Sposoby orientacji ptaków podczas długich lotów. Jak nawigują ptaki wędrowne. Wizja jako sposób orientacji w przestrzeni

Być może najbardziej rozległą, reprezentatywną, a jednocześnie piękną, niesamowitą i mało znaną aż do tajemnicy kategorią przedstawicieli fauny naszej planety są ptaki. Wydaje się, że wszystko jest na twoich oczach, to znaczy nad twoją głową, ale jak dotąd nie wszystkie subtelności ich istnienia zostały odkryte i zbadane.

Pomimo faktu, że oddział ptaków zamieszkuje Ziemię od około 160 milionów lat (przodkami ptaków były pterodaktyle), niewiele wiadomo o sezonowych wędrówkach tych stworzeń, o ich długich lotach. A co najważniejsze – o wyjątkowej możliwości orientacji w bezmiarze globu.

Czytając niezbyt liczne publikacje i opracowania naukowe, możemy stwierdzić, że właśnie orientację ptaków w locie naukowcy zaczęli badać dopiero około sto lat temu. I nadal nie ma jednoznacznych i konkretnych odpowiedzi na wszystkie interesujące pytania. Zasadniczo informacje na poziomie hipotez.

Nie jest to jednak zaskakujące. Uważa się, że nasza cywilizacja przekroczyła zaledwie 5-7 proc. swojego istnienia, a ta sama ścieżka jest za nauką i innymi gałęziami wiedzy.

Zaznaczam, że przez dwie dekady osobiście miałem do czynienia z radarową i wizualną kontrolą przestrzeni powietrznej, w której ptaki były dość często obiektem wykrycia jako cele powietrzne. Więc mam jakiś pomysł na ten temat.

W szczególności o orientacji ptaków wędrownych w ich lotach

Wiadomo, że nie wszystkie ptaki pozostają na zimę w swoich siedliskach. Jak śpiewać Władimir Wysocki, „wszystko dąży do ciepła przed mrozem i zamiecią śnieżną”. Chociaż ta opinia barda jest obecnie kwestionowana przez przeciwnych uczonych.

Zostawmy na razie fakt, że nie wszystkie ptaki lecą na południe. Niektóre gatunki preferują północne obrzeża kontynentu. Ale trzeba przyznać, że zdolność do corocznego pokonywania dziesiątek tysięcy kilometrów dwa razy w roku z godną pozazdroszczenia wytrwałością i nie mylenia się z pożądanym „lotniskiem” czasami powoduje zdumienie. W końcu ptaki, podobnie jak ich konkurenci, nie mają samolotów zbudowanych przez człowieka, nowoczesnych urządzeń nawigacyjnych, naziemnych systemów śledzenia i kontroli lotu, które w każdej chwili mogą określić ich położenie, sprawdzić kurs i skorygować trasę.

Co można powiedzieć o nawigacji ptaków?

Naukowcy zaproponowali wiele opcji. Jest to orientacja wizualna w zależności od terenu, infrastruktury, linii kolejowych i autostrad, miast. Cóż, może to prawda, ale przede wszystkim dla osiadłych, stosunkowo daleko latających ptaków. Potem słońce, księżyc, gwiazdy i ich pozycje, inne stałe czynniki. Jednak jako główne, wiele z tych hipotez zostało prędzej czy później odrzuconych nie tyle ze względu na różnorodność gatunków ptaków, ile ze względu na jeszcze większą różnorodność ich zachowań.

Obecnie, wraz z rozwojem nauki, dominuje hipoteza, że ​​orientacja i nawigacja ptaków wędrownych odbywa się za pomocą pola magnetycznego planety, które istnieje między biegunami. Ten osąd został po raz pierwszy wyrażony ponad 100 lat temu przez rosyjskiego akademika ALE. Middendorf. Na początku się udało, a potem albo uznano, albo odmówiono, nie oferując nic znaczącego w zamian. Za pomocą metod stosowanych wówczas do weryfikacji pomysłu nie można było ani udowodnić, ani obalić.

Eksperymenty przeprowadzono głównie na gołębiach, które, jak wiadomo, nie są ptakami wędrownymi. Do głowy, łap lub skrzydeł ptaków przyczepiono małe magnesy, aby dowiedzieć się, jak wpływają na lot. Z tego powodu normalny lot został zakłócony, ale nie udało się uzyskać odpowiedzi na pojawiające się pytania.

Obecnie orientacja geomagnetyczna ptaków w kierunku lotu (wraz z innymi punktami orientacyjnymi) jest rzekomo udowodniona teoretycznie i eksperymentalnie. Ciekawostką jest, że na stanowiskach dowodzenia wojsk radiotechnicznych jako dokument znajduje się „Mapa sytuacji ornitologicznej” z ustalonymi trasami przelotów ptaków. Warto zauważyć, że główny szlak ptaków wędrownych, rozpoczynający się w rejonie Brześcia, wiedzie na północny-wschód republiki, gdzie wydaje się, że ptaki gromadzą się w duże stada, żerują w długiej wędrówce, a następnie podążają w kierunek południowy. Jest to jednak oparte na uogólnionych obserwacjach długoterminowych. Tylko.

Zwracając się do nowszych badań

W Instytucie Zoologicznym we Frankfurcie nad Menem rudziki umieszczono w dużej komorze, wewnątrz której wytworzono sztuczne pola magnetyczne. Za pomocą tych pól można było skompensować pole geomagnetyczne lub stworzyć jego inne siły. Ptaki zostały odizolowane od wszystkich innych zewnętrznych punktów orientacyjnych.

W normalnym polu geomagnetycznym ptaki prawidłowo wybrały kierunek swojego lotu migracyjnego. Gdy pole było osłabione 2-4 razy lub podwojone, kontrolowani losowo biegali po komorze, tracąc wszelką orientację. Zgromadzili się ponownie tylko poza strefą promieniowania. Podobne zaburzenia zdolności nawigacyjnych ptaków wędrownych obserwuje się również podczas silnych burz magnetycznych.

Przy okazji, o wrażliwości ptaków na emisje radiowe o ultrawysokiej częstotliwości. Jeśli ktoś nie wie, cele powietrzne, wśród których znajdują się wykryte gęste stada ptaków, na ekranach stacji radarowych mają znak podobny do znaku rzeczywistego celu wolnoobrotowego, np. balony, helikoptery, lekkie samoloty, formacje meteorologiczne czy coś takiego.

Jednym ze sprawdzonych sposobów rozpoznania rodzaju „ptaka lub celu” jest napromieniowanie tego celu bezpośrednim promieniowaniem z radaru, w szczególności wysokościomierza radarowego. Po pewnym czasie intensywnej ekspozycji, jeśli celem jest stado ptaków, rozpadnie się. Tak w praktyce rozpoznawane są stada ptaków.

A ostatnio, po raz pierwszy, biolodzy przedstawili i uzasadnili wersję tego, jak ptaki wędrowne odczuwają pole magnetyczne.

„Istnieją dwie hipotezy, wyjaśnia Dmitrij Kiszkiniew, pracownik jednego z uniwersytetów Kanady, - magnetyczne i węchowe (zapachowe). Obecnie naukowcy aktywnie poszukują narządów magnetoreceptywnych, które mogą służyć jako wewnętrzny kompas dla ptaków. Według jednej wersji ptaki w siatkówce mają pewne fotoreceptory, które widzą pole magnetyczne. Udowodniono, że wrażliwość na pole magnetyczne jest powiązana ze wzrokiem. Uważa się, że siatkówka zawiera światłoczułe białka - kryptochromy, które pod wpływem światła i pola magnetycznego mogą być wzbudzane na różne sposoby w zależności od orientacji jej linii sił. Druga opcja sugerowała, że ​​ptaki mają w górnym dziobie narząd magnetyczny – 15 lat temu znaleziono tam komórki zawierające dużą ilość tlenku żelaza. Naukowcy zdecydowali następnie, że jest to pożądany magnetoreceptor, połączony z mózgiem ptaka nerwem trójdzielnym.

Tam się zatrzymali

Czemu? Tak, ponieważ organy ptaków w kontekście rozwiązywania interesujących zagadnień praktycznie nie są dokładnie badane. Naukowcy dzielą umiejętność orientacji (wyboru kierunku) ptaków i nawigacji - umiejętność nie tylko utrzymywania ścisłego kierunku ruchu, ale także reprezentowania swojej prawdziwej lokalizacji względem celu.

Dzięki eksperymentom trwającym od lat 60. naukowcy wierzyli, że ptaki mogą poruszać się na kilka sposobów.

Badacze pod kierownictwem Kiszkiniewa złapali pokrzewki na stacji biologicznej w Rybachach (Mierzeja Kurońska, obwód kaliningradzki) wiosną, kiedy ptaki odlatują na północ. Według danych dzwonków biolodzy wiedzą, że ptaki te muszą lecieć do gniazdowania albo do krajów bałtyckich, albo do północno-zachodniej części Rosji (do regionu Leningradu, Karelii) lub na południe Finlandii. Złapane ptaki przywieziono do Moskwy samolotem, a niektóre z nich były operowane: jednej połowie gajówki nacięto nerw trójdzielny, a drugiej połowie wykonano to samo nacięcie w dziobie, ale bez przecinania nerwu. Dokonano tego w celu wykluczenia wpływu na nawigację ptaków samego faktu operacji na dziobie.

Aby dowiedzieć się, jak operacja wpłynie na nawigację ptaków, przywieziono je do stacji biologicznej Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego w pobliżu Zvenigorod, ale z jakiegoś powodu nie zostały wypuszczone. Do badania zachowań migracyjnych ptaków wykorzystano metodę klatkową. Emlena. Jest to stożek z siateczką na górze, przez którą ptak widzi gwiazdy. Istota metody jest następująca: w okresie migracji ptak umieszcza się w tej klatce, a gdy zaczyna „jazdę” migracyjną, zaczyna skakać i zostawiać ślady na ścianach stożka w kierunku, w którym potrzebuje latać naturalnym połączeniem. Eksperyment, którego wyniki opublikowano w prasie naukowej, wykazał, że ptaki z odciętym nerwem nie czuły, że zostały przetransportowane – kontynuowały nawigację na północny wschód, wierząc, że wciąż znajdują się w obwodzie kaliningradzkim. A fałszywie obsługiwane ptaki zdały sobie sprawę, że znajdują się tysiąc kilometrów od miejsca schwytania, i zrekompensowały kierunek z północnego wschodu na północny zachód.

Naukowcy uważają, że odcięty nerw przekazał informacje do mózgu ptaka, najprawdopodobniej za pośrednictwem pola magnetycznego, o jego obecnym położeniu na powierzchni Ziemi. Aby jednak poznać swoje położenie, ptak musi albo mieć „siatkę” pola magnetycznego Ziemi, albo znać naturę jego zmiany długości i szerokości geograficznej.

Ale gdzie jest ta „siatka” i jak poznać zmianę pola?

„Wydaje mi się, że opcja siatki jest bardzo skomplikowana, bo natura zawsze wybiera mniej precyzyjne, ale proste mechanizmy. Najprawdopodobniej ptaki czują, że podczas ruchu siła pola za bardzo rośnie, a gdy przekroczony zostanie określony genetycznie próg, ptak włącza się "plan awaryjny". Zamiast lecieć na północny wschód, jej komputer pokładowy przełącza się na: „leć na północny zachód”– wyjaśnił autor opracowania.

Więc ten eksperyment można uznać za niekompletny. Co więcej, same receptory magnetyczne nie zostały jeszcze znalezione w żuchwie; ponadto ostatnie badania wykazały, że komórki zawierające żelazo nie są komórkami nerwowymi, ale makrofagami, które konsumują bakterie. A takie komórki znajdują się nie tylko w dziobie, ale także w innych tkankach.

Oznacza to, że mamy sytuację, która rozwinęła się nie na korzyść współczesnej nauki światowej: wiele obserwacji potwierdza, że ​​ptaki są doskonale zorientowane, szczególnie podczas długich sezonowych lotów na ogromne odległości - przelatując nad rozległymi przestrzeniami oceanicznymi bez wizualnych "punktów kontrolnych", nie tylko wzdłuż pola magnetycznego Ziemi, ale także poprzez dostosowanie jej tras z uwzględnieniem deklinacji magnetycznej, czyli z uwzględnieniem rozbieżności kątowych kierunków biegunów geograficznych i magnetycznych Ziemi. Ale aby znaleźć biologiczny mechanizm określania tych meridianów magnetycznych, czyli osławionego „ptasiego kompasu”, i poznać zasadę jego działania, człowiek nie jest jeszcze w stanie.

Ale była inna odważna i nieoczekiwana wersja. Jeśli „lęk migracyjny” jest jedną z ważnych przyczyn rozpoczęcia wędrówek ptaków, to pojawia się pytanie: czy wzrost aktywności magnetycznej (około dwukrotny) nie występuje na Ziemi dwa razy w roku - w okresach równonocy wiosennej i jesiennej - w okresach ich migracji (ptaków)?

To wszystko, co można powiedzieć na dziś. Istnieją hipotezy, ale człowiek, „król natury”, nie może iść dalej.

Tylko trochę informacji

Rybitwa rzeczna opuściła swoje gniazdo w Finlandii około 15 sierpnia 1996 r. i została złowiona 24 stycznia 1997 r. w Australii. Przeleciała 25 750 km. Wysokość lotu zwykle nie przekracza 3 tys. metrów, zdarzały się jednak przypadki wznoszenia się do 6300 metrów (pomiary radarowe).

Główne szlaki migracyjne z europejskiej części Rosji: z prawie dwustu gatunków ptaków migrujących 16 trafia do Australii, 16 do Ameryki Północnej, 5 do Ameryki Południowej, 95 do Afryki.

Łabędzie, bociany, żurawie i gęsi latają w rodzinach lub dużych społecznościach. Bociany podczas długich lotów mogą okresowo zasypiać w locie na 10-15 minut.

Stado z reguły prowadzi najbardziej doświadczony ptak - lider, który przeleciał już tą trasą. Zdarzały się jednak przypadki zastępowania lidera w locie przez lecących z tyłu „zastępców”, a także łączenia dwóch klinów w jeden. Co więcej, zauważono, że zdarzało się to w przypadkach, gdy niektóre ptaki zmęczyły się w locie i zaczęły wypadać z porządku. A wniosek był taki, że tymczasowe połączenie klinów zostało zrobione dla moralnego wsparcia zmęczonych. Widać było, że silniejsze ptaki wydawały się spychać słabsze w szeregi. Po pewnym czasie wyrównane kliny ponownie podzieliły się na kilka i kontynuowały swój normalny lot.

I jeszcze coś niesamowitego.

W jednostkach zapewniających loty i kontrolę lotnictwa uzbrojono nas w radiostacje sterujące typu PAR-8 (wtedy bardziej nowoczesne systemy). Systemy te są nadajnikami fal średnich, które emitują kod Morse'a. Ponadto zestaw znaków ustalany jest indywidualnie dla każdego konkretnego napędu radiowego.

Antena składała się z czterech równoległych kabli nadawczych umieszczonych na wysokości na masztach. Antena ta utworzyła dwie charakterystyki promieniowania w przeciwnych kierunkach, czyli dwie wiązki. A samolot, który otrzymał ten konkretny zestaw, skupiający się na maksymalnym promieniowaniu, poszedł na ten konkretny napęd. A w okresach lotów sezonowych, w szczególności żurawi, za każdym razem zauważaliśmy, że stada szły prosto na nasz zapęd, a następnie korygowaliśmy dalszy kierunek lotu.

Pomimo tego, że sześć kilometrów od naszej małej jednostki znajdowało się centrum miasta, dość rozległe, z trzy-czteropiętrowymi budynkami, rurami i innymi rzeczami, które mogłyby służyć jako znacznie bardziej kontrastowe odniesienie wizualne. Okazuje się, że ptaki złapały promieniowanie napędu?

Należy zauważyć, że na tych kablach antenowych zatrzymywały się na noc stada mniejszych ptaków. Na szczęście siła pozwoliła. A po nocnym odpoczynku lot kontynuował. Możliwe, że promieniowanie napędu radiowego również pomogło im znaleźć tak niekonwencjonalne miejsce spoczynku w ciemności. Warto powiedzieć, że wokół nie było drzew, teren był pusty, a linia wysokiego napięcia, która nie była jeszcze podłączona, znajdowała się z dala od śladów ptaków i najwyraźniej im nie odpowiadała.

Niektórzy z moich kolegów z klasy po ukończeniu studiów zostali przypisani do floty, w szczególności do statków kompleksu dowodzenia i pomiarów, które zapewniają stały monitoring obiektów kosmicznych. W tym zamieszkałe. Chłopaki rozmawiali o przypadkach, gdy stada ptaków, zwykle przy niesprzyjającej pogodzie, znajdowały te statki na środku oceanów (według emisji radiowej statków?) i, aby nie umrzeć, dosłownie utknęły wokół swoich pokładów, sprzętu i nadbudówki. A kiedy pogoda się poprawiła, nakarmieni przez marynarzy, wznowili lot. Wstępny lot pożegnalny wokół statku. Oczywiście z wyjątkiem tych, którzy zginęli. To samo mówili również marynarze innych okrętów wojennych. Ornitolodzy uważają, że taki przelot nie jest oznaką wdzięczności, ale sprawdzianem skrzydeł i zdolności stada do dalszego lotu.

I dopóki ptaki nie zostaną dokładnie zbadane, dopóki nie powstanie skuteczne, przynajmniej w postaci działającego układu, koło zamachowe jako robocza kopia ptaka, najwyraźniej hipotezy pozostaną takie.

Aby poprawnie wyznaczyć kurs dla zamierzonego celu, nawigator statku lub samolotu korzysta z pomocy złożonych przyrządów nawigacyjnych, korzysta z map, tabel, a teraz nawigacji GPS, monitoringu GPS. Tym bardziej zaskakująca w tym kontekście wydaje się być zdolność ptaków i zwierząt do orientowania się z niezwykłą dokładnością względem powierzchni ziemi. Szczególnie wyraźnie ptaki zachowują się w kosmosie. Odległości, jakie ptaki pokonują podczas sezonowych wędrówek, są czasami bardzo duże. Na przykład rybitwy popielate wykonują dwumiesięczny lot z Arktyki na Antarktydę, pokonując około 17 tysięcy kilometrów. A brodzące migrują z Aleutów i Alaski na Hawaje, przelatując nad oceanem przez około 3300 kilometrów. Fakty te są interesujące nie tylko z punktu widzenia fizjologii. Szczególnym zaskoczeniem jest niewątpliwa orientacja ptaków nad oceanem. Jeśli podczas lotu nad lądem można założyć, że są jakieś znane wizualne punkty orientacyjne, to jakie punkty orientacyjne można spotkać na monotonnej tafli wody?

Wiadomo też, że po dalekich wędrówkach ptaki zawsze wracają na swoje miejsca. W ten sposób rybitwy amerykańskie, przetransportowane 800-1200 kilometrów od miejsc lęgowych, w ciągu kilku dni wróciły na swoje dawne miejsca, nad brzegi Zatoki Meksykańskiej. Podobne eksperymenty przeprowadzono z innymi ptakami. Wyniki były takie same.

Nie tylko ptaki „wędrowne”, ale także „osiadłe” mają pewną zdolność orientacji (wytrenowany może wrócić do gołębnika z odległości 300-400 km). Zdolność ptaków do poruszania się w przestrzeni była znana już w starożytności. Wtedy już używali poczty gołębi. Jednak same obserwacje lotów ptaków, ich zachowania praktycznie nie dały nic do wyjaśnienia przyczyn orientacji. Do tej pory istnieje tylko wiele przypuszczeń i teorii na ten temat.

Angielski naukowiec Metoz ustalił empirycznie, że gołębie pocztowe gorzej orientują się w pochmurne dni. Wystrzelone z odległości ponad 100 kilometrów odchylały się o znany kąt od właściwego kierunku lotu. W słoneczny dzień ten błąd był znacznie mniejszy. Na tej podstawie wysunięto opinię, że ptaki orientują się na słońce.

Wiadomo, że orientacja na słońce w przyrodzie naprawdę istnieje. Na przykład niektóre owady wodne, pająki morskie, mają zdolność poruszania się w słońcu. Wypuszczone na otwarte morze bez wątpienia rzucą się z powrotem na brzeg - ich zwykłe siedlisko. Kiedy zmienia się pozycja słońca na niebie, pająki zmieniają odpowiednio kąt i kierunek ruchu.

Wszystkie te fakty w pewnym stopniu przemawiają na korzyść teorii Metozy. Jednak istotnym zarzutem są nocne loty wielu ptaków. To prawda, że ​​niektórzy naukowcy uważają, że w tym przypadku ptaki kierują się gwiazdami. Tak zwana teoria magnetyczna stała się powszechna. Pomysł, że ptaki mają specjalny „zmysł magnetyczny”, który umożliwia im poruszanie się w polu magnetycznym Ziemi, został wyrażony w połowie XIX wieku przez akademika Midendorfa. Następnie teoria ta znalazła wielu zwolenników. Jednak liczne eksperymenty laboratoryjne, podczas których powstały pola magnetyczne o natężeniu wielokrotnie większym niż pole magnetyczne Ziemi, nie miały widocznego wpływu na ptaki.

Ostatnio „teoria magnetyczna” została skrytykowana przez fizjologów i fizyków. Niemniej jednak należy zauważyć, że ptaki wędrowne wykazują pewną wrażliwość na pewne szczególne rodzaje oscylacji elektromagnetycznych. Na przykład amatorscy hodowcy gołębi od dawna zauważają, że gołębie gorzej orientują się w pobliżu potężnych stacji radiowych. Ich wypowiedzi zwykle nie były traktowane poważnie. Jednak w czasie II wojny światowej uzyskano liczne informacje o wpływie na ptaki wędrowne fal ultrakrótkich emitowanych przez instalacje radarowe (radar). Ciekawe, że promieniowanie radarowe nie miało widocznego wpływu na ptaki siedzące nawet z bardzo bliskiej odległości, ale promieniowanie skierowane na ptaki latające przerwało ich formację.

Z punktu widzenia nauka badająca warunki życia różnych zwierząt. zdolność ptaków do poruszania się w przestrzeni jest całkiem naturalna. Niezwykła szybkość ruchu i możliwość pokonywania znacznych odległości w krótkim czasie odróżniają ptaki od innych przedstawicieli żywego świata naszej planety. Poszukiwanie pożywienia z dala od gniazda niewątpliwie przyczyniło się do rozwoju niezwykłych zdolności poruszania się w przestrzeni w porównaniu z innymi zwierzętami. Jednak, jak widzimy, mechanizm tego interesującego zjawiska nie został jeszcze odkryty. Jak dotąd możemy jedynie założyć, że złożony instynkt ptaków nie opiera się na jednym czynniku. Być może zawiera elementy orientacji astronomicznej na słońce, zwłaszcza że wiele zwierząt ma tę zdolność.

Oczywiście, orientacja wzrokowa wzdłuż powierzchni Ziemi może również odgrywać ważną rolę, biorąc pod uwagę, że wzrok ptaków różni się wieloma cechami. Są oczywiście inne ważne, ale nieznane nauce czynniki. Czy jest wśród nich tak zwany zmysł magnetyczny ptaków, nie można jeszcze z całą pewnością stwierdzić. Dopiero dalsze badania z udziałem naukowców różnych specjalności widocznie pomogą rozwiązać tę zagadkę natury.

Stosunkowo niewielka liczba gatunków i osobników blaszkowatych, perkozów, podudzie, drapieżników, ptaków brodzących, mew, wróblowatych zimuje w południowych rejonach b. ZSRR nad Morzem Czarnym, na Zakaukaziu, na południu Morza Kaspijskiego i na niektórych regionach Azji Środkowej. Przytłaczająca większość gatunków i osobników naszych ptaków zimuje poza granicami kraju na Wyspach Brytyjskich oraz w Europie Południowej, na Morzu Śródziemnym, w wielu częściach Afryki i Azji. Na przykład wiele małych ptaków z europejskiej części byłego ZSRR (pokrzewki, pokrzewki, jaskółki itp.) zimuje w RPA, lecąc z zimowisk do 9-10 tys. km. Drogi przelotowe niektórych gatunków są jeszcze dłuższe. Rybitwy popielate gniazdujące wzdłuż wybrzeży Morza Barentsa - rajski Sternazimują u wybrzeży Australii, lecąc tylko w jednym kierunku do 16-18 tys. km. Prawie taką samą ścieżkę migracji obserwuje się dla sieweczki brunatnoskrzydłej Charadrius dominica gniazdującej w tundrze Syberii, zimującej w Nowej Zelandii, oraz dla jerzyków z ogonami, Hirundapus caudacutus, lecących ze wschodniej Syberii do Australii i Tasmanii (12-14 tys. km); część drogi, którą przelatują nad morzem.

Podczas migracji ptaki lecą z normalną prędkością, naprzemiennie z przerwami na odpoczynek i żerowanie. Wędrówki jesienne odbywają się zwykle wolniej niż migracje wiosenne. Małe ptaki wróblowe w czasie wędrówek pokonują średnio 50-100 km dziennie, kaczki – 100-500 km itd. Tak więc ptaki spędzają w locie średnio stosunkowo mało czasu dziennie, czasem tylko 1-2 godziny. nawet niewielkie ptaki lądowe, takie jak migrujące za oceanem gajówki – Dendroica, są w stanie przelecieć bez zatrzymywania 3-4 tys. km. na 60-70 godzin ciągłego lotu. Ale takie forsowne migracje zostały zidentyfikowane tylko u niewielkiej liczby gatunków.

Wysokość lotu zależy od wielu czynników: gatunków ptaków i możliwości śrutowania, pogody, prędkości przepływu powietrza na różnych wysokościach itp. Obserwacje lotnicze i radarowe wykazały, że większość gatunków migruje na wysokości 450-750 m; poszczególne stada potrafią latać dość nisko nad ziemią. Żurawie wędrowne, gęsi, brodzące i gołębie notowano znacznie rzadziej na wysokościach do 1,5 km i powyżej. W górach stada ptaków przybrzeżnych, gęsi, żurawi obserwowano nawet na wysokości 6-9 km n.p.m. (na 9 km zawartość tlenu jest o 70% mniejsza niż na poziomie morza). Ptactwo wodne (nury, perkozy, alki) pływają po części szlaku, a derkacz przechodzi pieszo. Wiele gatunków ptaków, zazwyczaj aktywnych tylko w ciągu dnia, migruje nocą i żeruje w ciągu dnia (wiele wróblowatych, brodzących itp.), podczas gdy inne zachowują swój zwykły dobowy rytm aktywności w okresie wędrówek.

U ptaków wędrownych w okresie przygotowań do migracji zmienia się charakter przemiany materii, co prowadzi do akumulacji znacznych rezerw tłuszczu przy wzmocnionym żywieniu. Utlenione tłuszcze uwalniają prawie dwa razy więcej energii niż węglowodany i białka. Tłuszcz zapasowy, w razie potrzeby, dostaje się do krwiobiegu i jest dostarczany do pracujących mięśni. Gdy tłuszcze ulegają utlenieniu, powstaje woda, która kompensuje utratę wilgoci podczas oddychania. Szczególnie duże rezerwy tłuszczu znajdują się u gatunków, które w trakcie wędrówek przez długi czas zmuszone są do nieprzerwanego lotu. We wspomnianych już gajkach amerykańskich przed przelotem nad morzem zapasy tłuszczu mogą sięgać nawet 30-35% ich masy. Po takim rzucie ptaki intensywnie żerują, odbudowując zapasy energii i ponownie kontynuują lot.

Zmianę charakteru metabolizmu przygotowującego organizm do lotu lub do zimowania zapewnia połączenie wewnętrznego rocznego rytmu procesów fizjologicznych i sezonowych zmian warunków życia, przede wszystkim poprzez zmianę długości godzin dziennych (wydłużenie wiosna i skrócenie późnym latem); prawdopodobnie pewną rolę odgrywają również sezonowe zmiany w paszy. U ptaków, które mają nagromadzone zasoby energii, pod wpływem bodźców zewnętrznych (zmiany długości dnia, pogody, braku pokarmu) pojawia się tzw. „lęk migracyjny”, gdy zachowanie ptaka zmienia się dramatycznie i chęć migracja powstaje.

Zdecydowana większość ptaków koczowniczych i wędrownych ma wyraźny konserwatyzm gniazdowania. Przejawia się to w tym, że w następnym roku ptaki lęgowe wracają z zimowania na miejsce poprzedniego gniazdowania i albo zajmują stare gniazdo, albo budują w pobliżu nowe. Młode ptaki, które osiągnęły dojrzałość płciową, wracają do ojczyzny, ale częściej osiadają w pewnej odległości (setki metrów – dziesiątki kilometrów) od miejsca wyklucia (ryc. 63). Konserwatyzm lęgowy, mniej wyraźny u młodych ptaków, pozwala gatunkowi zasiedlać nowe odpowiednie dla niego terytoria, a zapewniając mieszanie się populacji zapobiega chowu wsobnemu (ściśle spokrewnionemu krzyżowaniu). Konserwatyzm lęgowy dorosłych ptaków pozwala im gniazdować w dobrze znanym obszarze, co ułatwia poszukiwanie pożywienia i ucieczkę przed wrogami. Istnieje również stałość miejsc zimowania.

Jak ptaki poruszają się podczas wędrówek, jak wybierają kierunek lotu, docierają do określonego obszaru na zimowanie i wracają tysiące kilometrów do miejsca lęgowego - Mimo różnych badań, nie ma jeszcze odpowiedzi na to pytanie. Oczywiście ptaki wędrowne mają wrodzony instynkt wędrowny, który pozwala im wybrać pożądany ogólny kierunek migracji. Jednak ten wrodzony instynkt pod wpływem warunków środowiskowych najwyraźniej może się szybko zmieniać.

Jaja osiadłych kaczek krzyżówki angielskiej zostały wylęgnięte w Finlandii. Rosnące młode kaczki krzyżówki, podobnie jak miejscowe kaczki, odlatywały na zimowanie jesienią, a następnej wiosny znaczna ich część (36 z 66) wróciła do Finlandii w rejon wypuszczenia i tam zagnieździła się. Żaden z tych ptaków nie został znaleziony w Anglii. Czarne gęsi są wędrowne. Ich jaja wysiadywały w Anglii, a jesienią młode ptaki zachowywały się w nowym miejscu jak ptaki osiadłe. Tak więc nadal nie można wyjaśnić zarówno samego pragnienia migracji, jak i orientacji podczas lotu jedynie odruchami wrodzonymi. Badania eksperymentalne i obserwacje terenowe pokazują, że ptaki wędrowne są zdolne do nawigacji na niebie: do wyboru pożądanego kierunku lotu w zależności od położenia słońca, księżyca i gwiazd. W pochmurną pogodę lub gdy podczas eksperymentów w planetarium zmieniał się obraz gwiaździstego nieba, zdolność orientacji uległa wyraźnemu pogorszeniu.

Od dziś, w dniu Gerasima Grachevika, w Rosji spodziewane są ptaki wędrowne. Wykonując loty długodystansowe, wracają z ciepłych krajów. Jak są zorientowani? Dlaczego latają jak klin? Co oni jedza? Postanowiliśmy odpowiedzieć na te i inne „ptasie” pytania.

Jak uzyskać wskazówki?

Jak nie pomylić się z trasą? W końcu błąd będzie kosztował twoje życie! Ale dla podróżnych rejsowych nie stanowi to żadnego problemu: trasy są od dawna określone i pozostają niezmienione z roku na rok. Dokąd się udać, młodsze pokolenie będzie uczyć się od starszych towarzyszy. Ale co, jeśli w stadzie jest tylko jedno niedoświadczone młode? Jak znaleźć drogę bez mapy i nawigatora GPS? Okazuje się, że każdy ptak ma takiego nawigatora, to wrodzony instynkt, który prowadzi ptaki we właściwym kierunku. Potwierdzają to przypadki, w których młode osobniki wykonały swój pierwszy lot całkowicie samodzielnie.

Wiatr, wiatr, jesteś potężny!

Warunki pogodowe z pewnością wpływają na przebieg migracji. W ciepłe dni ptaki latają dłużej, a napływ przybywających ptaków dramatycznie wzrasta. A jeśli nagle nadejdzie silne zimno, ptaki mogą nawet zawrócić na południe. Podczas jesiennej wędrówki chłodny trzask przyczynia się do szybszego wyjazdu. Kaczki mogą poruszać się na południe bez zatrzymywania się, pokonując duże odległości - 150-200 km. Wiatr może zakłócać lot i odwrotnie, przyczyniać się. Mewy, lecąc dość wolno, lecą spokojnie lub przy silnym wietrze. Oczywiście z takim asystentem lot jest bardziej intensywny.

Licz w porządku!

Wiele ptaków lata w klinie, na przykład żurawie i gęsi. Niektórzy uważają, że ptaki lecą jak klin, aby przeciąć powietrze, tak jak dziób statku przecina fale. Ale nie jest. Jednak system klinowaty, jak każdy inny (linia, łuk, linia ukośna), oznacza, że ​​ptaki nie wpadają w wirowe prądy powietrzne, tworzone przez ruchy skrzydeł sąsiadów. W związku z tym, że ptaki z przodu trzepoczą skrzydłami, stworzono dodatkowy podnośnik dla tych, którzy lecą z tyłu. Gęsi oszczędzają w ten sposób do 20% energii. Jednocześnie ptakowi lecącemu z przodu przypisana jest wielka odpowiedzialność: jest przewodnikiem i przewodnikiem dla całego stada. To ciężka praca: narządy zmysłów i układ nerwowy są w ciągłym napięciu. Dlatego prowadzący ptak szybciej się męczy i wkrótce zostaje zastąpiony innym.

Lot samolotem i lunch zgodnie z rozkładem!

W czasie lotu stado nie zawsze będzie w stanie zjeść w pełni – możliwości pozyskania pożywienia są bardzo ograniczone. Skąd czerpiesz siłę do tak ciężkiej pracy? Wybierając się w daleką podróż, zwykle z wyprzedzeniem myślimy o naszej diecie. Ptaki wolą więc dobrze jeść na torze: przygotowując się do lotu, jedzą bardzo ciasno, aby zgromadzić więcej zapasów tłuszczu na długi lot.

Czas odpoczynku i godzina lotu

Lot jest trudny, a zapasy energii szybko wysychają, dlatego bardzo ważne jest, aby ptaki zregenerowały się. Niektóre gatunki ptaków latają prawie bez odpoczynku: na przykład słonka pokonuje w ciągu jednej nocy odległość do 500 km bez zatrzymywania się. Inni nie mogą pochwalić się taką wytrzymałością i robią wiele przystanków. Z reguły prędkość tych ptaków jest niewielka. Organizują sobie odpoczynek w pobliżu zbiorników wodnych, gdzie mogą zregenerować siły, orzeźwić się i ugasić pragnienie. Zajmuje to dużo czasu, a lot trwa średnio około godziny dziennie.

Wędrówka w ciemności

Wiele ptaków migruje nocą. Na przykład przepiórki, łyski i słonki latają tylko nocą. Co więcej, nie tylko nocne ptaki latają nocą: dzikie gęsi, nury i wiele gatunków kaczek kontynuują swoją wędrówkę o każdej porze dnia. Ale jak ptaki latają nocą, przyzwyczajone do światła dziennego? Faktem jest, że ptaki potrafią poruszać się według gwiazd, słońca i konturów krajobrazu. Z łatwością określają też swoje położenie za pomocą ziemskiego pola magnetycznego, dzięki czemu mogą poruszać się w warunkach bardzo słabej, a nawet zerowej widoczności.

9. Orientacja ptaków według słońca

W historii nauki nierzadko zdarza się, że badacz, dążąc do jednego wyniku, uzyskuje inny, czasem znacznie ważniejszy. Zdarza się jednak również, że naukowiec znajduje genialne rozwiązanie właśnie problemu, który sam sobie postawił, a jednocześnie odkrywa, że ​​przyczyny badanego zjawiska są znacznie głębsze, niż się spodziewał.

W ten sposób Cramer dokonał swojego odkrycia, po którym wielu biologów z różnych ośrodków badawczych porzuciło swoją obecną pracę, aby dołączyć do tych, którzy usiłowali rozwiązać zagadkę żywego zegara.

Gustav Kramer urodził się w Mannheim w 1910 roku i otrzymał wykształcenie biologiczne na uniwersytetach we Fryburgu i Berlinie. Jego pierwsza praca naukowa z zakresu fizjologii kręgowców niższych była tak obiecująca, że ​​w wieku 27 lat został mianowany kierownikiem katedry fizjologii Stacji Zoologicznej w Neapolu.

Swoje światowej sławy badania nad orientacją ptaków w locie rozpoczął na Uniwersytecie w Heidelbergu i kontynuował w Instytucie Biologii Morskiej. Max Planck w Wilhelmshaven, położonym na zachodnim wybrzeżu zimnego Morza Północnego. Obserwując ptaki morskie szybko lecące na tereny lęgowe, Cramer zastanawiał się nad odwieczną tajemnicą lotu, z niezwykłą precyzją, z jaką ptaki wędrowne odnajdują drogę do odległego miejsca przeznaczenia.

Ryż. 30. Wyjątkowa trasa lotu dla rybitwy popielatej.

Podziwiał bohaterstwo rybitwy popielatej, tej niezwykłej lotki, która gnieździ się półtora kilometra od bieguna północnego, a wraz z nadejściem jesieni przelatuje nad Kanadą, potem nad martwymi przestrzeniami Oceanu Atlantyckiego do zachodnich brzegów Afryka i po okrążeniu Przylądka Dobrej Nadziei pozostaje do zimy na południe od Port Elizabeth.

Ale rybitwa popielata to nie jedyny przykład doskonałości w sztuce nawigacji. Nowozelandzka kukułka z brązu pokonuje odległość dwóch tysięcy kilometrów, przelatując przez Morze Tasmana do Australii, a stamtąd kolejne tysiąc pięćset kilometrów na północ przez Morze Koralowe do maleńkich zimowisk na Archipelagu Bismarcka i na Wyspach Salomona. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że młoda kukułka, wykonując taki lot po raz pierwszy, może to zrobić sama, wyprzedzając rodziców o co najmniej miesiąc.

Zonotrichia obrączkowana białogłowa powraca rok po roku do tego samego krzewu w ogrodzie profesora L. Menwalda w San Jose (Kalifornia), lecąc trzy i pół tysiąca kilometrów od swoich miejsc lęgowych na Alasce.

Tajemnica takich precyzyjnie wycelowanych lotów od dawna interesuje biologów i wyjaśniają ją na różne sposoby. I nic dziwnego: problem był niezwykle złożony i nie było wówczas możliwości jego naukowego rozwinięcia.

Dlatego też, gdy Cramer zdał sprawozdanie Międzynarodowemu Kongresowi Ornitologów o wynikach swoich eksperymentów dotyczących badania orientacji ptaków, Kongres był zdumiony i zachwycony. R. Peterson powiedział: „Raport Gustava Kramera na temat eksperymentów ze szpakami, który pokazał, że jedynym źródłem orientacji dla ptaków jest słońce, jest niezwykle ekscytujący i urzekający”.

Dziedzina badań migracji zwierząt jest bardzo szeroka, a określenie kierunku migracji to oczywiście tylko jeden z jej aspektów. Ale penetracja jednego aspektu często prowadzi do wyjaśnienia całego problemu jako całości.

Jak widzieliśmy, zwierzęta często migrują do bardzo odległych miejsc i tam znajdują ostateczny, czasem znikomy cel swojego lotu. Taka dokładność byłaby fizycznie niemożliwa w przypadku braku jakiegoś systemu sterowania, podobnego do systemu sterowania torpedy samonaprowadzającej.

Jednocześnie niezwykle ważne jest zrozumienie, że taki system kontroli nie może funkcjonować bez ciągłego napływu informacji ze świata zewnętrznego. Torpeda samonaprowadzająca musi odbierać sygnały, które odbijają się od celu, w przeciwnym razie chybi. Podobnie zwierzęta muszą odbierać sygnały z otoczenia, w przeciwnym razie mechanizm, który nimi kieruje, nie zadziała.

Ale jakie są sygnały? Informacje pochodzące ze środowiska mogą być odbierane albo przez znane nam narządy zmysłów ptaka, albo jeszcze nieznane. Jednocześnie, niezależnie od tego, jak odbierana jest ta informacja, musi być taka, aby ptak mógł rozwiązać trzy problemy.

Po pierwsze, gdzie jest w tej chwili iw jakim kierunku musi iść dalej.

Po trzecie, jak znaleźć miejsce docelowe, kiedy tam dotrzesz.

Czy istnieje jakiś znany lub nieznany nam zmysł, dzięki któremu ptak mógłby otrzymać odpowiedź na wszystkie te pytania? Spróbujmy rozważyć możliwe rodzaje informacji.

Każdy obiekt na powierzchni Ziemi promieniuje ciepłem. Gorące obiekty emitują promieniowanie o dużej intensywności, o krótkiej długości fali, podczas gdy zimne przedmioty emitują promieniowanie o małej intensywności, o długiej długości fali. Dlatego zarówno częstotliwość, jak i natężenie promieniowania na biegunach będą się znacznie różnić od tych w pobliżu równika. Można przypuszczać, że migranci na duże odległości dostrzegają tę różnicę. Ale, jak zauważył Griffin, byłoby to zbyt proste wyjaśnienie zdolności ptaków do nawigacji.

Temu wyjaśnieniu przeczą trzy fakty. Promieniowanie rozchodzi się w linii prostej. Dlatego promieniowanie z obiektu znajdującego się zaledwie półtora kilometra od ptaka spadnie do punktu znajdującego się znacznie wyżej niż poziom zwykłych lotów ptaków. Dodatkowo promieniowanie cieplne jest silnie zniekształcone przez takie cechy krajobrazu jak lasy, jeziora, pustynie, miasta, które wprowadzają do niego tzw. „hałas”. Wreszcie nikt do tej pory nie udowodnił przekonująco, że ptaki potrafią dostrzegać zmiany w promieniowaniu cieplnym.

Wszystko to dotyczy zwykłego promieniowania cieplnego. Ale co z czymś mniej oczywistym? Na przykład z ziemskim polem magnetycznym. Został również nazwany możliwym „kompasem” dla ptaków. Linie ekwipotencjalne pola magnetycznego Ziemi w przybliżeniu pokrywają się z równoleżnikami. Jeśli ptak wyczuje różnicę w sile pola magnetycznego, może określić szerokość geograficzną swojego położenia. Lub powiedzmy inklinacja magnetyczna. Jeśli ptak to dostrzeże, strzałka jego „kompasu” będzie w pozycji poziomej nad równikiem i prawie pionowa - na biegunach. Zmiana pozycji tej strzałki powie ptakowi, gdzie on jest. Ale nawet tutaj są przeszkody. Eksperymenty wykazały, że ptaki nie reagują na pole magnetyczne, nawet znacznie silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Ponadto eksperymentatorom nigdy nie udało się nauczyć ptaków reagowania na pola magnetyczne.

Jakie inne cechy środowiska ptaka mogą dostarczyć mu informacji o jego lokalizacji? Oczywiście obrót ziemi. Prędkość kątowa jej obrotu jest taka, że ​​punkt na powierzchni Ziemi, położony w pobliżu równika, porusza się z prędkością około 1600 km/h. Jeśli ptak leci na wschód z prędkością 100 km/h, jego rzeczywista prędkość (względem Słońca) wyniesie około 1700 km/h, a jeśli leci na zachód, to około 1500 km/h. Jeśli ptak dostrzeże tę różnicę, to może pozornie określić kierunek lotu i szerokość geograficzną swojego położenia.

A jeśli ptak nie lata? Znany jest przypadek, gdy gęsi z podciętymi skrzydłami przeleciały kilka kilometrów w kierunku swoich zwykłych lotów. Ponadto przekonująco wykazano, że ptaki w klatkach są doskonałe w określaniu kierunku. Ale pomimo dowodów na fakty, naukowcy nadal nie byli w stanie ustalić, co pomaga ptakom w nawigacji w locie.

Mamy więc pewne pojęcie o złożoności problemu, przed którym stoi Cramer. Dużą trudnością w eksperymentach dotyczących badania orientacji ptaków było określenie kierunku ich lotu, gdyż można go było zaobserwować jedynie podążając za ptakami. Potrzebna była nowa metoda eksperymentalna.

Od dawna wiadomo, że w sezonie migracyjnym ptaki trzymane w klatkach wykazują tak zwany „niepokój migracyjny”: przelatują z miejsca na miejsce, ale jednocześnie utrzymują określony kierunek. Czy nie jest to kierunek, w którym lecieliby, gdyby byli wolni? Kramer postanowił odpowiedzieć na to pytanie.

Jako obiekt swoich obserwacji wybrał szpaka europejskiego, który doskonale znosi trzymanie w klatkach, jest łatwy do oswojenia i można go trenować.

Wkrótce laboratorium w Wilhelmshaven nabyło młode ptaki o żółtych ustach, a Kramer niecierpliwie czekał na koniec lata, kiedy rozpoczną się jesienne loty.

Jeszcze przed nadejściem chłodnych październikowych dni ustanowił ciągłą obserwację swoich szpaków w ciągu dnia (ponieważ lot szpaków odbywa się w ciągu dnia). Z Wilhelmshaven szpaki zwykle kierują się jesienią na południowy zachód. Czy szpaki w klatkach wolałyby ten kierunek? Cramer nie musiał długo czekać: w październiku jego ptaki rzucały się nerwowo w południowo-zachodnich rogach klatek.

Z jakich punktów orientacyjnych korzystały ptaki? Może jakaś czysto fizyczna cecha terenu, jak drzewo lub wzgórze? Cramer umieścił klatki w różnych miejscach, zakrywając dno klatek tak, aby szpak mógł widzieć tylko niebo, ale ptaki wciąż uparcie rzucały się na południowy zachód. Następnej wiosny, kiedy kierunek lotu szpaków zmienił się na północny zachód, ptaki w klatkach wolały kierunek północno-zachodni.

To jest esencja metody eksperymentalnej, której Kramer szukał od tak dawna. Teraz musiał stworzyć sprzęt do wykonywania tysięcy obserwacji i ich statystycznego przetwarzania.

Zbudowano okrągłą klatkę o absolutnie symetrycznej powierzchni wewnętrznej: znajdujący się w niej ptak nie miał żadnych punktów orientacyjnych, dzięki którym mógłby określić kierunek. Z grzędy znajdującej się pośrodku klatki, w okresie zakłóceń migracyjnych, ptak nieustannie trzepotał w górę, cały czas próbując lecieć w jednym kierunku. Przezroczysta plastikowa podłoga pozwalała obserwatorowi leżącemu pod klatką podążać za ptakiem. Aby zapewnić dokładny zapis pozycji ptaka w dowolnym momencie, plastik został oznaczony na kilka sektorów.

Najważniejszą zmienną w eksperymentach Cramera był kierunek światła wpadającego do komórki. Dlatego umieścił eksperymentalną okrągłą klatkę w sześciobocznym pawilonie, którego z każdej strony było okienko z okiennicą. Do wewnętrznej strony migawki przymocowano lustro, które zmieniało kierunek wiązki światła wpadającego do klatki. I wreszcie, zarówno klatkę, jak i ekran wokół pawilonu można było obracać.

Kiedy wszystko było gotowe, Kramer usiadł pod przezroczystym dnem klatki z notatnikiem i ołówkiem w rękach i co dziesięć sekund odnotował, który z zaznaczonych sektorów zajmował ptak. Nad ranem przez co najmniej godzinę Cramer odnotowywał pozycję ptaka i bardzo szybko przekonał się, że ani sprzęt, ani jego własna obecność nie przeszkadzają szpakom.

Teraz naukowcom nie przeszkadzały już niepewności i niedokładności, które są nieuniknione podczas obserwacji w terenie. Doświadczenie laboratoryjne pozwoliło eksperymentatorowi na dowolną zmianę kontrolowanych warunków. Jak na przykład zachowają się ptaki, jeśli wiązka światła wpadająca do klatki zostanie odbita przez lustro pod kątem prostym do jego naturalnego kierunku? Rzeczywiście, w takiej sytuacji pozycja słońca powinna wydawać się obrócona o 90 ° w stosunku do ptaka w klatce.

Ryż. 32. Szpak wyszkolony do latania w tym samym kierunku w tym samym czasie (na przykład, gdy promienie słoneczne padają w kierunku wskazanym przez strzałkę świetlną) wiedział, w którym kierunku lecieć o dowolnej innej porze dnia (na przykład, kiedy promienie słoneczne padły w kierunku ciemnej strzałki). Kropki pokazują poszczególne pozycje ptaka.

Po raz kolejny Kramer pedantycznie napisał: „Przez pierwsze 10 sekund ptak jest w sektorze 8; drugie 10 sekund - w sektorze nr 9; trzecie 10 sekund - w sektorze nr 7; czwarte 10 sekund - w sektorze nr 9; piąty 10 sekund – w sektorze numer 8…” i tak dalej, aż w ciągu godziny dokonał ponad 350 wpisów. Wkrótce ważność uzyskanych wyników stała się oczywista. Ale czy sceptyczni naukowcy je zaakceptują? Na pewno nie, ponieważ z tych wyników wyniknął całkowicie zaskakujący wniosek. A Kramer ponownie podejmuje swoje męczące spostrzeżenia.

Kiedy ogłosił swoje odkrycia, świat naukowy był naprawdę zdumiony. To, co zaskoczyło naukowców najbardziej, to fakt, że przy zmianie kierunku promieni słonecznych o 90° szpaki próbowały latać w nowym kierunku, obróconym o te same 90°. Tak więc, aby określić kierunek lotu, ptaki muszą skierować się w stronę słońca!

Cramer szukał odpowiedzi na swoje pytania, zmieniając w każdy możliwy sposób warunki swojego eksperymentu. Obrócił nieprzezroczysty ekran wokół pawilonu, aby ptaki mogły widzieć tylko część nieba. Obrócił komórkę. Pokrył pawilon ekranami, aby zmieniać ilość wpadającego do niego światła, symulując różne stopnie zachmurzenia. Ale bez względu na to, jak zmienił warunki, szpaki zawsze wybierały właściwy kierunek, jeśli widziały bezpośrednio słońce.

Cramer znał oczywiście wczesną pracę Behlinga, która wykazała, że ​​pszczoły można nauczyć szukania pożywienia w określonym kierunku. Ale co, jeśli spróbujesz szkolić ptaki w ten sam sposób?

Badacz buduje okrągłą klatkę treningową, która podobnie jak pierwsza, od wewnątrz wygląda absolutnie symetrycznie. Ale na zewnątrz, wokół klatki, równomiernie umieścił dwanaście zupełnie identycznych karmników, pokrytych gumowymi membranami ze szczelinami. Dopóki ptak nie wsadził dzioba przez szczelinę, nie wiedział, który z karmników zawiera ziarno.

Teraz Kramer musiał nauczyć ptaka szukania pożywienia po jednej stronie klatki. Wybrał do tego orientalny podajnik i wsypał do niego zboże o siódmej rano. Ptak wykazał się dużą wytrwałością i po serii prób stwierdził, że pokarm znajdował się tylko w karmniku wschodnim. Po 28 dniach treningu (trening odbywał się od 7 do 8 rano) szpak nauczył się swojej lekcji.

Nadszedł czas na decydujący test. Kramer przesunął klatkę dziesięć kilometrów io 17.45 wsypał ziarno do wschodniego podajnika. Jak ptak będzie się teraz zachowywał?

Podczas porannego treningu słońce znajdowało się nieco na prawo od karmnika wschodniego. Teraz, pod koniec dnia, znajdował się za zachodnim. Czy ptak nadal będzie szukał pożywienia w karmniku wschodnim, czy też skręci za nim w kierunku słońca? Kramer czekał w napięciu. Szpak okrążył nieco klatkę, najwyraźniej niezdecydowany, a potem, popełniwszy tylko raz błąd, zwrócił się do wschodniego karmnika.

Więc ptak jakoś wiedział, że aby rano znaleźć wschód, trzeba iść w stronę słońca, a pod koniec dnia - tak, aby słońce było bezpośrednio za nim!

Aby jeszcze bardziej potwierdzić swoje wnioski, Cramer wymyślił niezwykle elegancki eksperyment. Przede wszystkim wyszkolił szpaka, aby w zachodnim karmniku znajdował pożywienie niezależnie od pory dnia. Następnie zakrył klatkę ekranem chroniącym przed prawdziwym słońcem i oświetlił ją sztucznym słońcem, ale w taki sposób, aby światło padło cały czas z tej samej strony- od zachodu.

Ryż. Ryc. 33. Instalacja Cramera do badania wyboru kierunku przez szpaka w ustalonej pozycji „słońca” (C) (powyżej). Najpierw szpak był szkolony do poszukiwania pożywienia na otwartym niebie (a) w karmniku (P) znajdującym się w zachodnim sektorze klatki (K). Następnie zablokowali klatkę ekranem ochronnym (E) przed prawdziwym słońcem i włączyli stałe „słońce”. A ptak, biorąc sztuczne „słońce” za prawdziwe, rano szukał pożywienia we wschodnim karmniku (b), w północnym w południe (c) i zachodnim pod koniec dnia ( d).

Co biedny ptak zrobi z takim „słońcem”, które ciągle świeci z tej samej strony? Ku zdziwieniu płonącego z niecierpliwości Cramera szpak potraktował tę oprawę jak prawdziwą, to znaczy zachowywał się tak, jakby „słońce” poruszało się po niebie tak, jak powinno. Ponieważ został wyszkolony do szukania jedzenia o każdej porze dnia w karmniku zachodnim, szukał go w karmnik wschodni o godzinie 6 rano, na północy - w południe i na zachodzie - o godzinie 17.

Czy można teraz wątpić, że ten ptak z ciemnymi opalizującymi piórami potrafi określić porę dnia z dokładnością do minuty?

Są to niesamowite odkrycia, które Cramer zgłosił światu naukowemu na początku lat pięćdziesiątych. I choć te odkrycia bardzo szybko przyniosły mu światową sławę, sam patrzył na swoje osiągnięcia oczami osoby o otwartym umyśle. Było jeszcze wiele do zrobienia, aby dowiedzieć się, jak dokładnie orientują się ptaki.

Skoro wykazał, że ptak określa kierunek, orientując się na słońce i biorąc pod uwagę swój dzienny ruch, można uznać, że posiada kompas słoneczny, którego używa w taki sam sposób, jak nawigator wykorzystuje kompas magnetyczny do kreślenia kurs. Ale to było tylko częściowe rozwiązanie problemu. Wszakże aby określić kierunek, człowiek musi mieć również mapę, a także znać swoje położenie na tej mapie. Oznacza to, że aby osiągnąć ostateczny cel lotu, ptak również musi mieć jakąś mapę. Ale nikt jeszcze nie wiedział o takiej mapie. A Kramer zwraca się do literatury. Jeden z angielskich badaczy, Geoffrey Matthews, przez długi czas badał zachowanie gołębi pocztowych, a następnie napisał obszerną monografię na temat nawigacji ptaków. Zainteresowała ją Cramer, który bardzo szybko zdał sobie sprawę, jak wiele obiecuje mu eksperymentalna technika opracowana przez Matthewsa. Matthews wypuścił gołębie pocztowe, wcześniej wyniesione z gołębnika w specjalnie do tego celu wybrane miejsce (otwarte równiny z jednakową widocznością we wszystkich kierunkach), i śledził kierunek ich lotu przez lornetkę, aż ptak zniknął z pola widzenia. Obserwacje te dokładnie porównano z terminem powrotu ptaków do gniazda.

Biorąc pod uwagę wyniki Matthewsa, Cramer nakreślił szeroki program własnych eksperymentów, których niestety nie mógł przeprowadzić.

W poszukiwaniu dobrze prowadzonych ptaków zaczął łapać dzikie gołębie w górach Kalabrii w południowych Włoszech. 4 kwietnia 1959 r. podczas jednego z podejść upadł i zmarł.

Gustav Cramer bezsprzecznie udowodnił, że ptaki potrafią nawigować według położenia Słońca na niebie, korygując jego ruch. A wszystko to wyjaśniono w jedyny sposób - ptaki mają swój własny zegar. Co więcej, są tak dokładne, że można je porównać jedynie z chronometrem używanym przez nawigatorów.

Ryż. 34. Gustav Kramer wypuszcza gołębie pocztowe z wieży starego zamku Heidelberg niedaleko Hesji.

Czym karmić ptaki! Z takim pytaniem często zwracali się do mnie telefonicznie lub osobiście, zarówno znajomi, jak i zupełnie nieznajomi. Zdarza się, że do mieszkania wleciał jakiś ptaszek lub podniosłeś wątłe pisklę, które wypadło z gniazda, a nawet wziąłeś pod swoją opiekę dorosłego