Орієнтація птахів – вічна орнітологічна загадка

…Птахи мають дивовижні здібності в орієнтації і виходять на ціль дуже точно. Як вони приблизно знаходять мету, ми вже більш-менш розуміємо. «Грубий» пошук базується на астрономічній орієнтації, магнітною вони якщо і користуються, то рідко. Астрономічна орієнтація демонструється в красивих дослідах, абсолютно бездоганних – їх може повторити будь-який школяр. Ми знаємо, що картина зоряного неба імпринтується (закарбовується) птахом, знаємо, в якому віці це відбувається.

А вперше на зимівлю молоді птахи летять, маючи вроджений азимут. Зяблик, наприклад, летить вдень і орієнтується по Сонцю. Сонце впізнається, як найяскравіше світило, яке він бачить. Тому електрична лампочка в темному приміщенні для зяблика — це Сонце, і його орієнтацію можна вивчати в штучних умовах.

Щоб летіти по Сонцю, зяблику потрібний біологічний годинник, — і він його має, і ще треба вміти вносити поправки на видимий рух Сонця. А це дуже непросто. Йому доводиться, щоб летіти в обраному напрямку, брати кут до Сонця, змінюючи його приблизно на п’ятнадцять градусів на годину по горизонталі. Але, мало того, Сонце рухається не по горизонталі, а по дузі, і, значить, треба якось вміти проектувати його траєкторію на лінію горизонту. Але тоді з плином часу, в залежності від дня календаря, поправка на рух Сонця повинна змінюватися. Може бути, зяблик застосовує якийсь інший спосіб?

Щоб це дізнатися, ми можемо змусити птахів приходити у весняний міграційний стан взимку або в осінній стан влітку. І перевіряти їх орієнтацію під небом, не властиву відповідному сезону. Якщо орієнтуюча система птахів жорстко зчеплена з календарем, а ми зрушуємо час її включення, птах повинен помилятися. Але в таких дослідах він не помиляється. Значить, вона використовує такий метод орієнтації по небу, для якого несуттєва пора року.

Гіпотеза англійського орнітолога Мегьюза припускала, що птах визначає азимут прямо по дузі, без всяких проекцій. При такому способі сезон не важливий. Тільки цей метод виходить за відомі нам зараз межі можливостей птиці.

Використовувати тільки частину дуги – горизонтальну або вертикальну складову — простіше. І більшість навігаторів припускає, що птах проектує Сонце на горизонт. Але така орієнтація жорстко зчеплена з сезоном. А як ми переконалися, вона від нього не залежить.

Взявшись придумувати за птицю, можна знайти не один метод, на який би не впливала пора року. Наприклад, розраховувати точку зеніту…

Однак будь-які моделі, що придумують «за птицю», невірні свідомо. Відбір створює програми орієнтації не так, як це зробила б людина. Орієнтація є такий же інстинктивний акт, як і всі інші. І, як всі інстинктивні акти, він носить характер «рецепту». Птахові не дано всього альманаху навігаційних таблиць і теорії руху світил. Вони йому і не потрібні: адже за способом життя він виявляється всього в декількох строго певних ситуаціях і для цих ситуацій має рецепти правильних дій. І в цих випадках, відповідаючи «по шпаргалці», він виявляє глибокі знання. Але якщо ми його поміщаємо в інші ситуації, з нашої точки зору не більш важкі, але не передбачені його програмою, він робить неймовірні помилки. Наш метод вивчення орієнтації – зрозуміти ці вроджені рецепти, проводячи такі досліди, які виявляють його обмеженість.

Найцікавіше, що ці шпаргалки зроблені спрощено. Це дуже гарний хід природи. Природний відбір дав птахові неправильні уявлення про рух Сонця, і він пророкує астрономічні події так, як це робили стародавні шумери, виходячи з абсолютно неправильної «теорії», яка дає, однак, вірні відповіді в конкретній ситуації.

Що це означає? Уявіть собі, що ви — комп’ютер і пливете в океані. Вам сказано, що Сонце рухається зі швидкістю п’ятнадцять градусів на годину. Вам дали годинник. І треба час від часу визначати напрямок на південь. Ви робите це до вечора правильно. Вночі Сонце зайшло у воду. Звідки воно з’явиться вранці? Якщо ви – електронна машина, то будете чекати його там, куди воно зайшло. І весь наступний день ви будете орієнтуватися неправильно. Потім правильно. Потім знову неправильно. Значить, у вашу програму має бути внесено вказівку: що робить Сонце, коли ви його не бачите. Яку ж вказівку про це має птах?

Був проведений такий експеримент. Птицю посадили в камеру і зрушили її день у порівнянні з сьогоденням на кілька годин — «переставили стрілки» на її біологічному годиннику. Вона звикла до нового ритму і по Сонцю стала орієнтуватися неправильно, помиляючись на зрушену кількість годин.

Можна так зрушити годинник, що частина сонячного дня по годинах птиці буде припадати на ніч. І тоді вона «побачить», що робить Сонце «вночі». Як вона буде чинити? Це дуже простий дослід, який виявляє, що птах «знає» про рух Сонця вночі. Так ось виявляється, що в новій ситуації він починає відкладати поправки в зворотному напрямку. Це означає, що його інстинктивна програма говорить: Сонце, зайшовши за горизонт, стає невидимим і повертається назад.

Ці абсолютно невірні уявлення не заважають птиці при її звичайному житті в середніх широтах.

А як поводяться птахи, що мігрують в субарктику і бачать повне коло Сонця? Марк Шумаков робив такі досліди з юрками. Виявилося, їх програма говорить: Сонце продовжує свій рух навколо горизонту. Отже, у двох видів птахів різна програма: у одного правильна, в іншого неправильна. І обидві входять в базові системи орієнтації.

Звідси ми повинні прийти до висновку, що інстинкти, контролюючі орієнтацію у різних видів птахів, виникали у них незалежно, вони не успадковані від спільних предків цих видів. Від них успадковані годинник, сама здатність орієнтуватися, а метод орієнтації кожен вид знаходить сам.

Здавалося б, птахи, які мають «невірну» програму, повинні орієнтуватися з великими труднощами. Нічого подібного. Іноді буває навіть прямо навпаки: «знаючі» істину птиці стикаються при перетині екватора з новою проблемою — їм тепер доводиться відкладати поправки в протилежному напрямку. І ті з них, які володіють вірним уявленням про рух Сонця, повинні виробляти нову програму. Але це складно, краще «вказати», що після перетину екватора Сонце йде назад.

…Однак повернімося до наших зябликів, про яких ми вже майже забули. Маючи вроджений напрямок, вони тримають його до тих пір поки… Поки що?

На цю тему серед орнітологів велися роботи. Було три ідеї. Перша: зяблик вирішує своє завдання по пальному. Я вам дам маршрут руху,— скажімо, їдьте по шосе, нікуди не звертаючи, поки не скінчиться пальне. Друга ідея – він відраховує кінець шляху за часом. Третій варіант – поки не досягне певних координат.

Ми вважали, що пальне – жирові запаси – бере участь у цій справі, і перевірили це припущення. Птахи чудово демонструють свій міграційний стан в неволі, в лабораторії. Так ось, в цей період одні з них отримували щодня додаткове навантаження в третбані, другі літали у вольєрі, мали досить навантаження, а треті сиділи в маленькій клітці. Закінчили свій міграційний стан вони одночасно, незважаючи на різну активність, незважаючи на те, що різна кількість енергії була ними витрачена.

Значить, вони все-таки летять по азимуту і за часом. У спійманих молодих птахів міграційна активність обривається в той час, коли птахи на волі досягають Франції. Але у дорослих вона затягується – навчені життєвим досвідом, вони знають, що не досягли мети, не долетіли на зимівлю, і тому не заспокоюються. І витрачають пальне птиці, згідно відміряного на міграцію часу.

На цю тему є класичний експеримент Пердека. Прибалтійські шпаки зимують переважно в Англії і в Нормандії. Вони відловлювалися в Голландії, на трасі, коли вони летіли на зимівлі. Перевозилися в Базель і випускалися. Виявилося, що молоді птахи продовжували летіти в тому ж напрямку, що і раніше, і тому, відмірявши належну їм відстань, змістилися в Південну Францію. А дорослі птахи, взявши новий азимут, під кутом полетіли до мети, в Англію.

Наступним був такий досвід. Молодих птахів перевозили прямо на місце зимівлі, і вони все одно відмірювали свій «шматок» і потрапляли в Іспанію, на Азорські острови або гинули в морі. Якщо ж привозили на зимові квартири дорослих птахів, вони залишалися на них і нікуди не літали.

Цей експеримент і ставив проблему – як же дорослі птахи знаходять місце зимівлі, якщо їх перевозять в інші широти, як вони обчислюють новий азимут для себе.

Не знаємо ми і більш важливого – як же птахи виявляють ціль точно. Не район, а конкретну точку. Інакше – як вони коригують показання свого «автопілота». «У дитинстві» зяблики, наприклад, знайомляться з територією в радіусі ста п’ятдесяти—двохсот метрів, не більше. Це їхня батьківщина. Орнітолог Л. Соколов, встановив, що відображення — імпринтинг — місця, куди птах буде потім прагнути повернутися, відбувається у віці до тридцяти п’яти днів. Відлітаючи восени, вони на наступний рік повертаються в свій двохсотметровий «маєток». Навколо нього вони попереднім літом нічого не бачили, це ми знаємо тепер. Як вони відшукують рідне гніздо?

Гіпотез багато, але краще їх не згадувати. Краще ставити експерименти, що закреслюють «непотрібне». І ми зараз ходимо, як кіт навколо сметани, навколо ось цієї проблеми. І знаємо лише, що не можемо ще побудувати таку переконливу модель, яка пояснила б нам механізм точного орієнтування птахів. Бракує знань, а тому краще і не мати гіпотез.

Серед дослідів є до смішного дивовижні. Ось, наприклад, вже навіть не дослід, а випадок. Марк Шумаков, що працює у нас на «пастках», відгодовував в павільйончику молодих зябликів для експериментів в кінці літа. Він вийняв їх зовсім крихітними з гнізда, вигодував, зробив свою роботу, а на початку міграції він їх випустив окільцьованими, і вони полетіли на зимівлю. На наступну весну двоє з них виявилися сидячими в цьому павільйончику…

Але ж вони нічого не бачили навколо! Мені здається, для того щоб відкрити секрет точної і дивно гнучкої системи орієнтації птахів, треба дізнатися щось зовсім нове, чого ми ще зовсім не знаємо. Щось дивне…

Чи може бути, що птахи просто відшукують своє місце, прочісуючи місцевість? Уявіть собі, що ви в місті знаєте одну вулицю, тоді ви колесите по ньому до тих пір, поки не знайдете її.

На жаль, ніколи не було виявлено птиці, яка шукає місце свого гнізда, вона прилітає до нього без попередніх пошуків.

Не впадаючи в містику, можна припустити лише, що у птахів є вроджена карта і компас. У таку гіпотезу вкладаються всі наявні факти.

Перевірити, чи є у птахів вроджена карта, пробували на поштових голубах. Передбачалося, що голуб відчуває москони — земні гравітаційні провали, які утворюють якусь систему. І він імпринтує – назавжди запам’ятовує москону характеристику місцевості.

У горах випускали з радіопередавачами велику кількість голубів, які ще ніколи ніде не бували, переслідували їх на вертольотах, заповнених спеціальною апаратурою, що визначає москони, і дивилися, як птахи повертаються додому, на голубник.

Виявилося, що вони літають, коли прямо, а коли зигзагами, причому один і той же голуб може летіти по-різному. Вирішили перевірити, що за фактори визначають його поведінку в кожному випадку. Виявилася зовсім безглузда річ: голуб цікавився, наприклад, високим будинком в сусідньому місті — підлетів, перевірив, чи немає там голубів. Якщо ж його випускали ближче до вечора, то він знав, що скоро стемніє, летів прямо на голубник, без всяких відхилень в дорозі. І єдиний висновок з досліджень був той, що голуб в перші ж секунди, коли його випускають, визначає потрібний курс, а після цього, знаючи точно, куди треба летіти, вільно розпоряджається своїм часом.

Зараз проводиться багато дослідів з різним ступенем ізоляції птахів, щоб з’ясувати, що потрібно, а що не потрібно птиці для впізнавання свого місця. Відповіді дуже суперечливі. Птахам роблять спеціальні лінзи, які спотворюють їх зір. Це погіршує орієнтацію. Роблять також лінзи, які не дають можливості їм дивитися вгору: птах бачить землю під собою і не бачить Сонце. Тоді він повертається. Повністю позбавлений зору птах не полетить. Він боїться розбитися.

У нас є своя програма експериментів. Ми збираємося виростити у вольєрі молодих шпаків і частину з них випустити з початком міграції, частину ж прямо з вольєром вивезти за межі впізнаваного ними квадрата. Бо поки є підозра, що на відльоті вони запам’ятовують якийсь вихідний коридор. Ми ж «виріжемо» з пам’яті всі підступи до території, після того, як птахи її закарбовують — імпринтують.

Автор: Віктор Дольник, орнітолог.