Ученые из России выяснили, как работает магнитный компас птиц
Ученые из России, Германии и Великобритании установили, что тростниковые камышовки, небольшие перелетные птицы, используют для навигации и определения долготы один из параметров магнитного поля Земли - магнитное склонение (деклинацию).
«Любое животное, которое перемещается по поверхности Земли, должно попасть из пункта, А в пункт Б. Для этого оно должно пользоваться, с одной стороны, „картой“, чтобы понять, в каком направлении нужно двигаться, а с другой — „компасом“, чтобы сориентироваться в этом направлении. Очень важный момент, который концептуально был сформулирован ещё в 50-е годы, но до сих пор многим не ясен: карта и компас — это две связанные, но отдельные вещи. Карта и компас не обязаны быть основаны на одних и тех же принципах», — рассказал «Чердаку» руководитель исследования Никита Чернецов, ведущий научный сотрудник Зоологического института РАН.
Немецкие ученые еще в середине XX века показали существование у животных магнитного «компаса», а существование магнитной «карты» предполагалось давно, но экспериментально было показано лишь в последние 5−10 лет. «Мы показали, что у тростниковых камышовок есть магнитная „карта“. Камышовок можно перевезти в Москву, и они поймут, что их сместили с трассы миграции на восток, и изменят свою активность в специальных круглых клетках. А можно им создать магнитные условия Москвы, никуда не перевозя, и они ведут себя так, как будто мы их действительно туда перевезли», — сказал Чернецов.
Для навигации по широте птицы используют общую интенсивность магнитного поля и магнитное наклонение, которые меняются с севера на юг. Сейчас ученые продолжили свои исследования, показав, как камышовки решают проблему долготы, то есть отличают запад от востока. «Люди решили проблему долготы только в XVIII веке, до этого мореплаватели как следует измерять долготу не умели, и это дорого им обходилось в смысле денег и человеческих жизней. Решили они ее путем создания очень точных хронометров: у вас есть часы, которые вы калибруете по местному времени, и часы с фиксированным временем, например, по Гринвичу», — сказал Чернецов.
Птицы таким методом не пользуются — это тоже установили российские ученые. И тогда возникла идея, что можно использовать меняющееся с запада на восток магнитное склонение — разницу в направлении на географический и на магнитный север. Например, в Москве магнитное склонение равно 10 градусам: это означает, что северная стрелка магнитного компаса показывает не на Полярную звезду, а на 10 градусов правее, по часовой стрелке.
«Для того чтобы использовать магнитное склонение, нужно воспользоваться магнитным компасом, о котором известно, что он у птиц есть, астрономическим компасом, который тоже есть у птиц, и сравнить полученные значения», — объясняет ученый.
Чтобы экспериментально проверить эту гипотезу, группа Чернецова поймала в Рыбачем в Калининградской области 15 взрослых и 25 молодых камышовок (Acrocephalus scirpaceus). Их поместили в специальные клетки Эмлена, с помощью которых отслеживают поведение птиц. В такой клетке они могут видеть дневное и ночное небо и получать всю необходимую для навигации сенсорную информацию. На дне клетки установлена емкость с чернилами: птица, которую миграционные инстинкты «тянут» двигаться в определенном направлении, оставляет следы на бумажном конусообразном «воротнике» в верхней части клетки.
Контрольная группа птиц ориентировалась, как и должна была, на юго-запад, куда на зиму летят птицы, а для экспериментальной ученые слегка «передвинули» магнитный север — изменив только один параметр магнитного поля для камышовок, исследователи как бы «переместили» их на восток Шотландии.
«Птицы вместо юго-запада стали ориентироваться на восток-юго-восток — то есть они повели себя так, как будто мы действительно отвезли их в Шотландию. Они нюхали тот же воздух, видели те же звезды, солнце всходило и заходило в то же самое время, мы изменили только один параметр, склонение», — сказал Чернецов.
При этом навигация на основе магнитного склонения, видимо, появляется у камышовок с опытом, потому что молодых птиц виртуальное перемещение в Шотландию смутило, и они не смогли сориентироваться в нужном направлении.
Теперь ученые планируют проверить свои выводы для других видов мигрирующих птиц и животных. «Я стараюсь быть очень осторожным, потому что, как показывает практика, хотя общие принципы того, какие сенсорные системы птицы используют для ориентации и навигации, схожи, конкретные решения у разных видов и даже популяций могут быть разные», — пояснил ученый.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology.