Биологический факультет СПбГУ

биофак СПбГУ


25.08.2017 

Международная группа ученых установила, что перелетные птицы могут измерять деклинацию магнитного поля земли, используя ее для определения своего положения. Это открытие отвечает на не решенный до сих пор вопрос о том, как птицы вычисляют долготу, и является большим шагом в изучении навигации животных в целом. Результаты исследования описаны в статье, первым автором которой стал профессор СПбГУ Никита Чернецов, и опубликованы в научном журнале Current Biology.

Ученые давно выяснили, что способность птиц к навигации обусловлена наличием у них компасной системы и некоего подобия карты местности. Природа компаса уже не является полной загадкой, в частности, установлено, что птицы используют три независимых друг от друга системы — звездный, солнечный и магнитный компас. Однако вопрос о том, как работает навигационная карта, все еще открыт.

Ежегодно совершая перелеты длиной в тысячи километров, мигрирующие птицы не только безошибочно находят цель путешествия, но и возвращаются с зимовки точно к месту своего обитания, площадь которого обычно не больше 1–3 километров.

«Наиболее вероятными из множества существующих версий являются две — о наличии у птиц запаховой и магнитной карт. Поскольку параметры магнитного поля Земли не могут обеспечить той точности навигации, которой отличаются птицы, можно предположить, что они используют оба вида карт: большую часть пути преодолевают с помощью магнитной, а "финишную прямую" — ориентируясь на запахи», — объясняет профессор СПбГУ, директор биологической станции «Рыбачий» Зоологического института РАН Никита Чернецов.

Более ранние исследования показали, что многие животные используют магнитную карту для того, чтобы ориентироваться по широте (отличать север от юга), однако определить восток и запад по геомагнитному полю Земли практически невозможно. Поэтому «проблема долготы» в науке оставалась нерешенной. Учитывая, что три компасных системы дают птицам направления на магнитный и географический север, ученые полагали, что птицы могут измерять разницу между ними (деклинацию), таким образом определяя долготу. Но доказать это до сих пор не удавалось.

Профессор СПбГУ Никита Чернецов и его коллеги провели эксперимент с участием взрослых и молодых особей тростниковых камышевок — птиц, которые гнездятся в Прибалтике, а на зимовку улетают в Западную Африку.

В период миграции стремление птицы к движению столь велико, что, даже находясь в клетке, она прыгает в том направлении, куда полетела бы, будучи свободной. В рамках исследования мы на Куршской косе (Калининградская область) посадили тростниковых камышевок в особые круговые арены, где они продемонстрировали значимую ориентацию на юго-запад, то есть именно по направлению к месту зимовки.

Профессор СПбГУ Никита Черенцов

Схема эксперимента. Рисунок Екатерины Чернецовой
Схема эксперимента. Рисунок Екатерины Чернецовой

Затем с помощью специальных приборов биологи изменили направление магнитного поля в лаборатории. «Общая интенсивность и наклон остались прежними, но мы "повернули" север на 8,5°. Ориентируясь на него, птицы определили свое местоположение и повели себя так, будто на самом деле оказались за полторы тысячи километров от Прибалтики — на юге Шотландии. Торопясь компенсировать смещение и вернуться на свою обычную трассу миграции, они развернулись на юго‑восток», — пояснил Никита Чернецов.

Интересно и то, что молодые особи оказались дезориентированы «потерей» севера — это значит, что способность измерять деклинацию у камышевок не врожденная, птицы этому учатся. Таким образом, ученым впервые в мире удалось доказать, что птицы могут измерять разницу между магнитным и географическим севером и использовать ее для определения своего положения на трассе миграции.

Эксперт СПбГУ подчеркивает, что пока этот результат получен только для одного вида и необходимо выяснить, есть ли такая же способность у других перелетных птиц. Однако теперь показана принципиальная возможность работы такого механизма навигации. «Кроме того, всегда было принято считать, что карта и компас — это абсолютно разные механизмы, а мы выяснили, что один из компонентов карты фактически состоит из двух компасов, да и сама она является не строго магнитной, а магнитно‑астрономической», — добавил профессор Чернецов.

Это открытие — важнейший шаг для исследования миграций животных в целом. Тема находится в центре внимания современной биологии по нескольким причинам. Прежде всего, виды, живущие в нескольких регионах сразу, зачастую оказываются более уязвимыми. Для сохранения биоразнообразия планеты нужно изучать пути и способы миграции животных и охранять их на всем ареале обитания. Наконец, если бы удалось понять существующий в природе механизм и воспроизвести его, человечество получило бы альтернативную систему глобальной навигации — сверхточную и не требующую связи со спутниками.

Подробнее о результатах исследования читайте в статье Migratory Eurasian reed warblers can use magnetic declination to solve the longitude problem, Current Biology.

Просмотров: 490

Возврат к списку новостей



© Биологический факультет СПбГУ, 2006-2011