Почему перелетные птицы возвращаются домой - Леонид Соколов

Опыты В. и Р. Вилтчко подтверждают, что солнце используется голубями только для нахождения компасного направления и для поддержания выбранного направления в полете. Ими было показано в опытах с молодыми голубями, что солнечная ориентация не является полностью врожденной системой, так как для ее развития необходимо, чтобы птицы имели возможность совершать свободные полеты. При обучении ориентации по солнцу птицам необходимо, как показали опыты, наблюдать его на протяжении всего дня, а не короткое время, как предполагалось раньше. Частичного наблюдения солнечного пути недостаточно для нормального функционирования солнечного компаса. Предполагается, что солнечный компас настраивается (калибруется) по магнитному компасу. В течение первых месяцев, считают Вилтчко, навигационная система голубей и других птиц претерпевает большие изменения: первоначальный механизм возвращения к дому с помощью магнитного поля («реверсия курса») превращается в более сложный механизм, включающий солнечный компас и «навигационную карту». Благодаря такому комплексному, мультифакторному механизму, который не может быть задан генетически из-за сложности его и локальной изменчивости, птице необходимы определенное время и условия для его развития.

Тот факт, что голуби способны возвращаться домой в условиях сплошной облачности, исследователи заметили давно. Но долгое время не могли получить убедительных доказательств использования птицами при хоминге невизуальных факторов. Обратившись к старой гипотезе о том, что птицы могут определять направление по магнитному полю Земли, и проверив свои ранние опыты с прикреплением к голубям магнитных пластин для искажения окружающего магнитного поля, американские исследователи У. Китон и его коллеги поставили новые эксперименты и получили убедительные доказательства использования голубями при хоминге магнитного поля. Вместо магнитных пластин К. Уолкот и Р. Грин укрепили на голове голубя наподобие колпачка маленькое кольцо Гельмгольца, такое же кольцо одели на шею голубю. Батарейка, прикрепленная к спине, служила источником электроэнергии. Это устройство позволяло создавать относительно однородное магнитное поле в области головы птицы и менять его направление на противоположное.

Рис. 32. Стартовая ориентация почтовых голубей в нормальном (А) и измененном (Б) магнитном поле (по: Китон, 1983).

Темные кружки — азимут старта птицы. Стрелка — усредненный азимут стартовых направлений всех птиц, Пунктирная линия указывает направление на «дом».

Исследователи установили, что в солнечную погоду направление магнитного поля не влияло на способность голубей ориентироваться. Но в условиях сплошной облачности изменение направления магнитного поля приводило к смене направления полета птиц на противоположное (рис. 32). Было сделано предположение, что магнитное поле играет определенную роль в навигации птиц. В дальнейшем было показано, что голуби обладают высокой магнитной чувствительностью. В опытах, длившихся три года, У. Китон с коллегами обнаружили, что отклонения земного магнитного поля от нормы менее чем на 10-3 Гс., вызванные солнечными вспышками и пятнами, по-видимому, оказывают достоверное влияние на выбор направления голубями при старте. Недавно П. Сэмм и К. Демаин сообщили, что магниточувствительные нейроны, реагирующие на изменение магнитного поля, были обнаружены у голубей в базальном зрительном тракте. До этого «магнетит» находили только в области между носовыми полостями и глазницами, в оболочках вокруг обонятельного нерва.

Несколько позже Вилтчко обнаружили, что молодые голуби (моложе 80-суточного возраста) которые еще не совершали тренировочных полетов вокруг голубятни, способны возвращаться домой после завоза только в ток случае, если имели возможность во время перевозки получать нормальную информацию в геомагнитном поле. В том случае, если их перевозили в нарушенном геомагнитном поле, после выпуска у них наблюдалась дезориентация. Вилтчко предположили, что молодые нетренированные голуби собирают информацию во время перевозки и после выпуска используют ее для возвращения домой, совершая путь, обратный маршруту завоза. Однако если перевозили при нарушенном магнитном поле голубей более старшего возраста, уже имевших опыт тренировочных полетов, они правильно определяли направление к дому после выпуска. Вилтчко пришли к выводу, что опытные голуби переходят к использованию «навигационной карты», устанавливая направление к дому по параметрам точки выпуска, чего не могут делать необученные голуби.

Какие же факторы или параметры используют птицы для построения «навигационной карты»? На сегодня это самый важный и трудный вопрос во всей проблеме навигации птиц. Многие исследователи на протяжении почти 40 лет пытаются получить ответ на него, но, к сожалению, пока безрезультатно. Орешек оказался очень крепким. Ни орнитологам, ни физикам, ни ученым других специальностей не удалось его пока расколоть. Конечно, эту сложную проблему рано или поздно ученые решат, но пока приходится обходиться только гипотезами. В настоящее время наиболее интересной является бикоординатная гипотеза, согласно которой для навигации птицы используют вертикальную составляющую магнитного поля Земли и изолинии сил притяжения, которые сходятся к разным полюсам, магнитному и географическому, удаленным друг от друга примерно на 2 тыс. км. В результате образуется координатная сетка, которую птицы могут использовать при навигации (см. рис. 29). Недоказанной остается способность птиц измерять различия в силе земного притяжения и земного магнетизма. Доказана пока только способность птиц к ориентации (выбору компасного направления) с использованием магнитного поля Земли. При этом они ориентируются не по его полюсам, а по направлению склонения. Показано, что способность к магнитной ориентации у птиц врожденная и проявляется в онтогенезе независимо от других ориентирующих факторов, например астроориентиров (Солнца и звезд).

Косвенным подтверждением тому, что магнитное поле Земли может использоваться птицами для навигации, служат результаты опытов, свидетельствующих о том, что в районах магнитных аномалий способность к хомингу у них существенно нарушается. В большинстве исследований отмечено достоверное нарушение ориентации как в районах слабых, так и сильных аномалий. Ухудшение хоминга происходит также при флуктуациях естественного магнитного поля, вызванных усилением солнечной активности.

Однако не все исследователи согласны с гипотезой магнитной навигации. Итальянские исследователи во главе с Ф. Папи и западногерманский орнитолог Г. Вальраф считают, что основной информацией для навигации голубей и других птиц является ольфакторная информация. Находясь в голубятне, птицы связывают приносимые ветром запахи с его направлением и составляют таким образом «ольфакторную карту» окрестностей. При завозе они анализируют запахи в месте выпуска и определяют направление к дому. Запечатление «ольфакторной карты» может быть блокировано или искажено защитой от ветра голубятни экранами. В таких случаях голуби при завозах не могут выбрать правильного направления на «дом» и плохо возвращаются. Эти исследователи считают, что искусственно у голубей можно развить добавочные не ольфакторные способы ориентации (по топографическим ориентирам и магнитному полю), которые улучшают ориентацию стартового направления, но не способствуют коррекции курса полета. Однако большинство других исследователей не обнаруживают в своих опытах таких нарушений при выключении обоняния у голубей и считают, что турбулентность и непостоянство перемещения запахов существенно ограничивает возможность использования их для навигации. Использование ольфакторного градиента возможно лишь при временном постоянстве подходящих субстанций. Однако даже постоянно действующие ольфакторные параметры обычно не обладают достаточными градиентами, поэтому различия не могут быть восприняты на расстояниях в несколько сот километров. Кратковременные источники запаха с сильными градиентами варьируют во времени и пространстве и не представляют собой стабильной информации. П. Джеймс провел наблюдения и эксперименты по выяснению способности малых буревестников находить свои норы в гнездовой период. Он обнаружил, что, несмотря на подлет к суше против ветра, движение к гнезду после посадки осуществляется по случайным азимутам, что свидетельствует, по его мнению, против использования птицами обоняния. Обнаружение гнезда затруднялось при нарушении видимой микроландшафтной обстановки вокруг норы. Поиск норы, видимо, осуществлялся с помощью зрения, а не обоняния.