Перелетные птицы используют магнитную карту для дальних путешествий

Птицы обладают впечатляющей способностью к навигации. Они могут преодолевать большие расстояния в места, где никогда не были, иногда возвращаясь домой после месяцев отсутствия.

Несмотря на множество исследований, ученые до сих пор пытаются понять, как именно птицы находят нужное направление.

Многие исследования сосредоточены на почтовых голубях, известных своей способностью возвращаться в голубятни после перемещений на большие расстояния. Данные свидетельствуют, что голуби используют комбинацию обонятельных сигналов для определения своего местоположения, а затем солнце в качестве компаса для выбора правильного направления.

Это называют "навигацией по карте и компасу", что аналогично человеческой стратегии ориентирования: мы определяем свое положение на карте, а затем используем компас.

Но голуби ориентируются на относительно коротких дистанциях — десятки или сотни километров. Перелетные птицы сталкиваются с гораздо более сложной задачей. Каждый год миллиарды мелких певчих птиц преодолевают тысячи километров между местами размножения в Европе и зимовками в Африке.

Это одно из самых опасных событий в их жизни, и если они не смогут точно определить нужную среду обитания, то не выживут. Эксперименты с перемещением показывают, что эти птицы также могут корректировать свой путь из мест, где никогда не были, иногда с другого конца континента.

На таких огромных расстояниях сигналы, которые используют голуби, могут не работать для мигрирующих птиц. Ученые полагают, что им может потребоваться более глобальный механизм картографирования.

Навигация и определение местоположения

Люди определяют свое положение, вычисляя широту и долготу. Человеческие мореплаватели могли вычислять широту по высоте солнца в полдень тысячелетиями, но на определение долготы ушло гораздо больше времени.

В конце концов проблема была решена с помощью высокоточных часов, которые могли показывать разницу между местным временем восхода солнца и средним временем по Гринвичу. Изначально ученые думали, что птицы могут использовать аналогичный механизм, но пока нет доказательств, что смещение биологических часов мигрирующей птицы влияет на ее способность к навигации.

Однако существует другая возможность, которую предлагали уже давно, но никогда не проверяли — до настоящего момента.

Магнитный полюс Земли и географический Северный полюс (истинный север) находятся не в одном месте. Это означает, что при использовании магнитного компаса существует угловая разница между магнитным и истинным севером, которая варьируется в зависимости от местоположения на Земле. В Европе эта разница, известная как магнитное склонение, постоянна по оси восток-запад и, следовательно, потенциально может быть ключом к определению долготы.

Чтобы выяснить, используют ли перелетные птицы склонение, мы протестировали ориентацию мигрирующих камышевок. Мигрирующие птицы, помещенные в клетку, проявляют повышенную активность и, как правило, прыгают в направлении миграции. Мы использовали эту технику для измерения их ориентации после того, как изменили склонение магнитного поля на восемь градусов.

Сначала птиц тестировали на Куршской косе в России, но измененное склонение в сочетании с неизменной магнитной интенсивностью указывало на местоположение близ Абердина в Шотландии. Все остальные сигналы по-прежнему говорили им, что они находятся в России.

Если бы птицы просто реагировали на изменение склонения — как магнитный компас — они бы сместились всего на восемь градусов. Но мы наблюдали драматическую переориентацию: вместо того чтобы смотреть на юго-запад, они повернулись на юго-восток.

Это не соответствовало реакции магнитного компаса, но соответствовало тому, что птицы думали, будто их переместили в Шотландию, и корректировали путь, чтобы вернуться на обычный маршрут. То есть они прыгали в сторону начала своего миграционного пути, как если бы находились близ Абердина, а не в России.

Это означает, что, по-видимому, склонение является сигналом для определения долготы у этих птиц.

Однако остаются вопросы, на которые нужно ответить. Мы до сих пор точно не знаем, как птицы обнаруживают магнитное поле. И хотя склонение изменяется последовательно в Европе и США, если двигаться на восток, оно не дает такой четкой картины местоположения птицы, и многие значения потенциально могут указывать более чем на одно место.

Определенно, нам еще многое предстоит узнать о навигации птиц, но наши открытия могут открыть целый новый мир для исследований.