Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Бингман (Bingman, 1983) выращивал саванных овсянок в условиях открытого неба и в магнитном поле, повернутом на 90°, а затем наблюдал за ними во время осенней миграции при нормальном геомагнитном поле и невидимом небе. По его данным, предпочтительное направление миграционной активности экспериментальных птиц отклонялось на 90° от ориентации контрольных птиц, выросших в нормальном геомагнитном поле. Поскольку эти птицы во время испытания не могли видеть небо, они, вероятно, ориентировались по геомагнитному полю. Таким образом, отклонение в ориентации у экспериментальных птиц свидетельствует о том, что они изменили свой магнитный компас в период, предшествовавший осеннему перелету, на основе сопоставления магнитных и небесных ориентиров.
Как отмечает Бингман (Bingman, 1983), для перелетных птиц, по-видимому, очень важно уметь перестраивать врожденный запрограммированный магнитный компас, сверяя его с таким надежным ориентиром географического направления, как ось вращения ночного неба. Геомагнитное поле столь сильно варьирует как в пространстве, так и во времени, что птицы не могут опираться при навигации на врожденный запрограммированный геомагнитный компас. Например, в местах гнездования саванных овсянок, простирающихся от Аляски до северо-восточных областей США, геомагнитное склонение варьирует в пределах 80° (Bingman, 1983). Другая проблема, связанная с использованием заданного при рождении направления магнитного компаса,-это инверсия магнитного поля Земли, происходящая приблизительно через каждые несколько сотен тысяч лет. Такие инверсии длятся, по-видимому, в течение нескольких тысяч лет, и в этот период происходит значительное изменение направления вектора геомагнитного поля. Таким образом, для сотен поколений животных геомагнитное поле не может быть стабильной точкой отсчета при определении направления. Проверяя магнитный компас по стабильному небесному ориентиру и соответственно перестраивая его, птицы могли в последующем использовать его для выбора и поддержания нужного географического направления и в отсутствие небесных ориентиров.
В опытах на саванных овсянках (Bingman, 1981, 1983) была обнаружена любопытная бимодальная структура ориентации с двумя преимущественными направлениями, различающимися на 180°. У отдельных птиц не наблюдалось двойной ориентации; по-видимому, бимодаль-
ное распределение является результатом суммирования данных по многим животным. Если горизонтальную составляющую магнитного поля поворачивали на 90°, оба направления преимущественной ориентации также сдвигались на 90°. Такое бимодальное распределение было характерно лишь для птиц, выросших в домашних условиях и не имевших опыта перелетов. У саванных овсянок, отловленных после сезона их первого перелета и испытанных в ориентационной клетке, наблюдалась унимодальная ориентация в направлении, соответствующем направлению перелета (Bingman, 1983). Это позволяет предположить, что овсянки, не имевшие опыта, должны прокалибровать каким-то образом абсолютное направление своего геомагнитного компаса во время полета.
4. Влияние небольших изменений магнитного поля на навигацию: могут ли птицы иметь геомагнитную карту?
Величина и направление магнитного поля Земли испытывают относительно небольшие (менее 5%) флуктуации, обусловленные изменением солнечной активности. При повышенной солнечной активности значительно возрастает поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем и достигающих Земли. При этом в ионосфере генерируются электрические токи, влияющие на величину и направление магнитного поля на поверхности земли. Нерегулярные изменения в средних широтах горизонтальной или вертикальной составляющих геомагнитного поля более чем на 40 нТл (1 нТл = 1у = 10“5 Гс) продолжительностью свыше 3 ч могут свидетельствовать о развитии магнитной бури. Сильные бури, которые бывают довольно часто, сопровождаются в средних широтах изменением величины поля на 120 нТл и более, а в редких случаях зарегистрированы изменения поля до 2500 нТл (5% средней интенсивности геомагнитного поля). В высоких широтах все эти величины существенно больше.
Наблюдения за делаварскими чайками, помещенными в ориентационные клетки, показали, что их преимущественная ориентация в
Рис. 22.7. Ориентационное поведение садовых славок во время осеннего перелета (Gwinner, Wiltschko, 1978). Круговые диаграммы иллюстрируют ориентацию двигательной активности славок, выращенных в домашних условиях и помещенных в ориентационные клетки в период первого в их жизни сезона миграций. Средние направления для отдельных птиц в ночное время (с точностью до 5°) обозначены темными треугольниками по периферии окружности; стрелки -направление среднего вектора. А. Результаты опытов, проведенных в августе и сентябре. Б. Результаты опытов, проведенных в октябре, ноябре и декабре. В. Карта, поясняющая направление осеннего перелета славок из центральной Европы к местам зимовок в Африке (заштрихованная область), определенное при помощи кольцевания.
А
N
направлении, соответствующем направлению перелета, нарушается во время магнитных бурь при изменении величины геомагнитного поля на 50 нТл или больше (Southern, 1971, 1972 а, 1978). Имеются данные о том, что направление, в котором улетали выпущенные почтовые голуби, во время магнитных бурь смещалось против часовой стрелки, причем это смещение было тем больше, чем сильнее была магнитная буря (Keeton et al., 1974; Larkin, Keeton, 1976). Степень отклонения птиц от курса зависела и от места, где их выпускали: в одном месте эффект был весьма значительным (рис. 22.8), в другом гораздо меньшим. В этих исследованиях флуктуации геомагнитного поля, по-видимому, не превышали 100 нТл; имеются указания, что начальная ориентация почтовых голубей нарушалась при изменении магнитного поля менее чем на ~ 30 нТл.
