Вращение Земли и центробежная сила

Центробежные силы, возникающие при враще­нии Земли, в наибольшей мере выражены у полюсов и последовательно уменьшаются по направлению к экватору, где они равны нулю. Эта закономерность навела на мысль, что птицы могут воспользоваться механическими эффекта­ми вращения Земли, различными на разных широтах. Центробежную силу вращения Земли выражает так называемое ускорение Кориолиса. Между тем ясно, что воздействие вращения Земли на летящую птицу незначительно и, следовательно, вряд ли его можно учитывать как какое-то средство ори­ентации.

Тем не менее, X. Йигли рассматривал ускорение Кориолиса наряду с земным магнетиз­мом как средство ориентации перелетных птиц. Этот исследователь предполагал, что птицы могут производить не менее трех сложных опера­ций, а именно «учитывать» земной магнетизм, центробежную силу вращения Земли и соответ­ственно регулировать скорость своего полета относительно земной поверхности. Следователь­но, согласно этой гипотезе, птицы должны уметь ориентироваться в воздухе по магнитным и географическим координатам. Эта гипотеза предполагает, что птицы имеют сверхчувстви­тельные физиологические органы — рецепторы для восприятия электромагнитных импульсов и ускорения Кориолиса. Кроме того, предполага­лось, что птицы могут в совокупности использо­вать эти данные для точного определения своего положения. Хотя в принципе нельзя полностью исключить роль земного магнетизма как «путе­вого ориентира», представляется, что рассматри­ваемая гипотеза о чтении птицами географиче­ских и магнитных координат с помощью учета ускорения Кориолиса заслуживает мало доверия.

Обоняние как средство ориентации

Обоняние у птиц развито незначительно (возмож­но, оно сильно выражено только у грифов Нового Света), тем не менее, предполагалось, что разносящиеся в воздухе запахи могут способство­вать ориентации почтовых голубей, возвраща­ющихся в свою голубятню. Опыты, проведенные в Италии с голубями, у которых были удалены обонятельные нервы или «ноздри» были закры­ты, показали, что эти голуби с трудом ориентиро­вались.

В Сонорской пустыне на юго-западе США¹⁸ исследовали роль атмосферных запахов в навигации голубей (Columba livia). При выпуске в знакомых районах как контрольные голуби, так и лишенные обоняния при помощи инъекции сульфата цинка экспериментальные голуби ориентировались в направлении голубятни, и быстро в нее возвращались. При выпуске из незнакомых районов ухудшалось хоминг-предпочтение всех групп голубей, однако стартовое направление, время, и особенно успех хоминга у контрольной группы во всех случаях были лучше, чем у экспериментальных. Таким образом, атмосферные запахи играют важную роль для хоминга голубей в условиях пустынного ландшафта.

Ориентация птиц при хоминге

За последние 30 лет проблемы, связанные с нави­гацией, и прежде всего, с ориентацией птиц, изу­чались с помощью все более совершенной тех­ники и приборов. Широко применялось искус­ственное перемещение окольцованных птиц в ближние или дальние местности, где их выпу­скали на волю, а затем контролировали хоминг, т. е. возвращение к родным местам обитания. Ориентация птиц изучалась также посредством прямых наблюдений сразу же после выпуска на волю. Разумеется, такой путь поиска имеет огра­ниченное применение, но, тем не менее он дал зна­чительные результаты. Передвижения птиц про­слеживались и с борта самолета, а в последние годы подопытных особей оснащали небольшими радиопередатчиками.

Прежде чем мы перейдем к разбору важнейших результатов опытов, необходимо отметить три типа ориентации при хоминге.

Ориентация, при которой путь распознается по ландшафтным особенностям. Птица при этом часто совершает круговые облеты, до тех пор, пока не достигнет знакомой ей местности.

Ориентация, при которой птица выдержи­вает определенный курс перелета и над неизвест­ной областью, но при хоминге нередко бывает ошибочной и птица попадает в чуждую ей область.

Сразу же после выпуска на волю в неизвест­ном районе птица выбирает примерно правиль­ное направление перелета, которое приводит ее к родному местообитанию.

Очень трудно судить о том, насколько большую роль для ориентации птиц при хоминге играют ландшафтные особенности. Однако имеется много данных, свидетельствующих о значении «путевых ориентиров» при возвращении домой птиц, которые были пойманы, а затем выпущены на волю в других местностях. С другой стороны, К Шмидт-Кениг утверждал, что из этих данных вовсе не следует, что ландшафтные особенности имеют значение для ориентации птиц, скорее всего, они просто помогают птицам опознать родную местность

Очень многие виды птиц, оказавшись на большом расстоянии от знакомых для них территорий, обладают способностью находить обратный путь в родные места. Однако приведенные цифры показывают также и то, что многие особи тех же видов не возвращаются домой, правда, это нередко зави­сит от недостатков в учете. Перевозка в период гнездования птиц в неизвестные им места и их возвращение домой — это перемещения, прове­денные в искусственно созданных условиях, резко отличающихся от нормальных перелетов.

Пингвины Адели, кото­рые перемещались из разных районов антаркти­ческого ледникового покрова и окружающих паковых льдов. Эти пингвины при солнечном освещении смогли выбрать правильный курс и выдержать его, но, когда солнце было скрыто за облаками, они не могли ориентироваться. Из района Южного полюса, как и из других местно­стей, где условия солнечного освещения во время эксперимента были постоянными, пингвины Адели нашли правильное направление пути.

Как выяснилось к настоящему времени, у мор­ских птиц способность к возвратной ориентации проявляется даже при большой удаленности от родных местообитаний. Темноспинный альбатрос в этом отношении побил рекорд: из Сиэтла (штат Вашингтон, США), Японии и Филиппин он воз­вращался обратно на остров Мидуэй в Тихом оке­ане, причем расстояние от этого острова до Сиэтла составляет 5120 км, а до Филиппин — 6400 км. В первом случае перелет продолжался 10 суток, а во втором — 12. Обыкновенные буре­вестники, которые с острова Скокхолм у побе­режья полуострова Уэльс были перевезены в Бостон и Венецию, вернулись назад соответ­ственно за 12 и 14 дней. Расстояние между Скок-холмом и Бостоном около 5 тыс. км, тогда как из Венеции эта морская птица, вероятно, возвраща­лась отнюдь не кратчайшим, а более длинным путем — через Адриатическое и Средиземное моря и Атлантический океан. Однако выясни­лось, что другая морская птица — северная качурка при сходном эксперименте летела домой кратчайшим путем над сушей.

Способность почтовых голубей находить род­ные местообитания хорошо известна, и поэтому они использовались для передачи посланий. Исследования полностью подтвердили незауряд­ную способность к ориентации этих птиц, и, кроме того, выяснилось, что дикие птицы в еще большей степени наделены этой способностью. Даже птицы, которые были увезены спящими или помещенными в закрытые, постоянно вращавши­еся клетки, без труда находили правильный путь в родное местообитание.

Однако для птицы недостаточно только выбрать правильный курс и придерживаться его на пути к дому. При перелетах через обширные морские акватории с беспрестанно дующими ветрами велика опасность сбиться с пути. Такие отклонения и происходят нередко, но большин­ство перелетных птиц при обычных перелетах способны исправлять отклонения от курса. Оче­видно, птицы, увезенные в незнакомые места и выпущенные там на волю, тоже обладают этим свойством.

Другой интересный результат опытов по пере­мещению птиц сводится к тому, что перелетные птицы лучше находят путь к родному местообита­нию по сравнению с оседлыми птицами. Напри­мер, такие оседлые птицы, как домовые воробьи, могут вернуться в родные места, удаленные на расстояние до 10 км, а полевые воробьи — до 35 км, тогда как кочующие птицы, например, серебристые чайки, обладают способностью к возвратной ориентации на расстоянии до 1,4 тыс км.

Увезенные из мест зимовок и выпущенные на волю птицы тоже могут возвратиться обратно. Подобные опыты проводились с чайками и лысу­хами. Зимовавшие в Копенгагене сизые и обыкновенные чайки были перевезены в Стокгольм и там выпущены на волю. Большая часть птиц вер­нулась в Копенгаген или была встречена в раз ных местностях на юге Швеции. В Америке увезенные речные певуны (Seiurus noveboracensis) вернулись в места зимовок в Венесуэле, однако в этом случае, как и в других, молодые особи не смогли долететь до исходного пункта.

Приведенные примеры, иллюстрирующие спо­собность птиц из неизвестных для них мест снова прилетать в родные местообитания, — это лишь незначительная часть из массы экспериментов по искусственному перемещению птиц. Накоплен­ный опыт ясно свидетельствует о том, что птицы могут находить путь к летним и зимним место­обитаниям независимо от заученных «путевых ориентиров» и от значительной удаленности от дома. Это неопровержимо указывает на высоко­развитую у них способность к навигации. Кроме того, становится очевидным, что птицы ориенти­руются также с помощью физических «путевых ориентиров» а, возможно, и других восприятий. Чтобы нагляднее осветить проблемы навигации и ориентации, они рассматриваются порознь для дневных и ночных мигрантов.