Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
3. Опыты по ориентации перелетных птиц
В одном из немногочисленных полевых исследований по влиянию магнитных полей на ориентацию птиц, проведенных не на почтовых голубях, анализировали направление полета только что оперившихся птенцов делаварских чаек (Larus delawarensis), выпущенных на расстоянии 29 км к западу от их колонии. Контрольные птицы в большинстве
случаев начинали лететь в южном или юго-восточном направлении, т. е. в направлении их осеннего перелета; в то же время птенцы, у которых на голове были укреплены небольшие магниты, разлетались случайным образом во всех направлениях (Southern, 1972 b). Нарушение ориентации под влиянием искусственного магнитного поля в этих опытах было выражено почти одинаково и в солнечную, и в облачную погоду. Аналогичное нарушение ориентации в солнечные дни наблюдалось у птенцов почтовых голубей, совершающих свой первый полет, у которых также были укреплены на голове небольшие магниты.
Методика, впервые предположенная Крамером для изучения ориентации птиц при помощи специальных клеток, была применена и для исследования' геомагнитного поля как источника ориентационной информации у перелетных певчих птиц. Опыты, проведенные в 60-х гг. (Merkel, Wiltschko, 1965; Wiltschko, 1968), показали, что обыкновенная зарянка (Erithacus rubecula), совершающая перелеты в ночное время, обнаруживает ориентированную двигательную активность (Zugunruhe, или миграционное беспокойство) в направлении, соответствующем направлению сезонной миграции, если она находится в ночное время в клетке в условиях нормального геомагнитного поля, но изолирована от зрительной информации об окружающей обстановке (звезды, топографические ориентиры). Если направление горизонтальной составляющей геомагнитного поля изменяли при помощи катушек Гельмгольца, окружающих клетку, то соответствующим образом менялось и предпочтительное направление двигательной активности птиц. Вилчко (Wiltschko, 1972) сообщал также, что при искусственном ослаблении (до 0,34 Гс) или усилении (до 0,64 Гс и более) нормального (0,46 Гс) магнитного поля в клетке миграционная активность зарянок становилась беспорядочной. Однако, если птицы находились в измененном по интенсивности магнитном поле в течение 3 суток и более, у них восстанавливалась способность ориентироваться в соответствующем направлению перелета курсе как в условиях нормального, так и измененного по величине магнитного поля (Wiltschko, 1978). Интересно отметить, что птицы, адаптированные к повышенной величине поля до 1,5 Гс, правильно ориентировались в поле 1,5 и 0,46 Гс, но при промежуточной его величине (0,81 Гс) их ориентация нарушалась. Создается впечатление, что птицы обучаются использовать информацию об окружающем магнитном поле непривычной для них величины; при этом они, по-видимому, могут руководствоваться только той величиной, к которой они адаптировались в течение нескольких дней.
В серии изящно выполненных опытов Вилчко и Вилчко (Wiltschko, Wiltschko, 1972) изменяли контролируемым образом как полярность, так и наклонение магнитного поля, окружающего клетку. Было показано, что в отличие от магнитных компасов, которые применяют люди, в магнитном компасе, имеющемся у зарянки, не используется при определении направления такой показатель, как полярность магнитного поля. Более вероятно, что эти птицы получают дирекциональную
информацию путем измерения магнитного наклонения, причем за направление на север (в северном полушарии) принимается такое направление, при котором вектор напряженности магнитного поля образует минимальный угол с вектором сил гравитации (рис. 22.6). Такая стратегия становится невозможной, если вертикальная составляющая магнитного поля равна нулю, как это бывает на геомагнитном экваторе. Действительно, те же зарянки, помещенные в ориентационных клетках в магнитное поле с одной лишь горизонтальной составляющей, ориентировались случайным образом (рис. 22.6, Д). Авторы указывают, что во время перелета обыкновенные зарянки не пересекают геомагнитный экватор, поэтому в естественных условиях они не оказываются в этой обескураживающей обстановке. Те же птицы, которые совершают перелеты из одного полушария в другое, по-видимому, используют компасную информацию как от магнитного поля, так и от других источников, избегая при этом осложнений, связанных с пересечением геомагнитного экватора.
Далее были проведены исследования взаимодействия между звездной и геомагнитной компасными системами у обыкновенной зарянки и некоторых других видов певчих птиц, совершающих ночные перелеты: садовой славки, Sylvia borin, и серой славки, S. communis (Wiltschko, Wiltschko, 1975 а, b, 1976). Во всех случаях было обнаружено, что геомагнитное поле является основным источником компасной информации. Звездный компас, как выяснилось, представляет собой вторичную систему ориентации, калибруемую с использованием информации о направлении, полученной от магнитного поля. При этом выявилось очень интересное различие между зарянками, которые мигрируют на относительно небольшие расстояния, в пределах северного полушария, и славками, совершающими дальние перелеты, причем большинство зимовок у них находится в южном полушарии. После искусственного изменения направления окружающего поля славки в первую же ночь отвечали соответствующим изменением ориентации их миграционной активности, несмотря на то что от звезд они получали дирекциональные сведения противоположного характера. С другой стороны, зарянкам требовалось две или три ночи для того, чтобы изменить ориентацию ночной миграционной активности после изменения окружающего магнитного поля. На протяжении этих двух или трех ночей они продолжали использовать в качестве ориентира звезды. Авторы предположили, что мигрирующие на дальние расстояния славки часто сверяют свой звездный компас по магнитному и поэтому быстро реагируют на изменение магнитного поля; напротив, зарянки, совершающие короткие перелеты, реже сверяют звездный компас с магнитным. Во время перелета зарянок многие звезды, которые находятся на небе в начале пути, остаются видимыми и в конце его, тогда как у славок картина звездного неба в начале и конце перелета может полностью измениться.
