Paukščiai naudoja nematomą „žemėlapį“, kad surastų kelią tolimose vietose, kurių jie niekada nematė

(Nedi Kusnedi / Getty Images)

Kiekvienais metais milijardai paukščių giesmininkų migruoja tūkstančius mylių tarp Europos ir Afrikos, o vėliau tą pačią kelionę kartoja dar kartą, metai iš metų, kad lizdus suktų tiksliai toje pačioje vietoje, kurią pasirinko savo pirmoje didžiojoje kelionėje.

Įspūdingas navigacinis tikslumas Šių mažyčių paukščių demonstravimas – jiems vieniems keliaujant audringomis jūromis, didžiulėmis dykumomis ir ekstremaliomis oro bei temperatūros sąlygomis – buvo viena iš ilgalaikių elgsenos biologijos paslapčių.

Žinome, kad paukščiai, vėjų siaučiami taip stipriai, kad yra gerokai išstumti iš savo migracijos kelio, gali pertvarkyti savo kursą jei jie jau atliko vieną perkėlimą. Tai leido manyti, kad paukščių navigaciniai gebėjimai – kai kurie iš jų grindžiami kompaso krypties pojūtis – apima mechanizmą, leidžiantį grįžti namo iš pasaulio vietų, kuriose jie dar niekada nesilankė.

Dabar mūsų naujas tyrimas Eurazijos nendrinių nendrinukų išsiaiškino, kad šis nuostabus gebėjimas apima „magnetinį žemėlapį“, kuris veikia kaip mūsų žmogaus koordinačių sistema. Keista, bet mūsų tyrimas parodė, kad šie paukščiai supranta magnetinį lauką vietose, esančiose tūkstančius mylių atstumu iki teritorijos, kuriose jie niekada anksčiau nesilankė, – tai rodo, kad kai kurie paukščiai gali turėti „pasaulinę GPS sistemą“, galinčią jiems pasakyti, kaip grįžti namo iš bet kurios Žemės vietos.

Minčių žemėlapiai

Jau seniai žinoma, kad suaugę paukščiai sukuria tam tikrą navigacinį žemėlapį, padedantį jiems migruoti. Kaip jie tai daro, liko prieštaringi. Buvo pasiūlyta keletas užuominų kaip migruojančių paukščių vadovai – įskaitant kvapus, infragarsą ir net gravitacijos pokyčius.

Tačiau a rinkti įrodymų visumą nurodė, kad Žemės magnetinis laukas yra vienas iš labiausiai tikėtinų šios paslapties sprendimų. Buvo pasiūlyta, kad skirtingi Žemės magnetinio lauko parametrai galėtų sudaryti tinklelį , kuriuo paukščiai seka, šiaurės-pietų ir rytų-vakarų linijų.

Taip yra todėl, kad magnetinis intensyvumas (magnetinio lauko stiprumas) ir magnetinis pokrypis (kampas, susidaręs tarp magnetinio lauko linijų ir Žemės paviršiaus, dar vadinamas „nukreipimo“ kampu) svyruoja maždaug iš šiaurės į pietus. Magnetinė deklinacija – skirtumas tarp krypties į magnetinį šiaurės ašigalį ir geografinį šiaurės ašigalį – sudaro rytų-vakarų ašį.

Nepaisant to, kad iš esmės sutinka, kad tam tikri paukščiai plaukioja per Žemės magnetinį lauką, mokslininkai tiksliai nenustatė, kokius jutimo aparatus jie naudoja jį aptikti – ar kelios sistemos yra naudojamos skirtingiems lauko parametrams aptikti. Kiti gyvūnai, pavyzdžiui, vėžliai, taip pat gali jausti magnetinį lauką, tačiau galioja tie patys neapibrėžtumai.

Nepaisant to, jei paukščiai sužinojo, kad einant į šiaurę magnetinis intensyvumas didėja, jie turėtų sugebėti nustatyti savo padėtį šiaurės-pietų ašyje, kad ir kur jie būtų. Panašiai, jei jie patiria deklinacijos vertę, kuri yra didesnė už viską, ką jie patyrė anksčiau, jie turėtų žinoti, kad yra toliau į rytus. Remiantis tuo, teorija yra tokia, kad jie gali apskaičiuoti savo padėtį tinklelyje ir koreguoti savo orientaciją.

Tai reikštų, kad paukščiai iš esmės naviguoja naudodami sistemą, panašią į mūsų Dekarto koordinates – šiuolaikinės GPS navigacijos pagrindą. Jei ši koordinačių teorija yra tiksli, tai reikštų, kad paukščiai turėtų turėti galimybę panaudoti savo žinias apie magnetinio lauko parametrus, kad įvertintų savo vietą bet kurioje Žemės vietoje – ekstrapoliuodami arba išplėtę savo navigacijos taisykles.

Tačiau iki šiol nėra aiškių įrodymų, kad paukščiai gali tokiu būdu panaudoti magnetinį lauką. Bet mūsų naujas tyrimas ant migruojančios Eurazijos nendrinukės – arba Acrocephalus scirpaceus – yra pirmasis, pateikęs aiškių įrodymų, kad jie iš tikrųjų gali tai padaryti.

Netiesa šiaurė

Norėdami įrodyti koordinačių teoriją, naudojome metodą, vadinamą „virtualiu poslinkiu“. Išbandėme paukščių orientavimosi elgesį įdėdami juos į mažą narvą, vadinamą „Emlen piltuvu“. Kai paukštis bando skristi iš narvo, jis palieka įbrėžimus ta kryptimi, į kurią bando skristi.

Stebėtina, kad tai atitinka kryptį, kuria ji bandys migruoti laukinėje gamtoje, kurią žinome iš ankstesni eksperimentai . Norėdami patikrinti, ar paukščiai nubrėžia savo kursą nuo kilimo naudodami magnetinius laukus, įdėjome Emlen piltuvus į „Helmholtz ritę“ – įtaisą, leidžiantį pakeisti magnetinio lauko pobūdį šalia paukščio.

Tai darydami sukūrėme virtualų poslinkį. Paukštis nejuda: jis išbandomas toje vietoje, kur buvo užfiksuotas, o visi kiti kintamieji išlieka tokie patys – išskyrus magnetinį lauką, kurį pakeitėme, kad atitiktų vietą toli į šiaurės rytus nuo įprasto arealo. Vietą pasirinkome taip, kad ji būtų toli už bet kokio magnetinio lauko, kurį anksčiau būtų patyrę karklai.

Tik jei paukščiai galėtų nustatyti savo vietą pagal juos supantį magnetinį lauką, jie atpažintų savo poslinkį – ir iš tikrųjų tai padarė, pakeisdami kilimą, kad skristų „neteisinga“ kryptimi realiame pasaulyje, bet „teisinga“ kryptimi. magnetiniame pasaulyje, kurį sukūrėme aplink jų Emlen piltuvus.

Sparno jį

Nors šis signalas gali būti aktualus meldinėms nendrinukėms ir kitiems migruojantiems paukščiams giesmininkams, tai jokiu būdu nėra vienintelė paukščių naudojama navigacijos sistema. Buvo įrodyta, kad kiti paukščiai, įskaitant jūros paukščius ir namų balandžius reikalauti uoslės signalų (kvapai ir kvapai) naršyti. Šiame etape mes nesuprantame šių skirtingų nuostatų priežasties.

Ir nors mes arčiau supratome, kaip paukščiai naršo naudodami magnetinius signalus, vis tiek lieka paslaptis, kaip jie jaučia magnetinį lauką. Buvo manoma, kad paukščiai magnetines vertes jaučia per šviesai jautrią molekulę, vadinamą kriptochromu, arba per jutimo ląsteles, kuriose yra magnetinio geležies oksido dalelių, tačiau galutinių įrodymų apie tai dar nepateikta.

Tačiau elgsenos įrodymai ir toliau pabrėžia, kad Žemės magnetinis laukas yra labai svarbus padedant kai kuriems paukščiams kiekvienais metais pereiti savo epines keliones – tai yra pasaulinė padėties nustatymo sistema, kuri gali pateikti paukščiams visą navigacinį pasaulio žemėlapį.

Ričardas Hollandas , Gamtos mokslų mokyklos gyvūnų elgesio profesorius, Bangoro universitetas ir Dmitrijus Kiškinevas , gyvūnų elgsenos ir elgesio neurologijos dėstytojas, Keele universitetas .

Šis straipsnis perspausdintas iš Pokalbis pagal Creative Commons licenciją. Skaityti originalus straipsnis .

Populiarios Kategorijos: Tech , Gamta , Nuomonę , Paaiškintojas , Žmonių , Aiškintojas , Aplinką , Visuomenė , Erdvė , Fizika ,

Apie Mus

Nepriklausomų, Patikrintų Sveikatos, Erdvės, Gamtos, Technologijos Ir Aplinkos Ataskaitų Paskelbimas.