Перелеты птиц давно привлекали внимание людей. Еще в глубокой древности было установлено, что в каждой местности в различные времена года живут разные птицы. Но в те далекие времена достоверным сведениям о явлениях природы часто сопутствовали самые фантастические сказки. Так, Аристотель считал, что ласточки, скворцы, дрозды и некоторые другие птицы не являются перелетными. Они якобы прячутся и впадают в зимнюю спячку в местах своего постоянного обитания.

Это мнение удерживалось очень долго. О спячке птиц писали еще в XVI в. В частности, считали, что ласточки на зиму прячутся в тину болот или зарываются в ил. В 1740 г. была даже попытка доказать эту теорию с помощью опыта. К лапкам большого количества ласточек были привязаны красные тряпочки. Некоторых из этих птиц удалось поймать в следующем году. Никаких следов пребывания тряпочек в тине или иле не было обнаружено. Опыт доказал, что ласточки не зимуют под водой, однако он не мог служить свидетельством того, что ласточки улетают на зимовку в отдаленные страны.

На рубеже XIX и XX вв. начали широко применять кольцевание птиц, которое позволило получить подробные сведения об их жизни. В наши дни кольцевание применяется многими научными организациями. К лапке птицы прикрепляется легкое кольцо с необходимыми данными (время и место кольцевания птицы, наименование и адрес организации). Кольцо является точным «документом», фиксирующим, откуда и куда перелетела птица.

Большое количество сведений о перелетных птицах было собрано еще до широкого распространения кольцевания. Особенно ценные данные опубликовал в 1853 и 1866 гг. русский орнитолог К. Ф. Кеслер, производивший систематические наблюдения в Киевской губернии. В то время было распространено мнение, что птицы всегда летят вдоль больших рек, текущих в меридиональном направлении. Кеслер же выяснил, что вдоль Днепра летят лишь одиночные птицы. Большинство перелетных птиц пересекает Днепр и направляется весной на северо-восток, а осенью на юго-запад.

Наблюдения Кеслера позволили сделать вывод, что птицы летят широким фронтом в определенном направлении, но не придерживаются каких-либо узких пролетных путей.

Этот вывод, оспаривавшийся многими учеными, подтвержден в наши дни данными, полученными в результате широкого применения кольцевания птиц.

В 1855 г. в Петербурге появилась замечательная работа русского ученого А. Ф. Миддендорфа, исследовавшего перелеты птиц на огромных пространствах восточной Европы и северной Азии. Он вычертил на карте линии, соединяющие места одновременного весеннего прилета птиц семи распространенных пород. На основании этих наблюдений Миддендорф пришел к неожиданному выводу: все эти птицы летят по направлению к северному магнитному полюсу Земли. В связи с этим он предположил, что в теле перелетных птиц существуют особые электрические токи, которые и помогают им ориентироваться.

Большинство ученых отвергало эту поразительную гипотезу. Но наблюдения последних лег вновь возродили ее. Хотя вопрос о том, каким образом птицы ориентируются в полете, не может считаться окончательно разрешенным и сейчас.

Существенно, что птицы способны ориентироваться не только во время сезонных перелетов, а постоянно. Эта их способность доказана экспериментально.

Так, например, в 1907 г. крячек, гнездящихся на островах Мексиканского залива, увозили

на дальние расстояния (до 1368 км). Птицы самостоятельно возвращались в гнездовья по незнакомой трассе над морем. В 1934 г. такие же опыты проводились с полярными крачками на расстояниях свыше 400 км. В некоторых случаях птиц увозили на сотни километров в закрытых клетках и даже под наркозом. Несмотря на это, они в большинстве случаев возвращались к своим гнездам.

Опыты с голубями показывают, что их врожденные навигационные способности уступают способностям диких перелетных птиц. Однако они могут быть сильно развиты тренировкой. Навигационные способности голубей позволяют им после больших перелетов над незнакомой местностью выйти на цель с ошибкой, не превышающей 50 км. После этого они находят голубятню, пользуясь земными ориентирами.

Обычно голубь, выпущенный в незнакомой местности, делает несколько больших кругов и только после этого берет нужный курс. Очевидно, сидя на земле, голубь не может определить необходимого направления. Это значит, что эффекты, используемые птицей для навигации, возникают только во время полета.

Первоначальная гипотеза Миддендорфа, который предположил, что во время весеннего перелета птицы летят по направлению к северному магнитному полюсу, несомненно, имеет большое значение. Однако только этой гипотезой нельзя объяснить их навигационные способности. Для безошибочной ориентировки в полете недостаточно знать направление север-юг. Птица должна не только знать, в каком направлении находится северный или южный магнитный полюс, но и иметь возможность определить свое местоположение, а также находить направление, в котором ей надо лететь, чтобы возвратиться к гнезду.

На языке наших понятий это значит, что она должна знать, например, широту и долготу обеих точек, лежащих на концах его маршрута. Широта и долгота в данном случае - величины совершенно условные, вместо них можно пользоваться и другими. Необходимо только, чтобы это были две независимые величины, которые принимают различные значения в разных точках земной поверхности. Такие величины называют координатами.

Существует сравнительно большое количество физических величин, которые могут служить такими координатами.

Из-за суточного вращения Земли все тела подвержены действию центробежной силы. Она уменьшает вес тела, измеренный пружинными весами, и вызывает отклонение отвеса от линии, соединяющей точку подвеса с центром Земли.

Центробежная сила, при постоянной скорости вращения, тем больше, чем дальше тело находится от оси вращения. Поэтому на полюсах центробежная сила равна нулю, а на экваторе она достигает наибольшего значения, равного трем тысячным долям веса тела. Таким образом, центробежная сила зависит от географической широты и поэтому в принципе может служить величиной, определяющей широту места.

Суточное вращение Земли является также причиной возникновения особых, так называемых кориолисовых сил, действующих на тела, движущиеся по отношению к поверхности Земли. В северном полушарии Земли кориолисова сила направлена вправо по отношению к направлению движения, в южном полушарии - влево.

При постоянной скорости вращения кориолисова сила возрастает с расстоянием от оси вращения и со скоростью движения тела. Существенно, что эта сила зависит и от направления движения тела. Она равна нулю, если тело движется вдоль оси вращения, и становится наибольшей, если оно движется перпендикулярно к этой оси. Для тел, движущихся вдоль поверхности Земли, кориолисова сила, так же как и центробежная, равна нулю на полюсах и становится наибольшей у экватора. Эта сила вызывает отклонение отвеса, помещенного на движущихся телах, и изменение веса движущихся тел. Она является причиной известного явления - размыва правых берегов рек северного полушария и левых берегов рек южного полушария. Размыв этот объясняется тем, что кориолисова сила прижимает текущую воду к соответствующему берегу реки. При этом разница уровней у противоположных берегов достигает вполне заметных величин.

В северном полушарии кориолисова сила прижимает колеса железнодорожных составов к правому рельсу, что вызывает усиленный износ правого рельса двухколейных дорог в этом полушарии. В южном полушарии по этой же причине изнашивается левый рельс.

Кориолисовыми силами частично объясняется деривация - отклонение пуль и артиллерийских снарядов, что приходится учитывать при стрельбе.

Кориолисовы силы вызывают отклонение воздушных и морских течений, что приводит к образованию циклонов.

Величина центробежной и кориолисовой сил в различных точках Земли зависит от географической широты. Таким образом, в принципе они обе могут служить птицам для ориентировки в полете. Однако правильнее считать, что птицы используют для ориентировки не центробежную, а кориолисову силу. Об этом свидетельствует тот факт, что перед определением нужного направления птица совершает круги или, во всяком случае, часть круга.

Вторую координату, необходимую для ориентировки птиц, несомненно, образует магнитное поле Земли.

Если птицы способны реагировать на величину магнитного и кориолисова полей, то в их распоряжении оказывается своеобразная координатная сетка, с помощью которой они могут ориентироваться в полете. Это предположение было проверено на опыте. К обоим крыльям каждого из десяти обученных почтовых голубей прикрепили по одному сильному магниту весом около 0,8 г., имевшему вид пластинки размером 25,4 X 4,9 X 0,62 мм. К крыльям десяти контрольных голубей прикрепили медные пластинки таких же размеров. Расстояние между магнитами или пластинками при полете птицы составляло примерно 30 см.

После тренировки птиц выпустили в незнакомой местности, на расстоянии 100 км от голубятни. В итоге испытаний пять голубей, несших медные пластинки, возвратились на голубятню в тот же день, и на другой день прилетели еще три. Из десяти голубей, несших магниты, на голубятню вернулся лишь один, и то только на четвертый день.

Этот опыт убедительно подтверждает, что магнитное поле Земли играет важную роль в процессе ориентировки птиц. Магниты, прикрепленные к крыльям, мешали голубям выбрать правильное направление полета

Совокупность известных фактов заставляет предположить, что для восприятия кориолисовых сил у птиц служат необычайно сильно развитые органы равновесия. У быстролетающих птиц эти органы занимают большую часть объема головы. Если птица видит поверхность земли, то она может, таким образом, по кажущемуся отклонению вертикали ощутить величину кориолисовой силы, а оценивая полетную скорость, - определить место полета.

Опыт Густава Крамера

Наблюдать, как ориентируются перелетные птицы, трудно, поскольку (в отличие от пингвинов) они весьма быстро скрываются из виду, и наблюдатели успевают заметить только, в каком направлении они летят. Густав Крамер решил эту проблему, поставив опыт, который ныне по праву считается классическим. Отловленных перелетных птиц Крамер посадил в клетку, стоявшую под открытым небом, и с наступлением прохладных осенних дней установил за ними постоянное наблюдение. Как только наступила пора перелетов, птицы обнаружили «перелетное беспокойство»: они безостановочно перепархивали в клетке с места на место, но при этом сохраняли определенное направление. В ненастную погоду такого предпочтительного направления не было, но стоило показаться Солнцу, как птицы (а это были дневные мигранты) возобновляли попытки лететь в направлении своих обычных миграций. Крамеру удалось убедительно доказать роль Солнца и биологических часов в ориентации птиц. Если Солнце закрыть от птиц непрозрачным экраном и с помощью зеркала направить на них солнечные лучи с другой стороны, то менялось и направление полета. При легко осуществимом в лабораторных условиях с помощью искусственного цикла свет-темнота сдвиге фазы внутренних часов птиц на 6 часов они устремлялись на восходе Солнца в направлении, составлявшем с истинным курсом угол в 90°.

Возникает вопрос, какие биологические часы использует организм для своей ориентации и те ли это часы, которые регулируют протекание других процессов его жизнедеятельности?

Скворцов обучили тому, что корм всегда находится к северу от клетки. У птиц, содержавшихся при постоянных условиях, устанавливался ритм активности с периодом 23,5 часа. Через 10-12 дней скворцов выпускали на волю. Выбранное ими направление полета показало, что выработавшийся у скворцов сдвиг фазы на 5-6 часов распространился и на способность ориентироваться в пространстве: вместо того чтобы лететь на север, они отправились на поиски корма на запад. Следовательно, оба циклических процесса регулируются одними и теми же часами.

Другой вопрос: является ли способность ориентироваться по Солнцу результатом обучения или она передается по наследству?

Едва вылупившихся птенцов аиста и чирка окольцевали, продержали в неволе до тех пор, пока птицы старшего поколения не улетели, и только тогда выпустили. Следующей весной окольцованных птиц обнаружили в родных местах вместе с собратьями по виду, улетевшими осенью без всякой задержки. Следовательно, способность находить дорогу основана на наследственных механизмах.

С иной ситуацией мы сталкиваемся у птиц, совершающих перелеты ночью. Судя по всему, они ориентируются главным образом по звездам. Видимое движение звезд происходит по своему, звездному времени: звездные сутки составляют 23 часа 56 минут. Следовательно, при движении по таким часам необходимо вносить поправку, которая всего на 4 минуты отличается от периода 24-часового цикла, регулирующего любые другие суточные ритмы.

Несомненно, в перелетах большое значение имеет инстинкт, то есть врожденная, передающаяся по наследству способность к определенному поведению. Пример инстинкта у птиц: никто не учит птицу строить гнездо, но когда она впервые приступает к его постройке, то делает это так же, как и все птицы ее вида. У некоторых птиц сначала отлетают молодые, а затем старые птицы. Следовательно, молодым никто не показывает дорогу на зимовку, они как-то с рождения "знают" ее сами.

Многие эксперименты подтверждают, что птиц ведет именно "инстинкт".

Во время одного из таких экспериментов группу аистов забрали из своих гнезд незадолго до наступления времени осеннего перелета и перенесли на другое место. С этого нового места им пришлось лететь в другом направлении, чтобы достичь места своего зимовья. Но когда пришло время, они полетели в том же направлении, в котором они летали со своего старого места!

Даже если птиц увозили от их родных мест на самолете за сотни километров, когда их отпускали, они летели точно к себе домой.

В другом эксперименте ученый вывез из Англии утиные яйца в Финляндию, и там из них вылупились утята. А надо сказать, что дикие утки, обитающие в Англии, ведут оседлый образ жизни, а утки из Финляндии перелетают зимой на запад Средиземного моря.

Эксперимент показал неожиданный результат. После отлета "финских" уток на юг, в небо поднялись и утки, вылупившиеся из "английских" яиц. Окольцованные птицы пролетали над теми же краями, которые обычно пересекали утки из Финляндии, и добрались до места зимовки своих приемных родителей. На следующий год большинство этих уток вернулось в Финляндию.

Как птицы ориентируются в пути? Нужно признать, что пока мы этого до конца не знаем.

Одна из гипотез заключается в том, что птицы чувствуют магнитные поля, которые окружают Землю. Магнитные линии располагаются по направлению от северного магнитного полюса к южному. Возможно, именно эти линии и служат для птиц направляющими.

Учёные проводили опыты: на шею голубям вешали магнитные пластинки. Это мешало птицам ориентироваться, но полностью сбить их с пути магнитные пластинки не могли.

Дополнительными ориентирами для определения направления полета служат особенности ландшафтов (поворот реки, горы, группы деревьев). Возможно, что птицы ориентируются также по расположению солнца. При дальних перелетах наибольшее значение имеют, по-видимому, не наземные, а небесные ориентиры: солнце - днем, луна и звезды - ночью.

Скорее всего, птицы в перелетах используют все эти виды ориентиров: магнитное поле, астрономические и наземные ориентиры.

Данные способы, в целом, неразрывно связаны с солнцем и основаны на том, что выделяемый солнечный свет жизненно необходим не только растениям, но и насекомым, и прочей живности.

Ориентирование по насекомым.

Даже насекомые способны помочь в поисках правильного пути. Правда следует отметить что точность ориентирования в данном случаи невелика, а то и вовсе может быть не верной в следствии различных факторов. Помните, что всегда нужно применять несколько способов ориентирования, особенно, если речь идёт об использовании растений, насекомых или животных. И лишь сопоставив множество признаков (а не полагаясь лишь на один из них) можно начинать движение, в противные случаи вы можете ухудшить ситуацию ещё больше.

По муравейникам.

Определить направление по муравьям, можно обратив внимание с какой стороны от чего-либо (дерева, кустарника, пня и т.д.) они возвели своё жилище. Обычно муравейник возводится с южной стороны от объекта! Также можно заметить, что сторона муравейника, обращённая к югу более пологая.

По ульям.

Тот же способ касается и диких пчёл, обычно сооружающих свои жилища с южной стороны деревьев, также пчёлы вылетая из улья чаще летят в южном направлении.

Ориентирование по птицам.

По полёту перелётных птиц.

Весной они летят на север, осенью на юг!

По гнёздам птиц.

Также некоторые птицы чаще гнездятся с определённых сторон света. Ласточки гнездятся около жилищ человека, плетут гнёзда под карнизами с северной стороны. Сирийский поползень облюбовывает скалы с востока. Трехпалые чайки напротив любят селиться на западе или северо-западе скал. Дятлы, совы создают гнёзда с юга.

По птицам также можно определить веремя, об этом подробнее в следующей статье.

Ориентирование по деревьям.

По коре.

С севера дерево обычно темнее, грубее (и по некоторым источникам мох и лишайники растут больше всего именно с этой стороны, однако не всё так однозначно. По уверениям других, мох и лишайники растут там, где им больше нравятся, совершенно не ориентируясь по сторонам), тогда как с юга напротив более светлая кора и гладкая кора. Однако, обращать внимание следует прежде всего на отдельно стоящие деревья, тогда будет меньше шансов ошибиться.

Вертикальные тёмные полосы на некоторых деревьях (сосна, меньше берёза) встречаются из-за неравномерного просыхания дерева после дождя, и обычно находятся исключительно с северной стороны. Однако при воздействии на дерево, постоянных сильных ветров, линия на нём, может сместится.

По годовым кольцам.

Следует найти пень, и посматреть на расположение годовых колец на срезе. С южной стороны рост кольец будет более заметным. Они будут более широкими чем с севера!

По листве.

Также следует рассмотреть листву, которой с южной стороны будет больше, а сами лисья будут более шикокими.

По соку и смоле.

Весной можно сориентироваться по соку деревьев, который выступает с той стороны дерева где его движение более интенсивно, а именно с юга.
Более интенсивные подтёки смолы (например на соснах) также встречаются с южной стороны.

© ВЫЖИВАЙ.РУ

Post Views: 2 937

Как ориентируются перелетные птицы

Орнитологи давно уже оставили эту идею, хотя было время, когда в нее верили: дорогу в южные страны и обратно молодым птицам показывают птицы старые. Сейчас мы знаем, что у многих пернатых молодежь, едва научившаяся летать, отправляется на юг самостоятельно, без родителей и вообще без взрослых птиц. Пример тому - скворцы и сорокопуты-жуланы. Кукушки, выращенные певчими птичками, никогда и не видят даже своих родителей и улетают в Африку значительно позже взрослых кукушек, которые уже в августе порхают вокруг Килиманджаро.

Немало, конечно, есть и таких птиц, которые путешествуют на юг семьями и смешанными стаями; здесь молодые птицы летят бок о бок со старыми. Таковы аисты, гуси, лебеди, журавли. Может быть, у них старики показывают дорогу?

Несколько тысяч молодых белых аистов задержали там, где они выросли, до поры, пока все их сородичи не покинули эту местность. Потом пленников окольцевали и отпустили. Они тут же полетели на юго-восток, то есть туда же, где зимуют и взрослые аисты из Прибалтики.

Но вот молодых аистов из Восточной Германии завезли на Рейн. В это время все местные птицы уже улетели на юг. Восточногерманские эмигранты устремились на зимовки прежним юго-восточным курсом - в Адриатику, а ведь рейнские аисты летят зимовать на юго-запад - во Францию.

Серые вороны, гнездящиеся в нашей Прибалтике, зимуют обычно в Северной Германии. Однажды весной поймали на Куршской косе (под городом Калининградом) 900 молодых ворон. Они уже продвигались потихоньку на свою родину - в Латвию и Эстонию, где минувшим летом вывелись из яиц. Завезли пленников в Данию. Позднее этих ворон нашли в Швеции. Они, значит, и на новом месте продолжали свой полет в северо-восточном направлении и, конечно, попали не в Латвию, а в Скандинавию.

Такие опыты были проделаны со многими птицами, и результат у всех был один: перемещенные молодые птицы, ни разу в жизни не совершавшие осенних перелетов, летят тем не менее в том направлении, в каком улетают их родители. Значит, чувство направления у них врожденное. Птицы по наследству от предков получают стремление лететь осенью по определенному направлению и на определенное расстояние, поэтому в своих путешествиях и обходятся без помощи опытных руководителей.

И все-таки такое руководство имеет место, когда молодежь и старики летят вместе. Это тоже доказали опыты по перемещению птиц. Например, если молодых восточногерманских аистов выпустить в районах Западной Германии, когда местные аисты еще не улетели, то перемещенная молодежь присоединится к стаям своих сородичей и устремится вместе с ними на юго-запад, а не на юго-восток, как поступили бы молодые аисты, предоставленные самим себе.

Так же ведут себя скворцы и многие другие птицы. Значит, «указание», куда лететь зимовать, птенец получает еще в яйце вместе с серией других инстинктов, однако опыт, приобретенный в течение жизни, и сила примера могут внести свои поправки в унаследованные инстинкты.

Тут интересно подчеркнуть, что в наследственности птицы закреплен маршрут полета только в одном направлении - на зимовки осенью. Весной молодые птицы возвращаются обычно по тому пути, по которому летели осенью. Поэтому если яйца или птенцов перенести в другую местность и там их выкормить, то следующей весной эти выкормыши не вернутся в землю предков, где родители произвели их на свет, а полетят туда, где их вырастили люди и откуда совершили они свой первый в жизни перелет на зимние квартиры. А ведь у бабочек не так, у монархов например. У них молодое поколение, рождающееся на юге, неудержимо стремится на север, в землю предков. И это стремление, и маршрут полета получают они в дар к первому дню своего рождения.

Однако мало одного позыва лететь в «заданном» направлении, надо еще отыскать по каким-либо ориентирам это направление. Короче говоря, необходим компас, указания которого постоянно контролировали бы правильность выбранного курса.

Чтобы понять природу этого компаса, были исследованы и, увы! отброшены многие гипотезы. Среди них магнитная теория еще недавно пользовалась большой популярностью, особенно у журналистов: пришлась по вкусу широкой публике