fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І миттєво отримуй 9 електронних журналів Куншт у подарунок.

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Біологія — 15.11.21
ТЕКСТ: Наталія Атамась
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
На північ через північний захід: як птахи знаходять шлях, коли мігрують

Кожної осені гусині та журавлині ключі у сірому небі змушують серце стискатися від незрозумілої туги за далекими краями та незвичайними подорожами. Адже птахи – це вічні мандрівники, уособлення нескінченного циклу прощань та повернень, натхнення для поетів та головний біль для дослідників-зоологів. Сезонні переміщення тварин залишаються величезною загадкою для біологічної науки. Чому птахи мігрують та як це відбувається – одні з найпопулярніших та найдосліджуваніших тем в історії орнітології, і ми досі доволі далекі від чіткої відповіді на ці питання. Але все ж таки, що нам відомо і чому це важливо?

Туди та назад: навіщо мігрувати?

 

Коли ми говоримо про міграції птахів, то насамперед маємо на увазі довготривалі, часто міжконтинентальні перельоти. Так, багато птахів України та Європи мігрують восени до Африки. Якщо короткотривалі осінні переміщення відбуваються задля пошуку кормового ресурсу, то з довгими перельотами справа складніша. Багато видів птахів летять не просто як їм заманеться, а відповідними сталими маршрутами – міграційними шляхами. Більшість з них прокладається з півдня на північ і навпаки, але існують також і широтні переміщення — зі сходу на захід чи у зворотний бік. На шляху до місць зимівлі птахи втрачають велику кількість енергії та піддаються численним небезпекам. Довготривалі міжконтинентальні подорожі та їхні маршрути еволюціонували тисячі років. У становленні відігравали роль і географія, і тиск хижаків чи конкурентів, і зміна клімату, і тривалість дня, і генетичні механізми.

 

Візьмемо хоча б доволі поширену в Україні пташку – кам’янку звичайну. Вона часто трапляється в Північній півкулі, аж до Гренландії та Канади з одного боку та до Аляски – з іншого. Птахи цих крайніх точок ареалу літають зимувати до Центральної Африки, так само як і європейські підвиди, незважаючи на те, що одним потрібно перетнути Атлантичний океан, а іншим – усю Євразію, понад 8000 км. Американським підвидам кам’янки і на думку не спадає мігрувати на південь кудись ближче, наприклад, у межах свого континенту або в Південну Америку. Їх «невигідний» міграційний маршрут залишається сталим тисячі років.

 

Як узагалі виникли міграції – наразі питання дискусійне. Існують дві основні гіпотези: «з півдня на північ» та «з півночі на південь». На користь першої свідчить тропічне походження деяких птахів, що мешкають у Європі та Штатах – наприклад, ластівок та вивільги. Припускається, що ці групи через нестачу ресурсів та конкуренцію за гніздові ділянки поступово просувалися на північ, де буяння весни кожного сезону супроводжувалось утворенням надлишку кормів: цвітінням та плодоносінням, а також розмноженням комах. Скориставшись цим непостійним ресурсом для виведення пташенят, такі птахи восени повертались додому в теплі краї – зимувати. «Північна гіпотеза» навпаки, передбачає, що саме північних птахів сезонна нестача їжі внаслідок похолодань та постійні зледеніння потроху витискали на південь, змушуючи до перельотів та повернень. Дехто з дослідників вважає, що справедливими є обидві гіпотези, але для різних груп птахів та різних континентів.

 

Зокрема дослідження, проведені щодо великої кількості мігруючих горобцеподібних видів птахів Північної Америки, підтверджують «північну» версію виникнення довгострокових міграцій. Багато тропічних видів птахів насправді мають «північні» корені – тобто у якийсь момент вони просто осіли на півдні і перестали мігрувати. Наразі ми навіть маємо сучасний приклад такої поведінки – формування в Аргентині осілого гніздового угруповання сільської ластівки з Північної Америки. Цим птахам довелося зсунути період розмноження майже на пів року, аби натуралізуватися та почати розмножуватися в Південній Америці, і їхня колонія постійно поповнюється за рахунок іммігрантів-мандрівників з північної батьківщини. Стрімкі зміни клімату призводять до того, що багато видів, підвидів, популяцій птахів просто перестають мігрувати та залишаються зимувати в рідних краях. Особливо це стосується птахів, що призвичаїлися жити поруч з людиною та використовувати її ресурси. Такі зміни у здатності до подорожей можуть відбуватися дуже швидко, протягом декількох поколінь.

 

Як птахи знаходять дорогу?

 

Але ті, хто все ж обирають небезпечну подорож, демонструють надзвичайну витривалість та хист. Птахи летять і вдень, і вночі, долають величезні відстані, перетинають океани та гірські хребти. Довгі перельоти – це справжній виклик з орієнтування у просторі. Вітри, погодні умови, зупинки на шляху для відпочинку – все це може змінити міграційний курс птахів, але в більшості випадків вони здатні його підкоригувати і на диво точно потрапити на місце зимівлі або гніздування. Звідки ж вони знають, куди їм летіти? Загадку пташиної здатності до орієнтації у просторі вчені розгадувати десятки років, і цей процес ще триває, адже механізмів орієнтації та навігації у них виявилось декілька.

 

Уявіть, що ви блукаєте незнайомим містом і гадки не маєте, куди вам далі йти. І раптом ви знаходите рятівний стенд з туристичною картою! «Бінго! – думаєте ви. – Зараз швиденько зорієнтуємося!». Але на стенді немає позначки «ви перебуваєте тут», тому навіть з найдетальнішої карти не буде жодної користі. Птахам ще гірше – для них навіть таких недолугих карт ніхто не вішає.

 

Птах, так само як і горе-турист у чужому місті, має спочатку зрозуміти, де він, а вже потім прокладати курс на місцевості, аби потрапити саме туди, куди йому треба. На відміну від «внутрішніх карт», про які досі відомо досить мало, «внутрішній компас» у птахів вивчений трохи краще. Він складається з великої кількості різних дубляційних систем.

 

По-перше, птахи орієнтуються за сонцем та зірками. Мале пташеня ще в гнізді спостерігає за рухом сонця небом та, використовуючи вроджений дуже точний «внутрішній годинник», запам’ятовує кут нахилу сонячних променів у різний період дня. Птах має постійно калібрувати свій сонячний компас згідно з рухом сонця, і тому малі пташенята, які бачили наше світило у гнізді тільки вранці, не зможуть орієнтуватися за його допомогою вдень. Вночі ж птахам зорієнтуватися згідно з віссю «північ – південь» допоможе Полярна зірка як точка відліку.

 

Найбільш знаменита та загадкова система орієнтування – магнітне чуття птахів. Здатність птахів у буквальному сенсі «бачити» магнітні поля землі пов’язана з наявністю у сітківці їхнього ока спеціальних молекул, що утворюють складний фотохімічний комплекс. Цей комплекс активують хвилі певної довжини у синій та зеленій частині спектру, які сприймаються білками з класу криптохромів. Відповідно до орієнтації голови відносно магнітного поля різниця в інтенсивності таких реакцій у лівому і правому оці обробляється в особливій ділянці переднього мозку, що називається кластер N. А от які саме протеїни точно утворюють цей фотохімічний комплекс – той самий магнітний компас, чутливий до слабких магнітних полів Землі у мільйонні долі тесла, – поки невідомо.

 

На незначних відстанях птахи, як і люди, часто покладаються на візуальні орієнтири – купки дерев, пагорби, водойми. Так вони знаходять, наприклад, своє гніздо або рідне горище на останньому етапі подорожей.

 

Ще одна система орієнтації принаймні у деяких видів – це система та характер вітрів у певній місцевості.

 

Але компас, навіть найбільш досконалий та багаторазово продубльований, не допоможе, якщо немає карти. На відміну від пташиного компаса, про який ми знаємо хоч щось, створення навігаційних карт птахів все ще не до кінця вивчене. Але завдяки магнітному чуттю птахи, найімовірніше, здатні оцінювати та запам’ятовувати розподіл інтенсивності магнітних полів. Магнітне поле Землі має дві характеристики – напруженість та схилення, які відповідно змінюються за віссю «південь – північ» та «захід – схід». Птахи здатні відчувати ці зміни і так орієнтуються у будь-якій точці земної кулі. Окрім того, для голубів та деяких морських птахів доведене існування «ольфакторних карт», коли птахи впізнають певну місцевість за її характерним запахом.

 

Пташині карти у мозку розташовані у відділі, що зветься гіпокамп. У всіх хребетних тварин він відповідає за пам’ять та просторову орієнтацію. У видів, що мігрують, ця ділянка мозку значно більша, ніж у осілих. До того ж гіпокамп збільшується, якщо його частіше та регулярніше використовувати, тому він також більший у дорослих досвідчених птахів.

 

Під час першого перельоту в багатьох видів молоді птахи летять разом з батьками, вчаться у них та запам’ятовують дорогу. Але у малечі є і вроджений механізм орієнтації. Щоправда, він доволі грубий та неточний. Особинам, що тільки-но залишили гніздо, ніде взяти точні карти, але у них вже працює генетично запрограмована система: компас плюс внутрішній годинник. Малі пташенята знають приблизний напрямок на зимівлю і те, скільки саме днів вони ним мають рухатися. Звісно, у точне місце так не потрапиш, але повз Африку доволі складно промахнутися. На зворотному шляху додому з першої зимівлі птахи вже орієнтуються свідомо.

 

Дослідження компасу та карти у птахів, що пов’язане з відчуттям магнітного поля, призвело до розуміння того, наскільки небезпечним для птахів, що мігрують, може бути електромагнітне забруднення на шляху їхньої міграції. Особливо велику проблему для орієнтування становлять великі міста з постійним нічним освітленням та хмарочосами, а також телекомунікаційні вежі. Магнітний компас птахів збивається над мегаполісом, що й казати про банальну небезпеку зіткнення з великими будинками, вітряками та транспортом. Саме тому в багатьох містах Канади і Сполучених Штатів наразі діють програми з часткового вимкнення нічного освітлення під час міграцій, а також заміни міських ліхтарів на ті, що працюють на більш короткохвильовій частині спектру, до якого птахи менш чутливі.

ТЕКСТ: Наталія Атамась
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті
Промо
Проєкт інтелект. Епізод 8: Як приміряти одяг, не заходячи до магазину

Як приміряти одяг, не заходячи до магазину?

Наука
Коли хімія стає зброєю. Уривок з книжки «Вибухова історія людства»

Людство має бойові отруйні речовини і ядерну зброю, вічне джерело енергії, яке водночас може спричинити техногенні катастрофи і радіаційне зараження. Як все це винайшли?

Ідеї
Довіряй, але перевіряй: інтерв’ю з головним редактором журналу «Скептик» Майклом Шермером

У будь-яку мить може з'явитися нова теорія змови. Як зрозуміти, що це омана, і переконати інших довіряти фактам?

Спалах
Світ – велика пробірка: як людям доведеться пристосовуватися до нових мутантів коронавірусу

З’ясовуємо, чим штам вірусу відрізняється від варіанта, як може мутувати коронавірус та як це вплине на розвиток пандемії.

Медицина
Тетрада Фало. Уривок з книжки «Сміх у кінці тунелю»

Лікарям часто доводиться стикатися з труднощами, робити складний вибір і працювати під шаленим тиском. Про свій досвід розповів анестезіолог Іван Черненко у книжці «Сміх у кінці тунелю», яка вийшла у видавництві «Віхола».

Промо
Проєкт інтелект. Епізод 7: Чи може смарт-годинник врятувати життя

Українська компанія Mawi створює смарт-годинники спеціально для вимірювання життєвих показників людини. Про неї сьогодні й поговоримо!