Раскрыта тайна перелетных птиц

Схема эксперимента на Куршской косе. Рисунок Екатерины Чернецовой

Ученые, наконец, узнали, как птицы ориентируются по магнитной карте

Алексей Щербаков

18 августа, 2017 14:15

4 мин

Международная группа ученых установила, что перелетные птицы могут определять магнитное склонение (угол между направлениями на географический и магнитный северные полюса планеты) и используют его для определения своего положения в полете. Результаты исследования описаны в статье, первым автором которой стал профессор СПбГУ Никита Чернецов, и опубликованы в научном журнале Current Biology.

Совершая перелеты длиной в тысячи километров, мигрирующие птицы не только безошибочно находят цель путешествия, но и возвращаются с зимовки точно к месту своего постоянного обитания и выведения птенцов, площадь которого обычно составляет не больше 1 – 3 квадратных километров. Ученые давно выяснили, что способность птиц к навигации обусловлена наличием у них компасной системы и некоего подобия карты местности. Природа компаса уже не является полной загадкой, в частности, установлено, что птицы используют три независимых друг от друга системы — звездную, солнечную и магнитную. Однако, вопрос, как «работает» навигационная карта, все еще открыт.

«Из множества версий наиболее вероятны две — о наличии у птиц запаховой и магнитной карт. Поскольку параметры магнитного поля Земли не могут обеспечить точности навигации, которой отличаются птицы, можно предположить, что они используют оба вида карт: большую часть пути преодолевают с помощью магнитной, а на «финишную прямую» выходят, ориентируясь на запахи», — объясняет профессор СПбГУ, директор биологической станции «Рыбачий» Зоологического института РАН Никита Чернецов.

Более ранние исследования показали, что многие животные используют магнитную карту для того, чтобы ориентироваться по широте (отличать север от юга), однако, определить восток и запад по геомагнитному полю Земли практически невозможно. Поэтому «проблема долготы» в науке оставалась нерешенной. Учитывая, что три компасных системы дают птицам направления на магнитный и географический север, ученые предполагали, что птицы могут измерять разницу между ними (склонение), таким образом определяя долготу. Но доказать это до сих пор не удавалось.

Профессор СПбГУ Никита Чернецов и его коллеги провели эксперимент с участием взрослых и молодых особей тростниковых камышевок — птиц, которые гнездятся в Прибалтике, а на зимовку улетают в Западную Африку. «В период миграции стремление птицы к движению столь велико, что, даже находясь в клетке, она бросается на сетку в том направлении, куда полетела бы, будучи свободной. Мы на Куршской косе (Калининградская область) посадили тростниковых камышевок в особые круговые арены, где они в основном продемонстрировали ориентацию на юго-запад, то есть именно по направлению к месту зимовки», — рассказал ученый.

Затем биологи изменили направление магнитного поля в лаборатории. «Общая интенсивность и наклон остались прежними, но мы «повернули» север на 8,5°. Ориентируясь на него, птицы определили свое местоположение и повели себя так, будто на самом деле оказались за полторы тысячи километров от Прибалтики — на юге Шотландии. Торопясь компенсировать смещение и вернуться на свою обычную трассу миграции, они развернулись на юго-восток», — пояснил Никита Чернецов.

Интересно и то, что молодые особи оказались дезориентированы «потерей» севера — это значит, что способность измерять магнитное склонение у камышевок не врожденная - птицы этому учатся! Таким образом, ученым впервые в мире удалось доказать, что птицы могут определять разницу между магнитным и географическим северными полюсами и использовать ее для определения своего положения на трассе миграции.

Пока этот результат получен только для одного вида и необходимо выяснить, есть ли такая же способность у других перелетных птиц. Однако, теперь показана принципиальная возможность работы такого механизма навигации. «Кроме того, всегда было принято считать, что карта и компас — абсолютно разные механизмы, а мы выяснили, что один из компонентов карты фактически состоит из двух компасов, да и сама она является не строго магнитной, а магнитно-астрономической», — добавил профессор Чернецов.

Это открытие — важнейший шаг для исследования миграций животных в целом. Тема находится в центре внимания современной биологии по нескольким причинам. Прежде всего, виды, живущие в нескольких регионах сразу, зачастую оказываются более уязвимыми. Для сохранения биоразнообразия планеты нужно изучать пути и способы миграции животных, и охранять их на всем ареале обитания. Наконец, если бы удалось понять существующий в природе механизм и воспроизвести его, человечество получило бы альтернативную систему глобальной навигации — сверхточную и не требующую связи со спутниками.

Подробнее о результатах этого исследования читайте в статье “Migratory Eurasian reed warblers can use magnetic declination to solve the longitude problem” в журнале Current Biology.