Чому перелітні птахи повертаються навесні назад?

 
На це питання можна коректно відповісти принаймні з трьох різних позицій. Ці відповіді будуть доповнювати один одного і тому в рівній мірі важливі. По-перше, який механізм цього явища? По-друге, навіщо птиці це роблять - у чому значення (функція) цієї поведінки? І, нарешті, як взагалі сталося так, що птахи кудись відлітають, а потім повертаються (тобто яке походження і еволюція цього явища)? 

 
Як?
Якщо утримувати перелітних птахів в неволі, то в період звичайних сезонних міграцій вони відчувають занепокоєння. Такий стан було названо міграційним. В цей час, наприклад, можна спостерігати нетипову активність ночами. А пов'язано це з тим, що дрібні птахи летять в основному вночі. Тобто вони як би намагаються реалізувати свою тягу мігрувати навіть у тому випадку, якщо їм (в неволі) цього зробити не дають.
Більш того, птиці намагаються орієнтуватися в ту сторону, куди вони в нормі повинні летіти. Ця особливість широко використовується при вивченні орієнтації птахів за допомогою так званих круглих клітин, або клітин Крамера, названих на честь німецького орнітолога Густава Крамера (Gustav Kramer). У таких клітинах (круглої форми) по периметру розташовані жердочки, а одна жердинка знаходиться в центрі клітини. При стрибках птиці зручніше стрибати з центральної жердини на одну з периферійних. По тому, куди орієнтована (по сторонах світу) найбільш часто відвідувана периферійна жердинка визначають, в який бік птах «хоче» мігрувати.
Отже, бажання мігрувати на південь (восени) або повертатися додому (навесні) проявляється у птахів навіть тоді, коли їм не дають це зробити. Тобто міграційний стан, по суті справи, явище інстинктивне. Запускається воно у наших птахів головним чином співвідношенням між темним і світлим часом доби (так званим фотоперіодом). Певне значення цього параметра є своєрідним тригером міграцій.
Це показано, в тому числі, експериментально.
Як птахи знаходять дорогу
При виборі напрямку птахи можуть використовувати кілька джерел інформації.
Важливе значення для мігруючих птахів має сонячний диск, по якому вони визначають напрямок. Сонце постійно змінює своє положення на небі протягом дня, тому використовувати його для орієнтації можна, лише враховуючи тимчасову компенсацію. Іншими словами, у птахів повинні бути свої «внутрішній годинник». І, дійсно, птахи мають таку здатність. Цікаво, що птахи можуть орієнтуватися по сонячному світлу, навіть і не бачачи самого сонця (наприклад, в похмуру погоду). Для цього вони використовують поляризоване світло, які виникає при розсіюванні і відображенні світла і завжди присутній в атмосфері.
Ще одне важливе джерело інформації - зоряне небо. В цьому випадку птахи орієнтуються на певні зірки і їх сузір'я.
Орієнтація по сонцю і зіркам не є вродженою. Хоча передумовами до формування таких навичок пташеня має, зрозуміло, з народження. Але для того, щоб навик розвинувся повністю, птиця повинна навчитися. Як саме вона це робить, поки мало зрозуміло. Але участь інших птахів тут не потрібно. А це означає, що у птахів повинна бути ще одна система навігація, повністю вроджена. Орієнтуючись на неї, вони могли б калібрувати ( «налаштовувати») та інші системи орієнтації. Ця вроджена система, яка є і найбільш древньої, - магніторецепціі. Використовуючи магнітне поле Землі, птахи можуть вибирати напряму «до полюсу» і «до екватору» (маються на увазі магнітний полюс і екватор). У той же час, орієнтація по магнітному полю - грубіша, ніж за сонцем і зірками. наприклад, таким чином неможливо відрізнити напрямок «на південь» від напряму «на північ». Мабуть, саме тому птахи і навчилися використовувати також небесні орієнтири (сонце, зірки), що дозволяє їм орієнтуватися більш точно.
Нарешті, слід сказати і про «звичайних», наземних орієнтирах. Звичайно ж, птахи використовують і їх, проте роль цього до кінця не ясна. Можна не сумніватися, що птахи можуть використовувати наземні орієнтири, коли потрапляють в знайому їм місцевість. Крім того, наземні орієнтири можуть грати роль при виборі конкретного міграційного шляху. Наприклад, давно відомо, що багато навколоводні птиці (качки, гуси) при перельотах дотримуються морських узбереж або русел великих річок.
Навіщо?
Тепер подивимося, навіщо птахам треба повертатися додому. У чому сенс (функція) цього? Як це допомагає їм виживати? Адже щоб сформувався інстинкт, про який йшла мова в попередньому підрозділі, він повинен мати якусь цінність - інакше він би просто не виник.
У житті птахів можна виділити кілька періодів. Вони повторюються щороку, тому зазвичай говорять про річному циклі. У типовому випадку річний цикл виглядає так: гніздування, линяння, осіння міграція, зимівля, весняна міграція, знову гніздування і далі «за списком». Всі названі періоди важливі, але особливе значення має гніздовий. В цей час птахи виводять потомство, від них вимагається маса додаткових витрат - як часу, так і енергії. Тому успішно розмножуються лише ті особини, які роблять це в сприятливих для них місцях, до яких вони найкраще пристосовані.
Чому ж наші птиці зазвичай не гніздяться, наприклад, в тропіках? Тут дві головні причини. По-перше, вони недостатньо добре пристосовані до тамтешніх умов. Тобто вони можуть жити там, добувати собі їжу, навіть співати, але на більше їх не вистачає. Важко знайти підходяще місце для гнізда, важко виокремити пташенят і т. П. А по-друге, в тропіках маса місцевих осілих видів, які «переграють» мігрантів в конкурентній боротьбі - як в прямій (наприклад, за гніздові притулку), так і в непрямої (за їжу).
Але буває і так, що наші північні птахи і десь далеко на півдні знаходять підходящі для себе умовах і залишаються там гніздитися. У деяких випадках це може навіть з часом привести до появи нових форм. Хороший приклад - качка-крижень (Anas platyrchynchus, рис. 1), звичайна в середній смузі Росії, і в тому числі в межах Москви. А крім цього, вона гніздиться по всій Північній Америці і Євразії, від тундри до субтропіків. Так що цей вид дуже пластичний. Тому, можливо, і не дивно, що деякі популяції, потрапивши в ході міграцій на тропічні острови, залишилися там жити і стали осілими.
Звичайна крижень (зліва самка, праворуч самець).
Зараз такі форми вважають навіть окремими (але близькими) видами. Це гавайська кряква Anas (platyrhynchus) wyvilliana і лайсанскій чирок Anas (platyrhynchus) laysanensis, обидва види - з Гавайських островів (рис. 2).
Мал. 2. Гавайська кряква (зліва) і лайсанскій чирок. Самці і самки у цих видів не розрізняються і нагадують самку звичайної крижні.
Бувають і ще більш цікаві винятки. Одне з них - чорний шовковистий омелюхи (Phainopepla nitens, рис. 3), що мешкає в Північній Америці. Цей птах примудряється гніздитися двічі на рік. Навесні вона виводить пташенят в штаті Каліфорнія. А до осені мігрує в штат Колорадо. Тут вона гніздиться ще раз. Таке гніздування в двох різних місцях - унікальний випадок у птахів. Так що, як це взагалі характерно для зоології, є лише загальні тенденції або правила з безліччю різних виключень.

Рис 3. Чорний шовковистий омелюхи (Phainopepla nitens). Зліва самець, праворуч самка.
Нарешті, треба коротко розповісти, навіщо птиці взагалі відлітають взимку в теплі краї. Найголовніша причина - нестача їжі. Тому в першу чергу летять над тими видами птахів, які харчуються відкрито живуть комахами. Взимку таку їжу, звичайно ж, годі й шукати. Так що вони мігрують, можна сказати, вимушено. Ті ж види, які можуть знайти собі корм і взимку, залишаються в наших краях. Це, наприклад, синиці, спритно вишукують сплячих комах в різних щілинах і разнообразящіе свій раціон насінням. Або великий строкатий дятел (Dendrocopos major), який живиться взимку насінням ялини і сосни.
Чому?
Але чому птахи, які гніздяться в північних широтах, а зимують в тропічних, роблять саме так, а не інакше. Чому б їм, наприклад, не гніздитися взимку в тропіках, а влітку не вирушати відпочивати на північ? Для відповіді на це необхідно розглянути також еволюційний аспект. А саме - історію розселення видів.
Справа в тому, що багато видів наших птахів мають південне походження. Всі вони - вихідці з Африки або Південної Азії. В ході своєї еволюційної історії вони поступово розселялися з цих областей. Формувалися нові популяції і види, адаптуються до нових, більш північним, умовам. Зіткнувшись в нових умовах з несприятливою обстановкою взимку, ці птахи змушені були мігрувати на південь. І шлях цей пролягав в ті райони, звідки ці види спочатку відбулися. Свого роду історична пам'ять. Тому існує відома аналогія, що шлях міграції в загальних рисах повторює шлях розселення виду. Звичайно, не варто точно пов'язувати район зимівлі і район, звідки почалося розселення. Відповідність тут є, але воно приблизне. Так, якщо вид зимує в тропічній Азії, можна говорити про його азіатське походження, але зовсім не обов'язково тропічному.
Райони зимівель можуть залишатися консервативними, навіть якщо це і не дуже зручно. Така, наприклад, ситуація з вівсянкою-Дубровником (Emberiza aureola) - азіатським видом, недавно розселилися в Європу, аж до Прибалтики. Звичайно, європейським птахам коротше було б літати на зимівлю в Африку, проте вони «по-старому» літають в південно-східну Азію - як і птиці з Сибіру і Далекого Сходу (рис. 4).

Мал. 4. Гніздовий (червоний) і зімовочную (зелений) ареали вівсянки-Дубровника. Схема складена за матеріалами сайту xeno-canto.org, фото А. С. Опаева
Дубровник лише недавно став гніздитися в Європі. Але більшість інших видів, давніших вихідців з Азії, з часом поміняли місця зимівлі. Європейські популяції стали проводити зиму в Африці - що, очевидно, і ближче, і зручніше.
Таким чином, історія виду також важлива для розуміння того, як він веде себе зараз. Але жоден з трьох аспектів (механізм, функція, еволюція), взятий окремо, не може відповісти на поставлене запитання. І лише в сукупності вони малюють цільну картину того, навіщо і чому птахи повертаються навесні назад.

Олексій Опаев

Джерело: elementy.ru

Leave a reply