В небе по расписанию
Как птицы запоминают маршрут на тысячи километров
Каждую осень, ещё до первых холодов, из деревень исчезают скворцы. Перестают свистеть стрижи, замолкают камышовки в зарослях по канавам. А весной — снова они. Те же дупла, та же телефонная проволока, та же заливающая трель. Как будто у них в голове Google Maps с сохранённым маршрутом и голосом: «Через 8 000 километров поверните налево». Только всё гораздо сложнее — и удивительнее.
Магнитный компас в клюве и в глазу
Сначала считалось, что птицы ориентируются по Солнцу и звёздам. Но с 1950-х годов наука начала подозревать: тут есть что-то более тонкое. В 1968 году немецкий биолог Wolfgang Wiltschko (р. 1941) поместил европейских зарянок (Erithacus rubecula) в круглые вольеры, внутри которых можно было менять магнитное поле с помощью катушек Гельмгольца. Оказалось: зарянки начинают направлять свои весенние прыжки строго в сторону родных мест — но только если магнитное поле соответствует естественному.
В 2001 году вместе с женой Roswitha Wiltschko (р. 1944) он доказал: птицы различают не только направление магнитного поля, но и его наклон — так называемый угол инклинации. Это означает, что они могут понимать, в каком полушарии находятся, и насколько близко к экватору или полюсу.
Позже биофизик Thorsten Ritz (р. 1971) из Университета Калифорнии предположил, что магниторецепция основана на криптохромах — светочувствительных белках, находящихся в сетчатке глаза. Они образуют пары радикалов, чувствительных к магнитному полю Земли. По сути, птица видит магнитное поле как дополнительный «фильтр» в своём зрительном поле. Эксперименты на голубях подтвердили это: при нарушении светового режима магнитная навигация нарушалась.
А в клюве — особенно у голубей и буревестников — находятся крошечные структуры, содержащие магнетит, кристаллы оксида железа. Они тоже регистрируют магнитное поле, но пассивно, как сенсоры давления. Это своего рода второй, резервный компас.
Таким образом, птицы обладают двойной навигационной системой — одна работает «визуально» через глаза, другая — механически через рецепторы в клюве. И, похоже, они сравнивают показания обеих систем, как мы проверяем карту и компас одновременно.
Полёт по звёздам
В 1950-х орнитолог Franz Sauer (1911–1983) придумал сделать планетарий для птиц. Он помещал зарянок в куполообразный вольер, на внутреннюю поверхность которого проецировались звёзды. Когда показывали осеннее небо с Полярной звездой, птицы начинали стремиться на юг. Если проецировали весеннее — направление менялось. А если звёзды выключали — птицы путались.
Дальше исследование подхватил Stephen T. Emlen (р. 1941). Он работал с индиговыми овсянками (Passerina cyanea) — красивыми сине-голубыми воробьиными из Северной Америки. Птенцов выращивали в полной темноте или под искусственным небом. Оказалось: молодые птицы учатся распознавать вращение звёзд вокруг Северного полюса и используют его как главный ориентир. У тех, кто не видел этого вращения, ориентация нарушалась.
То есть птицы буквально воспринимают небо как карту и учатся ей пользоваться, как водитель запоминает дорожные указатели. Особенно важны контрастные звёзды и созвездия — они служат не столько визуальными ориентирами, сколько якорями памяти.
Обонятельная карта
Если магнитные и звёздные компасы работают в небе, то ближе к земле подключается запах.
В опытах Gagliardo et al. (2013) с буревестниками (Calonectris diomedea) на Азорских островах часть птиц выпускали домой с отключённым обонянием. Их спутниковые трекеры показали, что такие особи терялись и летели зигзагами. Те, кто сохранил нюх, возвращались почти по прямой.
Обонятельная гипотеза была сформулирована ещё в 1970-х Hans G. Wallraff (р. 1931) в Германии. Он доказал, что голуби распознают родные места по воздушной «розе запахов» — композиции запахов, разносимых ветром из разных направлений. Для этого им нужно несколько недель на акклиматизацию: они формируют обонятельную карту местности. А потом используют её как сеть ориентиров, как мы ориентируемся по запаху пиццы и свежей выпечки на знакомой улице.
Сейчас подтверждения этой гипотезы поступают от исследований мозговой активности у птиц. Область мозга, связанная с обонянием, активно работает у навигационных видов, особенно у морских.
GPS для крыльев
Настоящий прорыв в изучении миграции произошёл после появления платформы Movebank, на которой исследователи со всего мира размещают треки перемещений птиц. В базе — десятки тысяч птиц, от чаек до кондоров, с точностью до нескольких метров.
Один из самых известных кейсов — это самец малого веретенника (Limosa lapponica) с меткой 4BBRW, отслеженный в 2020 году. Он пролетел 12 854 километра без остановки с Аляски до Новой Зеландии за 11 суток. Ни посадок, ни сна, ни еды. Просто прямой сверхмарафон.
Спутниковые данные позволили увидеть, что разные виды выбирают строго определённые коридоры миграции, а также ключевые «остановки» — так называемые стоповеры. Например, кулички Calidris останавливаются в прибрежных болотах Вьетнама, в Яванском море и на китайском побережье. Если один из этих участков будет разрушен — исчезнет вся цепочка.
GPS также позволил изучить поведение оседлых видов. Стало ясно, что даже «неперелётные» птицы, вроде синиц и дроздов, совершают микромиграции, перемещаясь на десятки километров в поисках корма.
Мозг путешественника
В книге The Genius of Birds (Ackerman, 2016) Jennifer Ackerman (р. 1959) рассказывает о том, как у птиц в миграционный период увеличивается гиппокамп — отдел мозга, отвечающий за пространственную память. Этот феномен подтверждён у болотных овсянок, перепелов, грачей и даже у городских голубей.
Птица помнит где она была, какие ветра дул, какие звёзды висели в небе, как пахло с востока и где болела лапа. И всё это не просто чувства, а нейронные паттерны, живущие годами. Более того, у разных видов активируются разные части мозга: у буревестников — обонятельные доли, у мухоловок — зрительные, у воробьиных — магниточувствительные зоны.
Миграция — это не просто перемещение. Это неврологический подвиг.
Генетика маршрута
Что ещё более удивительно: у многих птиц курс зашит в генах. Это доказал Peter Berthold (р. 1939), скрестив мухоловок из разных популяций. Получившиеся гибриды стремились в промежуточную точку — ни туда, ни сюда. Это означает, что направление миграции может наследоваться, как цвет перьев или форма хвоста.
В более современных исследованиях, например у Kasper Thorup (р. 1971) из Орхусского университета, птенцов перемещали на тысячи километров от родины. Но они всё равно летели в сторону, заданную их родовой памятью, даже не зная, где находятся.
Заключение
Птицы — это не просто красивые создания на проводах. Это путешественники с многомерной системой навигации. В их распоряжении — магнитное зрение, звёзды, запахи, генетическая память, личный опыт и постоянная коррекция курса.
Мы, люди, до сих пор не способны повторить их подвиги без машин. А птицы делают это каждый сезон — с точностью до куста.
Vkontakte
Twitter
Одноклассники
