Ориентация птиц – вечная орнитологическая загадка

…Птицы обладают удивительными способностями в ориентации и выходят на цель очень точно. Как они приблизительно находят цель, мы уже более или менее понимаем. «Грубый» поиск базируется на астрономической ориентации, магнитной они если и пользуются, то редко. Астрономическая ориентация демонстрируется в красивых опытах, совершенно безупречных — их может повторить любой школьник. Мы знаем, что картина звездного неба импринтингуется (запечатлевается) птицей, знаем, в каком возрасте это происходит.

А впервые на зимовку молодые птицы летят, имея врожденный азимут. Зяблик, например, летит днем и ориентируется по Солнцу. Солнце опознается, как самое яркое светило, которое он видит. Поэтому электрическая лампочка в темном помещении для зяблика — это Солнце, и его ориентацию можно изучать в искусственных условиях.

Чтобы лететь по Солнцу, зяблику нужны биологические часы, — и он их имеет, и еще надо уметь вносить поправки на видимое движение Солнца. А это очень непросто. Ему приходится, чтобы лететь в выбранном направлении, брать угол к Солнцу, меняя его приблизительно на пятнадцать градусов в час по горизонтали. Но, мало того, Солнце движется не по горизонтали, а по дуге, и, значит, надо как-то уметь проектировать его траекторию на линию горизонта. Но тогда с течением времени, в зависимости от дня календаря, поправка на движение Солнца должна меняться. Может быть, зяблик применяет какой-то другой способ?

Чтобы это узнать, мы можем заставить птиц приходить в весеннее миграционное состояние зимой или в осеннее состояние летом. И проверять их ориентацию под небом, не свойственным соответствующему сезону. Если ориентирующая система птиц жестко сцеплена с календарем, а мы сдвигаем время ее включения, птица должна ошибаться. Но в таких опытах она не ошибается. Значит, она использует такой метод ориентации по небу, для которого несущественно время года.

Гипотеза английского орнитолога Мегьюза предполагала, что птица определяет азимут прямо по дуге, без всяких проекций. При таком способе сезон не важен. Только этот метод выходит за известные нам сейчас пределы возможностей птицы.

Использовать только часть дуги — горизонтальную или вертикальную составляющую — проще. И большинство навигаторов предполагает, что птица проецирует Солнце на горизонт. Но такая ориентация жестко сцеплена с сезоном. А как мы убедились, она от него не зависит.

Взявшись придумывать за птицу, можно найти не один метод, на который бы не влияло время года. Например, рассчитывать точку зенита…

Однако любые модели, придумывающие «за птицу», неверны заведомо. Отбор создает программы ориентации не так, как это сделал бы человек. Ориентация есть такой же инстинктивный акт, как и все остальные. И, как все инстинктивные акты, он носит характер «рецепта». Птице не дано всего альманаха навигационных таблиц и теории движения светил. Они ей и не нужны: ведь по образу жизни она оказывается всего в нескольких строго определенных ситуациях и для этих ситуаций имеет рецепты правильных действий. И в этих случаях, отвечая «по шпаргалке», она обнаруживает глубокие знания. Но если мы ее помещаем в другие ситуации, с нашей точки зрения не более трудные, но не предусмотренные ее программой, она делает невероятные ошибки. Наш метод изучения ориентации — понять эти врожденные рецепты, проводя такие опыты, которые обнаруживают ее ограниченность.

Самое интересное, что эти шпаргалки сделаны упрощенно. Это очень красивый ход природы. Естественный отбор дал птице неправильные представления о движении Солнца, и она предсказывает астрономические события так, как это делали древние шумеры, исходя из совершенно неправильной «теории», которая дает, однако, верные ответы в конкретной ситуации.

Что это значит? Представьте себе, что вы — компьютер и плывете в океане. Вам сказано, что солнце движется со скоростью пятнадцать градусов в час. Вам дали часы. И надо временами определять направление на юг. Вы делаете это до вечера правильно. Ночью Солнце зашло в воду. Откуда оно появится утром? Если вы — электронная машина, то будете ожидать его там, куда оно зашло. И весь следующий день вы будете ориентироваться неправильно. Потом правильно. Потом снова неправильно. Значит, в вашу программу должно быть внесено указание: что делает Солнце, когда вы его не видите. Какое же указание об этом имеет птица?

Был проведен такой эксперимент. Птицу посадили в камеру и сдвинули ей день по сравнению с настоящим на несколько часов — «переставили стрелки» на ее биологических часах. Она привыкла к новому ритму и по Солнцу стала ориентироваться неправильно, ошибаясь на сдвинутое количество часов.

Можно так сдвинуть часы, что часть солнечного дня по часам птицы будет приходиться на ночь. И тогда она «увидит», что делает солнце «ночью». Как она будет поступать? Это очень простой опыт, который обнаруживает, что птица «знает» о движении Солнца ночью. Так вот оказывается, что в новой ситуации она начинает откладывать поправки в обратном направлении. Это значит, что ее инстинктивная программа гласит: Солнце, зайдя за горизонт, становится невидимым и возвращается обратно.

Эти совершенно неверные представления не мешают птице при ее обычной жизни в средних широтах.

А как ведут себя птицы, мигрирующие в субарктику и видящие полный круг Солнца? Марк Шумаков делал такие опыты с юрками. Оказалось, их программа гласит: Солнце продолжает свое движение вокруг горизонта. Итак, у двух видов птиц разная программа: у одного правильная, у другого неправильная. И обе входят в базовые системы ориентации.

Отсюда мы должны прийти к выводу, что инстинкты, контролирующие ориентацию у разных видов птиц, возникали у них независимо, они не унаследованы от общих предков этих видов. От них унаследованы часы, сама способность ориентироваться, а метод ориентации каждый вид находит сам.

Казалось бы, птицы, имеющие «неверную» программу, должны ориентироваться с большим трудом. Ничего подобного. Иногда бывает даже прямо наоборот: «знающие» истину птицы сталкиваются при пересечении экватора с новой проблемой — им теперь приходится откладывать поправки в противоположном направлении. И те из них, которые обладают верным представлением о движении Солнца, должны вырабатывать новую программу. Но это сложно, лучше «указать», что после пересечения экватора солнце идет обратно.

…Однако вернемся к нашим зябликам, о которых мы уже почти забыли. Имея врожденное направление, они держат его до тех пор пока… Пока что?

На эту тему среди орнитологов велись работы. Было три идеи. Первая: зяблик решает свою задачу по горючему. Я вам дам маршрут движения,— скажем, поезжайте по шоссе, никуда не сворачивая, пока не кончится горючее. Вторая идея — он отсчитывает конец пути по времени. Третий вариант — пока не достигнет определенных координат.

Мы полагали, что горючее — жировые запасы — участвует в этом деле, и проверили это предположение. Птицы великолепно демонстрируют свое миграционное состояние в неволе, в лаборатории. Так вот, в этот период одни из них получали ежедневно дополнительную нагрузку в третбане, вторые летали в вольере, имели достаточно нагрузку, а третьи сидели в маленькой клетке. Закончили свое миграционное состояние они одновременно, несмотря на разную активность, несмотря на то, что разное количество энергии было ими израсходовано.

Значит, они все-таки летят по азимуту и по времени. У пойманных молодых птиц миграционная активность обрывается в то время, когда птицы на воле достигают Франции. Но у взрослых она затягивается — умудренные жизненным опытом, они знают, что не достигли цели, не долетели на зимовку, и потому не успокаиваются. И расходуют горючее птицы, согласно отмеренному на миграцию времени.

На эту тему есть классический эксперимент Пердека. Прибалтийские скворцы зимуют преимущественно в Англии и в Нормандии. Они отлавливались в Голландии, на трассе, когда они летели на зимовки. Перевозились в Базель и выпускались. Оказалось, что молодые птицы продолжали лететь в том же направлении, что и раньше, и потому, отмерив положенное им расстояние, сместились в Южную Францию. А взрослые птицы, взяв новый азимут, под углом полетели к цели, в Англию.

Следующим был такой опыт. Молодых птиц перевозили прямо на место зимовки, и они все равно отмеривали свой «кусок» и попадали в Испанию, на Азорские острова или гибли в море. Если же привозили на зимние квартиры взрослых птиц, они оставались на них и никуда не летали.

Этот эксперимент и ставил проблему — как же взрослые птицы находят место зимовки, если их перевозят в иные широты, как они вычисляют новый азимут для себя.

Не знаем мы и более важного — как же птицы обнаруживают цель точно. Не район, а конкретную точку. Иначе — как они корректируют показания своего «автопилота». «В детстве» зяблики, например, знакомятся с территорией в радиусе ста пятидесяти—двухсот метров, не более. Это их родина. Орнитолог Л. Соколов, установил, что запечатление — импринтинг — места, куда птица будет потом стремиться вернуться, происходит в возрасте до тридцати пяти дней. Улетая осенью, они на следующий год возвращаются в свое двухсотметровое «поместье». Вокруг него они предыдущим летом ничего не видели, это мы знаем теперь. Как они отыскивают родное гнездо?

Гипотез много, но лучше их не вспоминать. Лучше ставить эксперименты, зачеркивающие «ненужное». И мы сейчас ходим, как кот вокруг сметаны, вокруг вот этой проблемы. И знаем лишь, что не можем еще построить такую убедительную модель, которая объяснила бы нам механизм точной ориентировки птиц. Не хватает знаний, а потому лучше и не иметь гипотез.

Среди опытов есть до смешного удивительные. Вот, например, уже даже не опыт, а случай. Марк Шумаков, работающий у нас на «ловушках», откармливал в павильончике молодых зябликов для экспериментов в конце лета. Он вынул их совсем крошечными из гнезда, выкормил, сделал свою работу, а в начале миграции он их выпустил окольцованными, и они улетели на зимовку. На следующую весну двое из них оказались сидящими в этом павильончике…

Но ведь они ничего не видели вокруг! Мне кажется, для того чтобы открыть секрет точной и удивительно гибкой системы ориентации птиц, надо узнать что-то совсем новое, чего мы еще совсем не знаем. Что-то удивительное…

Может ли быть, что птицы просто отыскивают свое место, прочесывая местность? Представьте себе, что вы в городе знаете одну улицу, тогда вы колесите по нему до тех пор, пока не найдете ее.

Увы, никогда не было обнаружено птицы, ищущей место своего гнезда, она прилетает к нему без предварительных поисков.

Не впадая в мистику, можно предположить лишь, что у птиц есть врожденная карта и компас. В такую гипотезу укладываются все имеющиеся факты.

Проверить, есть ли у птиц врожденная карта, пробовали на почтовых голубях. Предполагалось, что голубь чувствует москоны — земные гравитационные провалы, которые образуют некую систему. И он импринтингует — навсегда запоминает москонную характеристику местности.

В горах выпускали с радиопередатчиками большое количество голубей, еще никогда нигде не бывавших, преследовали их на вертолетах, заполненных следящей аппаратурой, определяющей москоны, и смотрели, как птицы возвращаются домой, на голубятню.

Оказалось, что они летают, когда прямо, а когда зигзагами, причем один и тот же голубь может лететь по-разному. Решили проверить, что за факторы определяют его поведение в каждом случае. Оказалась совсем нелепая вещь: голубь интересовался, например, высоко стоящим домом в соседнем городе — подлетел, проверил, нет ли там голубей. Если же его выпускали ближе к вечеру, то он знал, что скоро стемнеет, летел прямо на голубятню, без всяких отклонений в пути. И единственный вывод из исследований был тот, что голубь впервые же секунды, когда его выпускают, определяет нужный курс, а после этого, зная точно, куда надо лететь, свободно распоряжается своим временем.

Сейчас проводится много опытов с разной степенью изоляции птиц, чтобы выяснить, что нужно, а что не нужно птице для узнавания своего места. Ответы очень противоречивы. Птицам делают специальные линзы, которые искажают их зрение. Это ухудшает ориентацию. Делают также линзы, которые не дают возможности им смотреть вверх: птица видит землю под собою и не видит Солнце. Тогда она возвращается. Полностью лишенная зрения птица не полетит. Она боится разбиться.

У нас есть своя программа экспериментов. Мы собираемся вырастить в вольере молодых скворцов и часть из них выпустить с началом миграции, часть же прямо из вольеры вывезти за пределы узнаваемого ими квадрата. Ибо пока есть подозрение, что на отлете они запоминают какой-то выходной коридор. Мы же «вырежем» из памяти все подступы к территории, после того, как птицы ее запечатлевают — импринтингуют.

Автор: Виктор Дольник, орнитолог.