Орнитологи отправили камышовок в виртуальный Нефтекамск

Перелетные птицы способны определять местоположение в пространстве, основываясь на значениях двух параметров геомагнитного поля — магнитного наклонения и магнитного склонения. К такому выводу орнитологи пришли после серии экспериментов с тростниковыми камышовками, которых поймали осенью на озере Нойзидлер-Зе в Австрии. Под влиянием естественного магнитного поля эти птицы пытались лететь на юго-юго-восток — что соответствует их обычному направлению миграции в этом месте и в это время года. Однако когда камышовок помещали в магнитное поле, наклонение и склонение которого соответствовали российскому городу Нефтекамск, пернатые начинали двигаться на западо-юго-запад, как если бы действительно оказались в Нефтекамске. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B.

Перелетные птицы с удивительной точностью находят путь к местам зимовки и обратно. Согласно традиционным представлениям, они определяют свое положение в пространстве с помощью визуального осмотра местности (этап карты) и прокладывают направление к нужной точке по звездам, положению Солнца или магнитному полю Земли (этап компаса). Однако появляется все больше свидетельств, что по крайней мере некоторые пернатые полагаются на геомагнитное поле и на этапе карты. При этом они, вероятно, ориентируются на три параметра: магнитное наклонение (угол между геомагнитной силовой линией и поверхностью Земли), магнитное склонение (угол между магнитным и географическим меридианами) и напряженность геомагнитного поля.

Например, тростниковые камышовки (Acrocephalus scirpaceus) заканчивают весеннюю миграцию в точках с определенным значением магнитного наклонения. Это позволяет им возвращаться примерно в те же места, где они в прошлом году появились на свет или вывели птенцов. А когда камышовок в неволе подвергают воздействию искусственного магнитного поля, параметры которого соответствуют реальным параметрам геомагнитного поля в определенной точке планеты, птицы начинают вести себя таким образом, будто их действительно переместили в эту точку. В то же время, если изменить только значение магнитного склонения (из-за чего параметры искусственного магнитного поля не будут соответствовать ни одному реальному месту), то пернатые никак не отреагируют и не скорректируют поведение.

Команда орнитологов под руководством Флориана Пакмора (Florian Packmor) из Бангорского университета решила выяснить, как тростниковые камышевки сопоставляют три параметра геомагнитного поля — и как ведут себя, если один из них не соответствует двум другим. Для этого исследователи провели серию экспериментов с камышевками, которые были пойманы на австрийском озере Нойзидлер-Зе осенью, во время миграции в юго-восточном направлении. Тесты проводились с 11 и 10 взрослыми особями, отловленными в 2019 и 2020 году соответственно.

В ходе экспериментов Пакмор и его соавторы помещали подопытных камышовок внутрь воронки Эмлена. Эта установка представляет собой перевернутый конус; пытаясь покинуть воронку, птица оставляет на его внутренних стенках отметины — и по ним можно судить, в каком направлении она намеревалась лететь. Сначала исследователи трижды зарегистрировали поведение каждой камышовки в естественном магнитном поле Земли. Двенадцать птиц двигались строго на юго-юго-восток. Это соответствует естественному направлению миграции тростниковых камышовок в этом месте и в это время года.

На следующем этапе подопытных особей трижды подвергли воздействию искусственного магнитного поля, которое создавалось с помощью колец Гельмгольца. Магнитное наклонение и магнитное склонение этого поля были увеличены относительно естественного на 8,6 и 9,8 градуса соответственно, что соответствует параметрам геомагнитного поля в российском городе Нефтекамск (он находится у северного края гнездового ареала тростниковых камышовок). При этом напряженность поля осталась такой же, как у геомагнитного поля в окрестностях Нойзидлер-Зе. Таким образом, птицы находились в магнитном поле, все три параметра которого вместе не соответствуют ни одному реальному месту на Земле.

Под воздействием искусственного магнитного поля двенадцать камышовок, которые в первой серии тестов двигались на юго-юго-восток, сменили направление. Теперь они пытались лететь на западо-юго-запад. По словам исследователей, именно так повели бы себя птицы, если бы они действительно оказались в Нефтекамске и попытались добраться до Нойзидлер-Зе или проходящего через это озеро естественного миграционного коридора. Иными словами, за счет манипуляции магнитным наклонением и магнитным склонением орнитологам удалось убедить камышовок, что они находятся в Нефтекамске.

Результаты исследования демонстрируют, что тростниковым камышовкам, по крайней мере во время осенней миграции, достаточно знать значения двух параметров геомагнитного поля — магнитного наклонения и магнитного склонения — чтобы определить свое местоположение в пространстве. Это подтверждает идею о том, что птицы используют магнитное поле Земли на этапе карты. В то же время подопытные камышовки не придали значения тому, что напряженность искусственного магнитного поля не соответствует его магнитному наклонению и магнитному склонению. Либо перелетным птицам для построения карты достаточно любых двух параметров магнитного поля из трех (и они могут проигнорировать третий параметр, если он не соответствует двум другим) — либо они в принципе не учитывают напряженность геомагнитного поля во время ориентации в пространстве. Установить, какая из этих гипотез верна, должны будущие эксперименты.

Ранее мы рассказывали о том, как орнитологи отследили миграции белых аистов (Ciconia ciconia) из Германии и Австрии. Оказалось, что молодые особи этого вида тратят много времени на разведку местности, а их старшие сородичи, основываясь на полученном опыте, движутся по более прямым постоянным путям. Хотя опытные аисты тратят на миграцию больше энергии, к местам размножения они прилетают раньше, что позволяет им занять лучшие гнездовые территории.