Камышовки нашли дорогу домой благодаря магнитным указателям остановки миграции

Орнитологи выяснили, как тростниковые камышовки находят дорогу домой. Оказалось, что эти птицы завершают весеннюю миграцию в точках с определенным значением магнитного наклонения — угла между силовой линией геомагнитного поля и поверхностью Земли. Несмотря на регулярное смещение геомагнитного поля, данный параметр остается довольно стабильным, позволяя птицам возвращаться примерно в те же места, где они в прошлом году появились на свет или вывели птенцов. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science.

Многие мигрирующие птицы каждую весну возвращаются для размножения туда, где они появились на свет, это явление называется филопатрией. Предполагается, что пернатые находят конкретную точку на карте несколькими способами, в том числе по геомагнитному полю. В последнем случае ориентирами, вероятно, служат магнитное наклонение (угол между геомагнитной силовой линией и поверхностью Земли), магнитное склонение (угол между магнитным и географическим меридианами) и напряженность магнитного поля Земли.

Команда орнитологов под руководством Джо Винна (Joe Wynn) из Оксфорда обратила внимание, что из-за постоянного смещения геомагнитного поля магнитные параметры любой точки на карте слегка меняются год от года. В результате магнитный адрес участка, где птица в этом году появилась на свет или сама вывела птенцов, к следующей весне переедет на новое место. Внутренний компас приведет возвращающегося с зимовки пернатого мигранта не домой, а в эту новую точку. Проанализировав данное смещение, можно выяснить, какие именно магнитные параметры наиболее важны для перелетных птиц.

Чтобы разобраться в вопросе, исследователи собрали данные о повторных отловах окольцованных тростниковых камышовок (Acrocephalus scirpaceus) — небольших певчих птиц, которые гнездятся в Европе, Западной Азии и Северной Африке, а зимуют в Африке южнее Сахары. В общей сложности в анализ вошло почти восемнадцать тысяч возвратов колец со всей Европы, от Португалии и Ирландии до Финляндии и Болгарии, за период с 1940 по 2018 годы.

Винн и его соавторы сравнили магнитные параметры точек, где камышовки были окольцованы в определенном году и куда вернулись для размножения следующей весной. Оказалось, что медианная и средняя разница в значениях магнитного наклонения между этими точками достоверно меньше случайной (p<0,001 в обоих случаях). Однако авторам не удалось подтвердить, что то же самое верно для магнитного склонения и напряженности геомагнитного поля.

Результаты исследования демонстрируют, что возвращающиеся с зимовки тростниковые камышовки находят место, где появились на свет или вывели птенцов в прошлом году, по магнитному наклонению. Другие параметры геомагнитного поля при поиске конкретной точки они, судя по всему, не учитывают. Это противоречит популярной гипотезе, согласно которой филопатрия птиц основана на двухкоординатной карте, в которую заложены магнитное наклонение и магнитное склонение либо напряженность геомагнитного поля. Винн и его коллеги полагают, что вместо этого камышовки используют значение магнитного наклонения в качестве знака остановки. Птицы летят по генетически детерминированной линии компасного пеленга, соединяющей места зимовки с местами размножения, и завершают миграцию, достигнув точки с определенным значением магнитного наклонения.

Если данная гипотеза верна, то точка, где конкретная камышовка появилась на свет или вывела птенцов в прошлом году, и точка, в которую она вернулась следующей весной, должны лежать на одной линии, соединяющей область размножения популяции, к которой принадлежит данная особь, с побережьем Средиземного моря (его эти птицы пересекают во время перелетов из Африки). Поскольку тростниковые камышовки из Западной и Северной Европы пересекают Средиземное море в западной части, а их сородичи из Юго-Восточной Европы — в восточной, логично предположить, что широта и долгота точек, куда эти птицы вернулись нынешней весной, будут смещаться относительно места, где их окольцевали в прошлом году, по оси с юго-запада на северо-восток для западных и северных популяций и по оси с юго-востока на северо-запад для юго-восточных. Анализ данных об окольцованных камышовках подтвердил эту идею,

Согласно еще одному следствию из гипотезы о магнитных знаках остановки миграции, конкретная камышовка должна возвращаться в точку пересечения изоклины магнитного наклонения, соответствующего месту ее появления на свет или размножения, с траекторией, соединяющей места размножения со Средиземным морем. Чтобы проверить, так ли это, Винн с коллегами вновь обратились к собранным данным, ограничив выборку особями из трех подмножеств: окольцованными в период размножения с 15 июня по 15 июля; окольцованными в птенцовом возрасте и в следующем году пойманными в месте появления на свет или севернее; и особями, пол которых удалось определить при отлове. Так исследователи исключили из анализа камышовок, которых поймали до того, как они успели достичь района гнездования.

Анализ подтвердил, что камышовки завершают миграцию, достигнув определенной изоклины. Данная гипотеза позволила достаточно точно предсказать точки возврата колец для конкретных особей. Для других гипотез навигации расстояния между предсказанными и реальными точками возврата колец оказались слишком значительными. Интересно, что место возврата кольца отдельной камышовки обычно располагалось ближе к точке пересечения изоклины магнитного наклонения с линией магнитного пеленга, чем к месту, где данная особь появилась на свет или размножалась в прошлом году (p<0,0001).

Авторы отмечают, что значение магнитного наклонения — наиболее стабильный параметр геомагнитного поля в конкретной точке. Магнитный адрес места размножения, вычисленный с его помощью, за год в среднем сместится всего на 1,22 километра. Для сравнения, если одновременно использовать для ориентации магнитное наклонение и магнитное склонение, ежегодное смещение составит 18,5 километра, а если магнитное наклонение и интенсивность магнитного поля — то 98,2 километра. Неудивительно, что пернатые предпочитают наиболее стабильный ориентир. Впрочем, поскольку камышовки нередко возвращаются именно в то место, откуда отправились на зимовку прошлой осенью, они, скорее всего, используют и какие-то иные подсказки.

Орнитологи выяснили, что дроздовидные камышовки (Acrocephalus arundinaceus) во время ежегодных миграций над Средиземным морем и Сахарой совершают длительные беспосадочные полеты продолжительностью более десяти часов — начинаются они обычно ночью, но продолжаются и в светлое время суток. Однако если по ночам камышовки летят на обычной для воробьиных птиц высоте около двух с половиной километров, то с рассветом поднимаются до пяти-шести километров. Возможно, так они избегают перегрева, ведь днем на большой высоте намного прохладнее, чем внизу.

Сергей Коленов