Запахи как навигационные ориентиры для голубей

Исследования почтовых голубей за более чем 40 лет показали, что запахи окружающей среды играют ключевую роль в их способности находить дорогу домой из незнакомых мест. Однако химическая природа этих запахов оставалась загадкой.

Международная команда ученых из Институтов химии и поведения животных Макса Планка, а также университетов Констанца, Пизы и Майнца впервые идентифицировала потенциальные химические навигационные сигналы. На основе собранных данных исследователи также смогли создать региональные "обонятельные карты" для морских эмиссий, биогенных соединений и антропогенного смешанного воздуха и установили существование региональных навигационных химических градиентов в атмосфере.

Создание химических карт

В ходе полевой кампании 2017–2018 годов в Тоскане ученые измеряли набор летучих органических соединений (VOCs) в воздухе в течение нескольких месяцев в домашнем вольере голубей. Эти соединения имеют разное происхождение:

• Биогенные (например, монотерпены) — выделяются деревьями.
• Морские (например, DMS — диметилсульфид).
• Антропогенные (например, триметилбензол) — выделяются промышленностью и городами, выступая как "химические маяки".

Измерения проводились на разных высотах, включая полеты на сверхлегком самолете на 180 метрах — средней высоте полета голубя. Данные о химическом составе, скорости и направлении ветра были объединены с GPS-треками выпущенных птиц. Это позволило построить множественные региональные горизонтальные и вертикальные химические градиенты, которые могут лечь в основу обонятельной карты.

Подтверждение гипотезы

Исследование предоставляет прямое доказательство гипотезы обонятельной навигации. Как поясняет первый автор работы Нора Заннони, голуби строят обонятельную карту на основе распределения запахов, воспринятых за несколько месяцев в домашнем вольере. Эта карта затем используется как компас в точке выпуска для возвращения домой.

"Доказав существование региональных химических градиентов в воздухе... мы нашли, какие химические вещества могут использоваться для навигации", — добавляет Заннони.

Проект стал примером успешной междисциплинарной работы, объединившей атмосферную и аналитическую химию, орнитологию, изучение поведения животных, компьютерные науки и статистику.

"Поразительно, — отмечает руководитель проекта Джонатан Уильямс, — мы обнаружили эти химические градиенты с помощью нескольких тонн сверхчувствительного оборудования, но ту же сложную информацию о запахах может анализировать и преобразовывать в региональную карту 400-граммовый голубь".