Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку для таких животных наличие точной и надежной системы навигации жизненно необходимо, можно предположить, что эволюция благоприятствовала тем из них, которые могли использовать доступные источники полезной в навигационном отношении информации, имеющиеся в окружающей среде.
Хорошей иллюстрацией навигационных способностей птиц являются опыты, в которых дикие птицы (от воробьев до альбатросов), отловленные и увезенные из родных мест на расстояние до нескольких тысяч километров, безошибочно находили обратную дорогу (Griffin, 1944; Matthews, 1953b; Mewaldt, 1964; Keeton, 1974a). Подобное так называемое «хоминговое» поведение птиц наиболее интенсивно изучалось на почтовых голубях (Keeton, 1974b; Walcott, 1974). Эти современные птицы происходят от каменного голубя Старого Света (Columba livid) и были выведены специально с той целью, чтобы они как можно точнее находили свой дом, будучи увезены от него на большое расстояние.
1 David Е. Presti, Department of Biology and Psychology, University of Oregon, Oregon 97403.
Таких голубей доставляли за сотни километров от дома в условиях, при которых они не могли видеть, куда их везут, в место, где они никогда раньше не были, и тем не менее чистокровные и соответствующим образом мотивированные почтовые голуби уже через несколько минут после того, как их выпускали, выбирали нужное направление и летели к голубятне.
Долгое время считалось, что навигацию птиц можно объяснить на основе случайного (или преднамеренного) использования ими обычных зрительных ориентиров, а также, возможно, топографических особенностей местности (направление гор, береговая линия, реки) и расположения каких-либо небесных ориентиров (например, солнца во время восхода или заката). Многие объяснения навигационной способности птиц по меньшей мере несерьезны и не основываются на результатах тщательно спланированных экспериментов. Однако за последние примерно 30 лет был проведен ряд опытов как на перелетных птицах, так и на почтовых голубях, и эти опыты продемонстрировали наличие у них выдающихся навигационных способностей (Keeton, 1974а; Emlen, 1975а). Например, было обнаружено, что молодые голуби, никогда раньше не удалявшиеся от голубятни и увезенные на расстояние 100 км, ориентируются по направлению к ней в течение первой минуты после того, как они были выпущены (Wallraff, 1970). Этот результат указывает, что птицы при перелете могут не пользоваться зрительными ориентирами, поскольку в данном случае местность была им незнакома. Более того, почтовые голуби, снабженные матовыми контактными линзами, которые не позволяли им различать предметы, удаленные более чем на несколько метров, все же ориентировались по направлению к дому, когда их выпускали в отдаленных пунктах (Schmidt-Koenig, Schlichte, 1972; Schmidt-Koenig, Walcott, 1978). Еще более удивительно, что многие из этих птиц ухитрялись приблизиться к голубятне на расстояние около 1 км (рис. 22.1) и иногда приземлялись поблизости от нее. Это со всей очевидностью указывает, что у голубей имеется навигационная система, обладающая феноменальной точностью и вовсе не зависящая от зрительного восприятия объектов на местности.
В начале 50-х гг. Густав Крамер, пионер современного экспериментального исследования навигации птиц, высказал гипотезу, что навигацию лучше всего рассматривать как двухступенчатый процесс, состоящий из топографической и компасной компонент. В соответствии с этой гипотезой птица, принимая решение, каким путем она будет лететь, прежде всего должна установить, где она находится по отношению к цели своего путешествия. Определение местоположения животного в данный момент по отношению к цели представляет собой топографическую (позиционную) ступень в модели Крамера. Далее птица переходит на компасную (дирекциональную) ступень, чтобы определить, как направление к цели соотносится с геофизическими характеристиками окружающей обстановки. Эта топографически-компасная гипотеза, примененная для описания навигации птиц, основана на аналогии с навига-
Рис. 22.1. Хоминговое поведение голубя с матовыми контактными линзами на глазах, не позволяющими ему различать зрительные ориентиры (Schmidt-Koenig, Walcott, 1978). Выпущенная птица полетела по направлению к голубятне и более часа кружилась вблизи места ее расположения, несколько раз приближаясь к ней на расстояние около 1 км. После неудачных попыток найти голубятню голубь полетел в обратном направлении-в то место, где его выпустили. Точки-местоположение птицы, определенное при помощи радиотелеметрии, цифры-время прилета птицы в некоторые участки трассы.
циеи мореплавателей, ини тоже используют карту, чтобы сопоставить свое местонахождение с расположением цели, определяют относительное направление к цели на основании карты и затем используют компас (солнечный, звездный, геомагнитный или гравитационный), чтобы связать направление, полученное по карте, с направлением, которого надо придерживаться в окружающей обстановке.
В сериях прекрасных опытов, проведенных в 1950-1951 гг., Крамер показал, что в качестве источника дирекциональной информации птицы используют положение солнца на небе (Kramer, 1952). Он проанализировал предпочтительное направление двигательной активности у отдельных певчих птиц (европейский скворец, Sturnus vulgaris), которых в период весеннего и осеннего перелетов держали в круглых клетках. Крамер и его сотрудники разработали также схему опыта, по которой птиц обучали подходить к кормушке, расположенной в определенном компасном направлении, причем эта кормушка находилась среди многих идентичных кормушек по периферии круглой клетки. Манипулируя видимым положением солнца при помощи зеркал и используя искусственные источники света, эти ученые показали, что птицы определяли компасное направление, ориентируясь по солнцу. Чтобы эта операция была успешной, птицы должны точно знать время суток: только в этом случае они могут из положения солнца извлечь информацию о компасном направлении. Это обнаружение способности птиц использовать
