все время перемещается на небосводе, и, чтобы сохранить постоянное направление полета, птица должна уметь определять угол между направлением своего движения и положением солнца.
У многих животных, в том числе у птиц, есть внутренние биологические часы, и теоретически они могли бы решить такую задачу. Но как они это делают - пока точно неизвестно.
Позднее в круглой клетке повторили опыты с ночными путешественниками. Изучали поведение европейской славки, которая мигрирует по ночам. Опыты проводили под открытым небом и в планетарии. Выяснилось, что в пасмурную погоду славки беспорядочно порхают по клетке, не отдавая предпочтения какому-нибудь определенному направлению. Если же звезды на небе четко видны, то птицы двигаются уверенно, придерживаясь весной северного направления, а осенью южного. Эти опыты удавались даже с птицами, никогда ранее не видевшими звездного неба.
Способность птиц ориентироваться по звездам подтвердили опыты с кряковыми утками, обитающими на западном побережье Англии. Эти утки, если их выпускали из клетки, всегда летели в северо-западном направлении. Для того чтобы выяснить, какими ориентирами они пользуются, у птиц постепенно изменили суточный ритм.
Затем уток с «переставленными часами» выпустили ночью, и все они устремились на северо-запад. Совершенно очевидно, что здесь солнечные часы не играли роли и утки ориентировались по звездному небу. Какие его участки играют решающую роль, покажут дальнейшие исследования.
Итак, однозначного ответа на вопрос, как ориентируются птицы в пространстве, пока нет. Скорее всего птицы используют не один способ ориентации, а несколько.
