Как птиците се ориентират по време на полет? Способността на птиците да се ориентират. Как птиците намират правилния път

Чудили ли сте се някога как птиците намират верния път, пресичайки огромни океани и огромни пустини по време на своите полети и миграции (прочетете повече за това)? Какви насоки използват, от какви сетива се ръководят? Ловците често задават тези въпроси и нашата публикация днес е готова да отговори на този въпрос...

Значението на способността за навигация в космоса за птиците

За една птица да се ориентира добре в пространството означава преди всичко да има надеждна информация за заобикалящата я среда. В края на краищата промените му в някои случаи могат да се окажат фатални за птицата, в други - напротив, благоприятни, но тя трябва да знае и за двете своевременно. Поведението на животното ще зависи от това как сетивата му възприемат тези промени и как техният висш орган за ориентация, мозъкът, ги оценява. Ясно е, че успехът в борбата за съществуване ще съпътства индивида, чиито сетива и мозък бързо преценяват ситуацията и чиято реакция не закъснява. Ето защо, когато говорим за ориентация на животните в пространството, трябва да имаме предвид и 3-те й компонента - забележителен стимул, възприемащ апарат и реакция.

Въпреки факта, че в процеса на еволюция всички тези компоненти са се оформили в определена балансирана система, не всички ориентири се възприемат от птиците, тъй като капацитетът на техните сетивни органи е много ограничен.

Така птиците възприемат звуци с честота до 29 000 Hz, докато прилепите - до 150 000 Hz, а насекомите - още по-високи - до 250 000 Hz. Въпреки че от физическа гледна точка слуховият апарат на птицата е много перфектен във въздуха, той се проваля във вода и звуковата вълна се придвижва до слуховата клетка по неудобен начин - през цялото тяло, докато тъпанчето и ушния канал са напълно блокиран. О, как подводният слух би помогнал на рибоядните птици! Известно е, че делфините, използвайки слуха си, могат точно да определят вида на рибата, нейния размер и местоположение. За тях слухът напълно измества зрението, още повече че възможностите на последното са още по-ограничени - видимото пространство, например за ветрушка и бухал, е 160 градуса, за гълъби и врабчоподобни - около 300 градуса, за кълвачи - до 200 градуса. И ъгълът на бинокулярното зрение, т.е. зрението с две очи, което ви позволява особено точно да изследвате обект, е 30-40 градуса при повечето птици и само при совите, с характерното им лице, до 60 градуса.

Птиците имат още по-малка способност да миришат - посоката на вятъра, гъстите гъсталаци и други препятствия правят много трудно ориентирането по миризми. Дори лешоядите Урубу, спускащи се до мърша от голяма височина, се насочват от тънка струя аромат, издигаща се нагоре, и не винаги могат да използват този тип ориентация.

Липсата на необходимите сетивни органи води до факта, че много от природните феномени, като забележителности, не се използват от птиците или не се използват достатъчно. Експерименталните данни и индивидуалните полеви наблюдения дават твърде противоречива картина. В определени ситуации, например, ориентацията на птиците се влияе от мощни радиостанции, но това не винаги се случва и не във всички случаи. Птиците със сигурност възприемат промените в налягането, но колко фино градиентът на налягането може да се използва като ориентир е напълно неясно. По този начин, способностите за ориентация на всеки отделен индивид са много ограничени. Междувременно за птиците, с техния открит начин на живот, заобиколен от маса врагове и други ежедневни проблеми, надеждната ориентация е въпрос на живот и смърт. И често техните недостатъчни индивидуални възможности се коригират чрез общуване с други индивиди, в стадо, в гнездяща колония.

Всеки ловец знае, че е много по-лесно да се приближи до една птица, отколкото до ято, което има много уши и очи и където предупредителният вик или излитането на един индивид може да разтревожи останалите. Различните викове, пози и ярки петна в цвета осигуряват на птиците съвместно поведение в стадо и комуникация между тях. Създава се нещо като групова, вторична ориентация, при която способността за навигация и индивидуалният опит на една птица значително се увеличават за сметка на други птици. Тук вече не е необходимо да видите самия хищник; достатъчно е да чуете предупредителния вик на съседа. Разбира се, съседът не крещи, защото иска да предупреди други птици - това е естествената му реакция към врага, но други птици възприемат този писък именно като сигнал за опасност.

Групова или вторична ориентация при птиците

Въпросът става още по-сложен и възможностите на един индивид се увеличават още повече, когато се установи връзка между птици от различни видове в общността. Например, крясъкът на малка птичка срещу бухал събира в гората много разнообразно общество - синигери, коприварчета, зидарки, чинки, врани, сойки и дори дребни хищници. Съвсем същото разбиране се установява между блатите, чайките и враните по морските плитчини, между различните дроздове и т.н. В гората ролята на сигнализатор се играе от свраката - чийто вик, например, когато се приближи голям хищник или човек, се възприема не само от голямо разнообразие от птици, но и от бозайници. Тук груповата ориентация отива дори по-далеч.

Основни фактори на птиците за ориентация в пространството

Зрението като начин за ориентация в пространството

Птиците нямат равни по зрителна острота. Удивителните способности на различни хищници в това отношение са добре известни. Соколът скитник вижда малки птици на разстояние над километър. Повечето малки врабчоподобни имат зрителна острота няколко пъти по-голяма от човешката зрителна острота. Дори гълъбите различават 2 линии под ъгъл от 29 градуса, докато за хората този ъгъл трябва да бъде най-малко 50 градуса.

Освен това птиците имат цветно зрение. Можете например да научите пилетата да кълват червени зърна, а не сини или бели, да тичат към синия екран по посока на червения екран и т.н. Това косвено се доказва от невероятното разнообразие от цветове на птиците, представени не само от всички цветове на спектъра, но и от най-разнообразните комбинации от тях. Оцветяването играе голяма роля в съвместното поведение на птиците и се използва от тях като сигнал при общуване. Накрая можем да добавим, че последните експерименти на полски изследователи потвърдиха способността на птиците да възприемат инфрачервената част от спектъра и следователно да виждат в тъмното. Ако това наистина е така, тогава става ясна мистериозната способност на птиците да живеят на тъмно или на здрачна светлина. В допълнение към совите очевидно са способни на това и други птици - в условията на дългата полярна нощ в Арктика остават да зимуват бели яребици и тундрова яребица, гарван, жираф, червен сокол, снежна овесарка и различни кайри.

Тези зрителни характеристики на птиците се осигуряват от забележителната анатомична структура на очите им. На първо място, птиците имат относително огромни очни ябълки, които при совите и соколите са например около 1/30 от телесното им тегло, при кълвача - 1/66, при свраката - 1/72. Окото на птицата има голям брой сетивни конусовидни клетки, необходими за остро зрение, оборудвани с червени, оранжеви, зелени или сини маслени топчета. Експертите смятат, че маслените топчета позволяват на птицата да различава цветовете.

Друга особеност на птичия поглед е неговата бърза и прецизна настройка - настаняване. Това се постига чрез промяна на кривината на лещата и роговицата. Бързото приспособяване позволява например на сокол, който удря стадо патици от голяма височина, да вижда ясно птиците и да преценява правилно разстоянието във всеки момент от хвърлянето си. Степните птици също имат специална равнина от чувствителни клетки в ретината на очите си, което им позволява да виждат хоризонта и отдалечените обекти особено ясно и на голямо разстояние. Очите на корморани, гагарки, патици (o), луни, които ловуват риба под вода, имат специални устройства, които осигуряват подводно зрение на птиците.

Доброто зрение на грабливите птици се използва в.

Обонянието като начин за ориентация в пространството

Обонянието при птиците все още остава малко проучено и много загадъчно. Дълго време се смяташе, че птиците имат лошо обоняние, но нови експерименти показват друго. Пойните птици, патиците и някои кокошки могат да различават добре миризмите, например масло от карамфил, розово масло, бензалдехид...

Патиците могат да намерят кутия с храна по специална миризма от разстояние 1,5 метра и да отидат направо до нея. Лешоядите урубу, някои нощници, буревестниците и чайките имат добро обоняние. Албатросите се събират за сланина, хвърлена във водата от разстояние 10 километра. Ловците също знаят за случаи, когато гарваните намират парчета месо, заровени в снега. Лешникотрошачките и сойките доста точно намират парчета храна, скрити в постелята в заграждението, ръководени единствено от обонянието си.

Вкусът като начин за ориентация в пространството

Птиците като цяло имат посредствено развит вкус и само в определени групи, като зърноядни птици, грабливи птици и благородни патици, той постига известно развитие.

Докосването като начин за ориентация в пространството

Голям брой нервни окончания под формата на тактилни тела са разположени в кожата на птиците, в основата на перата и в костите на крайниците. С тяхна помощ птицата може да определи например атмосферното налягане, силата на вятъра и температурата на въздуха. Тези нервни окончания са много разнообразни по структура и функция и има мнение, че именно сред тях трябва да се търсят все още неизвестните органи за възприемане на електрически и магнитни полета.
Голям брой тактилни тела са разположени на върха на клюна на бекас, горски бекас и други крайбрежни птици, които получават храна чрез сондиране на влажна почва, кал и тиня. При пластинчатите човки, например зеленоглавата патица, върхът на клюна също е покрит с чувствителни тела, поради което максиларната кост, подобно на тази на горския бекас, изглежда напълно клетъчна.

Възприемайки по своята същност единна среда под формата на отделни стимули и ориентири, органите за пространствена ориентация на птиците изолират само някои от качествата на обекта. В същото време пространството, в което са разположени тези забележителности, също не е неограничено анализирано от тях. Индивидуалните ориентири се възприемат на голямо разстояние и имат максимален обхват, като например звук. Други действат в непосредствена близост, при контакт, като тактилни корпускули на клюна. Ефектът от миризмата на мърша за реещите се във въздуха лешояди е ограничен до тясна струя издигащ се въздух. Следователно всички сетивни органи имат свои собствени пространствено ограничени сфери на действие, в рамките на които се извършва анализът на обекти и ориентири.

Сферите на действие на сетивните органи имат своя биологично обоснована насоченост. В случаите, когато говорим за особено критични ситуации в живота на даден вид, например за улавяне на плячка или избягване на опасност, един сетивен орган, например зрение, слух или обоняние, не е достатъчен, следователно действат няколко сетивни органа заедно. Сферите на действието им се напластяват, а намиращият се в тях предмет се анализира и ще се възприема по-цялостно и точно.

По този начин совите и блатарите, чието съществуване зависи от това колко точно определят местоположението на мишката, а действието често се развива в гъсти гъсталаци или с ограничена видимост на полето на зрението и слуха, имат обща ориентация напред, произтичаща от предно изместване на очите и ушите - такова лице е много характерна черта на совите и блатите.

Това дублиране на сетивните органи един с друг осигурява пълно възприемане на околната среда и природните забележителности. Разбира се, тази цялост се осигурява не само от сетивата, но и главно от мозъка, който комбинира информацията, постъпваща по отделни канали, и оценява ситуацията като цяло. Работата на мозъка е свързана преди всичко с висши форми на ориентация, така нареченото самонасочване, връщане на мястото на гнездене на изкуствено отстранени птици, ориентация по време на сезонни полети, прогнозиране на времето, броене и др.

Способности на мозъка на птиците за рационална дейност

Откритият, активен начин на живот, постоянното редуване на различни ориентири и нуждата от общуване са развили у птиците основите на рационалната дейност и способността за елементарни абстракции. Ако се промъкнете на гарвани, които се хранят в полето, и в същото време слезете в дере за маскировка, тогава птиците ще ви чакат в другия край на дефилето, където трябва да се озовете, запазвайки първоначалната посока на движение . Стадо гъски или жерави, които гледат лисица, която се промъква към тях, ще направят същото.

Въпреки това, оценката, насочена към движението на ориентир, отчасти нейната екстраполация, е не по-малко важна в сложните форми на ориентация от способността за количествено определяне на ориентацията. В експерименти беше възможно да се научат пилетата да кълват всяко зърно по свой избор - второ, трето и т.н., но успяха да научат гълъбите да различават различни комбинации от зърна. Свраките и гарваните също са добри в разграничаването на различни набори от предмети и дори броя на хората и животните. Птиците например могат да различат 5 предмета от 6 без да броят - задача, която не винаги е достъпна дори за хората. Специални експерименти са показали също, че птиците добре различават контурите и формите на предмети, геометрични фигури и др.

Тези способности играят особено важна роля в небесната навигация на птиците - използването на небесните тела като ориентири.

Така коприварчетата са поставени в планетариум и посоката на полета им е наблюдавана на различни позиции на звездното небе. Беше възможно да се докаже, че общата картина на звездното небе може да се използва от тях като ръководство по време на сезонни полети. Не е трудно да си представим трудностите, които възникват за птицата - необходимостта от екстраполиране на движението на звездите, точно усещане на времето до 15-20 минути, възприемане на различни комбинации от съзвездия, броя на звездите и т.н.

Книгата е посветена на един от най-интересните и мистериозни проблеми на орнитологията - проблемът за лоялността на мигриращите птици към тяхната родина и дом. Чувството за „домашна лоялност“ е присъщо на голямо разнообразие от животни - от насекоми до примати, включително хора. Това чувство има инстинктивна основа и се проявява в индивида в желанието да се завърне у дома - на място, познато за него след временно отсъствие. За мигриращите птици „дом“ може да означава място на раждане, гнездене или зимуване.

За читатели, интересуващи се от проблеми на биологията и орнитологията, както и за любители на природата.

Книга:

По време на миграция птиците изминават огромни разстояния, за да достигнат места за зимуване или гнездене, често разположени на друг континент. Трудно е да си представим как птиците успяват да намерят правилния път в най-трудните условия, когато вятърът постоянно ги отклонява от курса, през нощта, често когато е пълно облачно, когато не се виждат нито звездите, нито земята. Но те го намират, дори когато са млади и неопитни. Първоначално те помислили, че малките летят с възрастни птици, които им показват пътя. Като пример за „семейни“ полети обикновено се посочват ята от лебеди, гъски или щъркели, състоящи се от родители и деца, които често остават заедно не само по време на есенната миграция, но и през зимата до гнездовия сезон. Необходими бяха специални експерименти за задържане на млади птици в района на гнездене, за да се докаже, че младите птици са в състояние самостоятелно да намерят правилния път към зимуването. Такива експерименти са проведени от Е. Шутц с бели щъркели. Той улови млади щъркели от източната популация, от която птиците обикновено отлитат за Африка за зимуване в югоизточна посока, заобикаляйки Средиземно море от изток, и ги пусна, след като възрастните птици отлетяха, на запад. част от Германия, откъдето щъркелите летят на югозапад. Както показаха находките на опръстенени щъркели, през същата година малките летяха по своя югоизточен маршрут, който им е вроден.

Ориз. 33.Резултати от експеримент за въвеждане на млади и възрастни обикновени скорци от пътя на есенната миграция от Холандия до Швейцария.

Светлите кръгове са там, където са намерени възрастни птици след освобождаване, тъмните кръгове са там, където са намерени млади птици.

Тънките стрелки показват посоката на внос на птици; светли и тъмни стрелки - посоката на движение на възрастни и млади птици след освобождаване.

По-късно А. Пердек, в края на 50-те години, транспортира около 15 хиляди скорци по време на есенната миграция от Холандия до Швейцария и Испания. В първия експеримент той пусна 11 хиляди скорци на три места в Швейцария (750 км югоизточно от мястото на улавяне). През същата година са получени 354 декларации, от които 131 от разстояния над 50 км. от мястото на освобождаване. Тези находки на разселени скорци показват, че мигриращите за първи път млади птици са продължили да летят след пускането им в стандартната посока за европейските популации на този вид – на запад и югозапад (фиг. 33). В резултат на това те прекараха зимата в необичаен за тях район (в Южна Франция и Испания). Връщанията през следващите години показват, че птиците продължават да се връщат в тези райони и в бъдеще. Възрастните птици показаха двойно разпределение след освобождаването: едната група продължи да лети като млади птици, но другата се върна от типичните си зони на зимуване (Англия и Северна Франция). Третата група (19 индивида) се завърна от северните райони, от традиционния миграционен път на скорци. В следващия експеримент 3600 скорци, уловени през есента в Холандия, бяха транспортирани до Барселона (Испания). Отново младите птици продължиха да мигрират в югозападна посока, докато възрастните се преместиха към зоната на зимуване.

Въз основа на тези данни Пердек стига до извода, че младите птици при първата си миграция се придържат към вродената си посока, докато възрастните се ориентират към мястото, където са зимували преди. Въз основа на това предположение беше интересно да се разбере как ще се държат първогодишните птици след разселването през пролетта, тъй като те вече трябва да знаят, както възрастните, къде се намира гнездовият им район.

Perdek проведе такъв експеримент. Около 3 хиляди млади скорци, уловени в Холандия, бяха освободени в Швейцария през февруари и март. Същата година някои от птиците бяха открити в района на гнездене, както се очакваше. Някои птици обаче останаха да гнездят в зоната на освобождаване и някои от тези птици се върнаха тук, за да гнездят през следващите години. Това предполага, че в някои случаи първичната информация за района на гнездене, получена от птицата като млада, може да бъде „блокирана“ от друга, по-късна информация за новото място за гнездене. Как младите птици намират място за зимуване по време на първата си миграция? Бяха представени различни хипотези: 1) че птиците имат вродени познания за местата за зимуване, 2) че летят в посока на местата за зимуване, докато не изразходват цялата енергия, „предназначена“ за миграция, 3) че са направлявани чрез промени в съотношението на продължителността на деня и нощта (фотопериод) и биологичен часовник за навременно завършване на миграцията и дори 4), че използват температурния градиент, тоест летят в посока на повишаване на температурите през есента. Нито едно от тези предположения не е потвърдено в експерименти. В момента най-доказаната хипотеза е „ендогенният времеви контрол“ на миграцията, изложена от P. Gwinner и E. Berthold. Според тази хипотеза продължителността на миграцията при птиците, както и посоката, са вродени, т.е. по време на първата миграция птицата лети за строго определено време, поддържайки стандартна посока, в резултат на което завършва в района, където се намира зимуването на вида, дори ако тя е на друг континент. Изглежда невероятно, че по този начин можете да стигнете например от Сибир до малка територия в Африка, но въпреки това засега това е единственият метод, който има експериментално потвърждение. Многобройни експерименти, тестващи продължителността на миграционното безпокойство в затворени условия при отглеждани в плен птици от различни видове и популации, предоставиха доказателства, че нивото и продължителността на миграционната активност са вродени и специфични за вида, популацията и дори за различни индивиди от една и съща население.

Наскоро Г. Бибах показа в експерименти за хибридизация на мигриращи и заседнали индивиди на Робин, че в групата на потомците от родители мигранти са родени повече индивиди с миграционна активност (89%), отколкото в групата на потомците от заседнали родители ( 53%). Подобни данни са получени и за черноглавото коприварче. Така беше установено, че дори феноменът на частична миграция в популацията се контролира генетично.

Сравнявайки продължителността на миграционното състояние през есента при млади и възрастни чинки и обикновени чинки в лабораторни условия, открих, че при младите индивиди намаляването на мастните запаси и миграционната активност настъпва в строго определени моменти, когато започва миграцията при тези видове в природата, докато при възрастни индивиди краят на миграционното състояние в плен се забавя с приблизително 10–14 дни. (фиг. 34). Това се дължи на факта, че при младите птици първото миграционно състояние се контролира само от вродена ендогенна програма и следователно завършва навреме в плен. За да може една възрастна птица най-накрая да спре да мигрира, тя трябва да получи информация, че е достигнала мястото си на зимуване. В клетъчни условия той естествено не може да получи тази информация. През пролетта краят на миграционното състояние на чинките се забавя както за възрастните, така и за първогодишните птици, ако се забави по пътя на миграцията, но завършва навреме, както показаха М. Е. Шумаков и Н. В. Виноградова, ако птиците се държат в района на гнездене.

Ориз. 34.Времето на края на миграционното състояние при млади (1) и възрастни (2) обикновена леща (A) и чинки (B), задържани по време на есенната миграция на Куршската коса.

По-късно E. Ketterson и V. Nolan, записвайки през есента интензивността на нощната миграционна активност и отлагането на мазнини в три групи джункос в щата Индиана (САЩ), в рамките на зимния обхват на този вид, установиха, че в групата състояща се от птици, които са зимували тук през последните години, отлагането на мазнини и нощната активност са значително по-ниски, отколкото в другите две групи, които включват птици, донесени в района на изследване от Канада, от места за гнездене. В пролетните експерименти нямаше забележими разлики в тези показатели между трите групи. Авторите заключават, че присъствието на птици в познати места за зимуване преди началото на есенната миграция може да потисне развитието на миграционното състояние.

В друг експеримент изследователите анализираха факторите, които определят края на пролетната миграция при преди това размножаващи се индигови овесарки. За целта те са уловили 46 възрастни мъжки по време на гнездовия период, 22 от които в собствените си територии. До края на следбрачното линеене птиците се държат в отворено заграждение директно в зоната на улавяне, след което се прехвърлят в затворена волиера, където автоматично се поддържа фотопериод, съответстващ на зоните на миграция и зимуване на това видове. Преди началото на пролетната миграция 22 мъжки, уловени в отделни територии, бяха разделени на две равни групи. Едната група (опитната) птици беше освободена директно на миналогодишните им места за гнездене, другата (контролната) беше транспортирана и пусната на следващия ден на 1000 км. южно от района на изследване. Останалите 24 мъжки са поставени в клетки (където е регистрирана двигателната активност на птиците), разположени в павилион с естествен фотопериод, но изключващ гледката към околността. Самият павилион се намираше непосредствено в района, където бяха уловени птиците по време на гнездене. След всички тези операции беше извършена поредица от контролни улови на мъжки, които са започнали да гнездят в изследваната зона. От опитната група са уловени 4 мъжки и то на гнездови места от миналата година. От контролната група, пренесена на 1000 км, са уловени 5 мъжки. В същото време птиците, държани в клетки, показаха нощно миграционно безпокойство, въпреки факта, че бяха в района на гнездене.

Авторите на този интересен експеримент стигнаха до извода, че индиговите овесарки трябва да отидат директно до територията за гнездене, която преди това са отпечатали, за да спрат пролетната си миграция. Ако птиците бъдат пуснати на тази територия преди началото на пролетната миграция, тогава развитието на миграционното състояние, въпреки ендогенната му програма, се блокира (контролна група). Ако птиците се държат на закрито в района на гнездене, тяхното миграционно състояние се развива нормално. Възможно е птиците, намиращи се на закрито, просто да не могат да определят координатите на своето местоположение; за това те трябва да имат свобода на движение в рамките на определена територия, подобно на това, което правят, когато отпечатват бъдещата зона за гнездене (виж Глава 5). Въпреки това, както от нашите, така и от тези експерименти е ясно, че крайният час на пролетната и есенната миграция при възрастните птици се определя основно от това дали са достигнали позната зона за гнездене (зона за зимуване) или не.

Напоследък се появиха факти, които показват, че не само общата продължителност на миграцията е генетично програмирана, но и нейната стратегия в различни участъци от маршрута. Гвинър и Бертолд откриха, че мигриращите на дълги разстояния (коприварчета и коприварчета) проявяват най-интензивна нощна активност в затворени условия през есента, когато техните свободно отглеждащи се екземпляри пресичат Средиземно море и Сахара с максимална скорост. След това миграционното безпокойство на птиците в клетка постепенно намалява, както и свободните птици намаляват скоростта на полета си. Това съвпадение ги кара да вярват, че времето на първата есенна миграция при тези видове се определя, поне отчасти, от ендогенна вродена програма.

Вродената програма определя не само продължителността на миграцията при птиците, но и нейната посока. V. Neuzser тества посоката на миграционната активност в кръгли клетки Emlen на хранени в затворени условия коприварчета от две популации - от Германия, мигрираща на югозапад през есента, и от Австрия, мигрираща на югоизток. Бяха получени значителни разлики в ориентацията на тези групи птици (241° за птици от Германия и 185° за птици от Австрия), съответстващи на вродените посоки на миграция на тези популации. Въпреки това, много мигриращи птици няма да достигнат местата си за зимуване, ако летят само в една стандартна посока. Например европейските птици, зимуващи в Африка, първо летят на югозапад, както показват находките на опръстенени птици, а след това се обръщат на юг или югоизток във Франция или Испания.

Ориз. 35.Промени в посоката на есенната миграция и ориентация в кръгла клетка при млади градински коприварчета, отглеждани в плен в Германия.

Сенчестата част на Африка е зимната зона на този вид.

Възниква въпросът как младите птици, мигриращи за първи път, определят кога е време да сменят посоката на полета си? Оказа се, че дори такава информация е в генетичната програма. Проверявайки посоката на миграция на млади градински коприварчета, отглеждани в плен в кръгли клетки през цялата есен, Гвинър установи, че през август-септември птиците избират югозападната посока, а през октомври-декември - югоизточната посока (фиг. 35). По-нататъшни експерименти с отглеждани коприварчета показват, че промяна в посоката на скокове при птици в кръгла клетка се наблюдава дори когато птиците не виждат небето. Гвинър и Вилчко предполагат, че промяната в ориентацията се случва според магнитното поле на Земята.

Вече е доказано, че птиците използват магнитното поле на Земята, за да изберат посоката на миграция през първата есен. В. и Р. Вилчко показаха на няколко вида (червеноглаво червено червено коприварче, шарена мухоловка и др.), че способността за определяне на посоката на миграция се формира без астрономическа информация, на базата на магнитен компас - основният механизъм за осъществяване на генетично фиксирана миграционна посока. Освен това птиците се ориентират не по полюсите на магнитното поле на Земята, а по посоката на деклинация: на север за птица е мястото, където ъгълът между магнитния наклон и вектора на гравитацията е по-малък. Магнитен компас от този вид е подходящ само в едно полукълбо. Той няма да действа на екватора, но отвъд екватора ще даде обратна посока. Според В. Вилчко астрономическият компас се настройва с помощта на магнитен компас. Звездният компас, чието съществуване е доказано от С. Емлен, и въртенето на небесния свод се използват, според Вилчко, само от нощни мигранти по време на полети. Слънчевият компас, който включва определяне на посоката по залез, също е допълнителна система за ориентация, която се настройва през първите месеци от живота на птицата според основната, т.е. магнитна система. Wiltschko смята, че ролята на слънчевия компас в ориентацията на миграцията в момента е надценена.

Други изследователи не са съгласни с тази гледна точка. По-специално К. Абъл смята, че слънчевият компас се развива при мигриращите птици независимо от магнитния. Звездният компас също се формира независимо чрез наблюдение на оста на въртене на звездната сфера. Полярната точка осигурява референтна посока, спрямо която се реализира вроденият азимут на миграцията. F. Moor, E. B. Katz и други изследователи доказват, че определянето на посоката от прелетните птици се извършва главно от слънцето по време на залез. Звездите се използват само за поддържане на тази посока. Допълнителни изследвания ще покажат коя от тези гледни точки е по-правилна.

Посоката на полета на птиците по време на миграция може да бъде повлияна от други фактори: вятър, ориентири, магнитни аномалии и т.н. Могат ли птиците да коригират пътя си след излагане на такива фактори? П. Еванс анализира есенния ход на нощните мигранти от скандинавски произход, които напускат Норвегия в посока юг-югозапад, преминавайки през Южна Англия и Западна Франция. Ако птиците бъдат хванати от силни източни ветрове, докато пресичат Северно море, те могат да бъдат отнесени и да пътуват покрай североизточното крайбрежие на Великобритания. Продължават ли птиците да мигрират в стандартната посока или се преориентират на юг или югоизток, за да достигнат нормалния миграционен път? Евънс провери ориентацията на птиците извън курса, уловени от Северен Йоркшир в кръгли клетки. В тези експерименти много птици показаха южна и югоизточна ориентация, т.е. те се опитаха да компенсират изместването. По-късно Евънс сравнява есенните и зимните находки на обикновени червеноперки и пъстри мухоловки, обединени на север от Йоркшир, с тези, събрани на брега на юг от Йоркшир. Връщанията от разселени птици показват същото географско разпределение като неразселените птици. Еванс заключи, че тези два вида имат способността да коригират изместването.

Радарните наблюдения показват, че летящите птици компенсират около? - ? влиянието на вятъра върху миграционния полет чрез промяна на скоростта. Изчисленията на G. Klein показаха, че за далечния мигрант, градинския копривар, максималното преместване достига 900 km, което е само 1/10 от разстоянието на миграция за изключително далечните мигранти, докато за черноглавото коприварче ( мигрант на къси разстояния) такава грешка е около една трета от разстоянието, при условие че птиците наполовина компенсират влиянието на вятъра. Може би поради тази причина, предполага Клайн, мигрантите на къси разстояния избягват да мигрират при бурно време, тъй като това може да доведе до големи грешки в миграционното разстояние.

Има доказателства, че по време на есенната миграция младите птици имат по-голям диапазон от посоки, отколкото възрастните птици. По-специално, Ф. Мур открива това в саванските овесарки, когато сравнява поведението на ориентация в клетките Emlen при млади и възрастни птици в Северна Дакота. Той предположи, че разликите в ориентацията между възрастните и младите птици отразяват важността на миграционния опит. Младите хора могат да направят повече грешки в ориентацията; те нямат информация за крайната цел на миграцията. Освен това възрастните птици може да знаят някои части от маршрута, където са спрели по време на предишната миграция.

Третата глава показва, че някои видове птици, по-специално водолюбивите, имат постоянни места за спиране по миграционния път, които познават и използват ежегодно за почивка и възстановяване на мастните запаси. По маршрута може да има няколко такива места. Следователно е напълно възможно възрастните птици с миграционен опит да използват различна стратегия от тази, която обикновено се приема, за мигриране от зони за размножаване към зони за зимуване и обратно.

Ориз. 36.Хипотетична схема на „поетапна” миграция на прелетни птици по време на първия и следващите полети между местата за размножаване и зимуване.

1 - зона за гнездене (цел на пролетната миграция), 2 - зона за зимуване (цел на есенната миграция), 3 - основни места за спиране на птиците по време на миграция (междинни цели на есенната и пролетната миграция), 4 - случайно място за спиране по време на миграция (не целта на миграцията).

Плътната линия е пътя на първата есенна и пролетна миграция, прекъснатата линия е пътя на последващата миграция на възрастна птица.

Мисля, че птиците, предимно водолюбивите, могат да изпълняват миграционна стратегия „стъпка по стъпка“, която се състои в това, че птиците летят от едно познато място по маршрута до друго и така нататък до крайната цел (фиг. 36). ). Ако по някаква причина се отклонят от курса (например, вятърът ги издуха), тогава те се опитват да отидат до най-близката точка от маршрута, която им е позната. Има факти, че разселените птици (виж описанието на експериментите на А. Пердек) са склонни да отидат в района на маршрута, където техният миграционен път е прекъснат. Младите птици, които преминават миграционния път за първи път, когато избират места за спиране, могат да реагират на поведението на възрастни птици, които са се установили за почивка. Сред водолюбивите птици, щъркелите и жеравите, които често летят в семейни групи, възрастните птици могат просто да отведат малките до традиционни места за спиране. Няма друг начин да се обясни как тези места, понякога разположени далеч от главния миграционен път, се запазват в продължение на десетилетия и дори векове като постоянни спирки (виж Глава 3). Веднъж попаднали на тези места, младите птици вероятно определят координатите си и при последващи миграции ги намират без особени затруднения. Птиците често извършват кръгов полет, когато пътят на есенната миграция не съвпада с пролетния. В този случай птиците могат да имат няколко фиксирани спирки по пътя на есенната и пролетната миграция (фиг. 36). По този начин предполагам, че мигриращите птици могат да се ориентират не само по отношение на основните цели, разположени в зоните за размножаване и зимуване, но и по отношение на допълнителни цели, разположени по миграционния път, в района на линеене и т.н.

Един от най-интересните проблеми, свързани с поведението на животните, е въпросът как животните намират пътя си по време на миграции на дълги разстояния. Въпреки че способността за навигация е открита при много видове гръбначни, тя е най-очевидна при птиците, когато летят на дълги разстояния, което и до днес остава най-неразбираемият феномен в поведението на животните. Разстоянията, които птиците изминават, са огромни: например арктическата рибарка се размножава в Арктика и зимува в Антарктика. Точността на ориентацията на птиците също е впечатляваща: те могат да летят до друг континент, като винаги се връщат на едно и също място. Докато подобни миграции повдигат много интересни въпроси, най-важният въпрос е как птиците намират пътя си.

Видове ориентация

Има различни начини за ориентация. Грифин предложи следната класификация за това:

Пилотиране- определяне на курса с помощта на познати ориентири. Много видове птици използват всякакви забележими характеристики на дадена област, за да определят посоката на полета.

Ориентация по кардинални точки- способността да се движите в посока на определена страна на света без никакви ориентири. Някои видове птици използват различни ключови стимули, за да определят посоката на полета. Ако тези птици се ръководят само от кардинални посоки, тогава отклонението от правилния курс по дължина би довело до факта, че те ще се озоват далеч от истинската си цел, тъй като няма да могат да коригират такова изместване.

Истинска навигация- способността за навигация в посока на определено място (цел) без позоваване на ориентири на земята. Животно с тази способност може да коригира отклоненията от курса по дължина и да пристигне на правилното място.

Една от най-невероятните и мистериозни способности на птиците е миграцията. Всяка година те се събират на ята и изминават хиляди километри, за да изчакат студа в по-благоприятен климат и никога да не грешат в избрания път.

Защо птиците пътуват?

Основната причина за бягството е липсата на храна. През студения сезон е трудно да се получат насекоми, плодове или семена в необходимите количества. Но по на юг те са в изобилие. Някои птици не могат да преживеят дългия полет и умират, но повечето оцеляват и се връщат на топло.

За да оцелее при дълго пътуване, птицата трябва да има добро здраве, значителен запас от мазнини, който е единственият източник на енергия по време на пътуването, и ново оперение. Следователно, веднага след като пилетата са израснали, те се занимават с тяхното обновяване и подготовка.

И така, как птиците се ориентират в космоса?

Известно е, че птиците винаги се връщат в стария си дом и това се отнася не само за прелетните птици. Гълъбите, например, не отлитат за зимата, но също толкова добре се ориентират в терена и могат да намерят дома си на разстояние над 100 км. Доскоро орнитолозите вярваха, че птиците се ръководят от инстинкта и способността да се ориентират по слънцето и звездите. Но последните изследвания показват, че птиците усещат земното магнитно поле, чиито линии са разположени в посока от север на юг и служат като водачи.


На птиците помагат да открият магнитното поле чрез специални кристали, разположени на носа - магнетити; те възприемат информация като компас. Това помага на птицата да определи не само посоката на полета, но и текущото си местоположение. Все още има много въпроси по въпроса за геомагнитната ориентация и решенията им все още не могат да бъдат намерени в нито една книга, но учените не се отказват и, без да обръщат внимание на мненията на скептиците, продължават своите изследвания.

Една от най-интересните мистерии, пред които е изправена науката, все още не е разгадана - мистерията на сезонните миграции на птиците, тяхната изключителна способност да определят точно желания курс.

Какво използват птиците като навигационно устройство?

Какво настройва това устройство по даден маршрут - Слънцето, звездите, магнитните сили на Земята или нещо друго?

Една след друга се появяват хипотези по този въпрос и се проверяват в много лаборатории по света.

Материалът, публикуван по-долу, е за тестване на една от тези хипотези.

Една от най-привлекателните, но и трудни загадки на дивата природа са навигационните способности на птиците. Как прелетните птици или например пощенските гълъби, които отдавна служат на хората, се ориентират в космоса? Как намират целта си за полет?

Преди повече от двадесет години се предполагаше, че гълъбът има специална памет, която записва две характеристики на мястото, където е роден или живял дълго време: големината на ускорението на Кориолис и силата на магнитното поле на Земята.

Нека си припомним, че кориолисовото ускорение възниква например, когато едно тяло се движи постъпателно върху друго, което има въртеливо движение. По-специално, това ускорение кара речните потоци да ерозират десните брегове на каналите в северното полукълбо и левите брегове в южното полукълбо.

Хипотезата гласи, че когато една птица бъде отведена на известно разстояние от къщата и след това освободена, тя лети в посоката, където се появяват промени в големината на полетата - ускорение на Кориолис и магнитно - в посоката на онези стойности, до които то е свикнало. Тоест тя лети до мястото, откъдето е взета и където трябва да се върне.

Това предположение като че ли получи убедително потвърждение. Ако начертаете линиите на Кориолис и магнитните полета върху карта, се образува мрежа от линии, пресичащи се под ъгъл. Оказва се, че всяка точка в северното полукълбо има "двойник" в южното полукълбо - точка, в която магнитното поле и ускорението на Кориолис имат еднаква стойност.

Проведен е следният експеримент: гълъб, който е израснал в северното полукълбо, е пренесен в южното полукълбо и е освободен не много далеч от точка, „симетрична“ на точката на отлагането му. И гълъбът долетя дотук без никакво колебание, сякаш летеше към дома по познат маршрут.

Въпреки това, колкото и усилено да се опитват изследователите да открият механизъм в тялото на птицата, който може да определи величината на ускорението на Кориолис, не беше възможно да го намерят.

Експериментите разкриват нови способности на птиците

Наскоро бяха обобщени нови експерименти, които изглежда доближават решението до способностите на пернатите навигатори.

След като хипотезата за две полета се срина, учените се обърнаха към най-фините и гениални изследователски методи, за да накарат природата да говори.

Гълъбите бяха изпращани до началната точка, например, във въртящи се барабани или по сложни кръгови пътища.

Нормалното функциониране на органа за равновесие е нарушено от операция.

Птиците били окачвани с постоянни магнити или намотки от тел, в които магнитното поле на Земята възбуждало електродвижеща сила по време на полет – така било изследвано взаимодействието на птицата и магнитното поле на планетата. Птиците бяха със завързани очи. Никакви трикове обаче не помогнаха на учените да объркат птиците. Те неизменно летяха на правилното място и по възможно най-краткия път.

Високата надеждност на ориентацията (експериментите, за които току-що говорихме, със сигурност доказват това) доведе учените до заключението, че гълъбът е въоръжен с няколко, поне две системи за пространствена ориентация, базирани на различни природни явления.

Изследователи от университета Корнел успяха да продължат напред с нова серия от експерименти.

В първата група експерименти гълъбите бяха поставени в херметически затворена метална камера, докато сърдечната честота на птиците, свързани с инструментите, можеше да бъде записана. От време на време налягането на въздуха в камерата се променя леко и в същото време гълъбите получават лек токов удар. Така птиците си изработили условен рефлекс.

През втората половина на експеримента се промени само налягането на въздуха. И все пак пулсът на птиците се е увеличил, въпреки че не са получили шокиращия шок. По този начин беше възможно да се установи, че гълъбите са чувствителни към много леки промени в атмосферното налягане.

Експерименти с подобна методология, които също започнаха с развитието на условен рефлекс, трябваше да разкрият дали тези птици са чувствителни към магнитното поле на Земята. А експериментите са доказали, че гълъбите улавят дори много слаби електромагнитни вълни. Изследователите изчисляват, че птиците са в състояние да реагират на промени от една петстотна или дори една хилядна от нормалното магнитно поле на Земята.

По време на експлозии на Слънцето, които ни отговарят с магнитни бури, гълъбите, когато летят у дома, леко се отклоняват от обичайния, най-печеливш път.

По същия начин, използвайки сърдечната честота като външен индикатор за реакциите на тялото на птицата, учените са доказали, че гълъбите, подобно на пчелите, могат да различават поляризирана светлина от обикновена светлина. Това означава, че е достатъчно гълъбът да види само едно петънце от ясно, безоблачно небе в небето, за да може да определи позицията на Слънцето.

Някои изследователи отдавна приемат, че тези способности са достатъчни за птиците, за да решат всичките си проблеми с навигацията. Въпреки това фини експерименти са доказали, че гълъб, знаейки позицията на Слънцето и използвайки своя „вътрешен часовник“, може да определи само север и юг, а не посоката към родния си гълъбарник.

Това се потвърждава и от експерименти с гълъби, чиито биологични часовници са били „пренаредени“: благодарение на изкуственото осветление и затъмняване, тяхната представа за деня и нощта е обърната. Такива птици, дезориентирани във времето, когато полетяха, направиха грешка в избора на посока, точно пропорционална на временната грешка, заложена в тяхното съзнание.

Системи за ориентиране на птици

Но наскоро в лаборатория на университета Корнел те откриха, че когато небето е напълно облачно и гълъбът не може да види пряк слънчев лъч никъде, а вътрешният му часовник е „пренареден“, птицата въпреки това правилно намира пътя си към дома, сякаш никога не се е случвало тези две смущения, които изключват навигацията по Слънцето.

Остана да се съгласим, че птицата има и втора система за ориентация, напълно независима от Слънцето. За да се търси втората система, беше решено напълно да се изключи Слънцето от експериментите.

В гълъбарника на университета Корнел две ята бяха обучени да летят по време на ръмежи и гъсти, ниски облаци. Подозрението отново падна върху магнитното поле.

Едно ято гълъби имаше малки постоянни магнити, прикрепени към крилата им. Птици от друго ято получиха тежести със същото тегло, но от немагнитен материал. Второто стадо винаги се връщаше у дома приятелски, което не може да се каже за гълъбите, за които висящите магнити им пречеха да възприемат правилно магнитното поле на Земята.

Учените са стигнали до извода, че когато има поне част от ясното небе, гълъбите предпочитат да използват слънчевата ориентация. Ако на небето няма звезда, те търсят посока с помощта на магнитна навигационна система.

Много изследователи обаче са в задънена улица: къде са органите в тялото на гълъба, които възприемат естественото магнитно поле?

Наскоро се появи много интересно предложение по този въпрос. Кръвоносната система на птиците не трябва ли да се счита за такъв орган?

Всъщност: кръвта е електролит (разтвор на натриев хлорид и други соли), в който също са суспендирани феромагнитни частици (червени кръвни клетки, съдържащи желязо).

Като цяло цялата система от артерии и вени на птица е токопроводима верига, в която, когато птицата се движи в магнитно поле, със сигурност трябва да възникне електродвижеща сила. Големината на тази ЕМП, по-специално, ще зависи от ъгъла, под който контурът пресича линиите на полето, тоест в каква посока лети птицата.

Магнитното поле на Земята и човекът

Тук все още имаме нужда от прецизни експерименти и измервания. Но е факт, че дори грубите човешки организми, не толкова чувствителни към природните явления, реагират на промените в магнитното поле на Земята, особено при експлозии на Слънцето.

Те оказват най-голямо влияние върху хора с болна кръвоносна система. Неслучайно лечебните заведения, където има такива пациенти, получават предупреждения от астрономи, извършващи соларни услуги, за наближаващата магнитна буря.

Наскоро учените откриха, че хората - и не само болните - се влияят и от по-меки фактори, свързани с магнитното поле на Земята - а не само от бури.

И така, гълъбът има поне две системи за ориентация. Въпреки това, както виждаме, все още има доста неразрешени загадки, които крилатите навигатори поставят на изследователите.