Молодая перелётная птица иногда отправляется в первый путь без опытного проводника и всё же летит в нужную сторону. В её распоряжении нет одной волшебной стрелки: маршрут складывается из врождённой программы, памяти и нескольких природных компасов.
2. Сначала направление, потом карта?
Ориентация и навигация — не одно и то же. Компас отвечает на вопрос «куда лететь», а карта — «где я сейчас». Молодые птицы многих видов наследуют приблизительное направление и продолжительность перелёта. Это позволяет начать путешествие, даже если точная дорога ещё не выучена.
С возрастом маршрут становится точнее. Птицы запоминают берега, речные долины, горы, места отдыха и опасные участки. Опытная особь после смещения ветром или человеком часто лучше корректирует путь, чем молодая. Значит, врождённый вектор постепенно дополняется настоящей пространственной памятью.
Разные виды решают задачу по-разному. Журавли и гуси могут учиться у старших, а многие певчие птицы летят ночью поодиночке. Морским птицам важнее запаховая карта над океаном, наземным — знакомые ориентиры. Универсальной инструкции для всех пернатых нет.
3. Солнце, звёзды и внутренние часы?
Днём птица может использовать положение Солнца, но светило движется по небу. Поэтому солнечный компас работает вместе с циркадными часами — внутренним суточным ритмом. В классических опытах учёные сдвигали режим дня у птиц, и те выбирали направление, соответствующее их «неправильному» внутреннему времени.
Ночные мигранты ориентируются по звёздному небу. Опыты в планетариях показали, что важна не одна яркая звезда, а картина вращения неба вокруг небесного полюса. Молодые птицы учатся находить центр этого вращения. Облачность усложняет задачу, но не обязательно останавливает перелёт, потому что остаются другие подсказки.
Перед полётом полезен и поляризованный свет — упорядоченная часть рассеянного солнечного излучения. Его рисунок особенно заметен на рассвете и закате и помогает откалибровать компасы. Птица словно сверяет несколько часов перед дальней дорогой.
4. Магнитное поле и запахи?
Поведенческие эксперименты убедительно показывают, что многие птицы чувствуют магнитное поле Земли. Их компас часто реагирует не на север и юг как стрелка обычного компаса, а на наклон силовых линий относительно поверхности. Это помогает различать направление к полюсу и к экватору.
Один из ведущих вариантов механизма связан с криптохромами — светочувствительными белками сетчатки. Под действием синего света в них могут возникать пары химически активных частиц, ход реакции которых зависит от магнитного поля. Возможно, направление воспринимается как слабый зрительный узор. Это правдоподобная и активно проверяемая модель, но не окончательно собранный прибор с подписанными деталями.
Для определения положения могут использоваться интенсивность и наклон магнитного поля, запахи, инфразвук и знакомые ориентиры. Особенно хорошо роль обоняния показана у почтовых голубей и некоторых морских птиц. Когда один канал ненадёжен, мозг повышает вес других — примерно так человек одновременно смотрит на карту, дорожные знаки и пейзаж.
5. Что говорит наука?
Подтверждено, что перелётные птицы используют солнечный, звёздный и магнитный компасы, а также ориентиры и запахи. Это доказано изменением освещения, искусственным сдвигом внутренних часов, вращением звёздного неба в планетарии и воздействием контролируемых магнитных полей. Обзоры по нейробиологии навигации описывают путь как результат объединения нескольких чувств.
Наиболее вероятно, что криптохромы участвуют в светозависимом магнитном компасе. Лабораторные данные показывают нужные фотохимические свойства этих молекул, а поведение птиц зависит от условий освещения. Однако учёные продолжают выяснять, какой именно криптохром работает в живой птице, как слабый сигнал усиливается и каким путём поступает в мозг.
Ещё менее ясно, где находится полноценная магнитная «карта». Предлагались частицы магнетита в тканях клюва и другие рецепторы, но ранние интерпретации неоднократно пересматривались. Вероятно, разные магнитные параметры и органы отвечают за разные задачи, а у некоторых видов главную роль играет вовсе не магнитная карта, а запаховая.
Наконец, птицы ошибаются. Их сбивают сильный ветер, туман, искусственный свет, изменение ландшафта и магнитные помехи. Надёжность появляется не из-за идеального чувства, а из-за избыточности: несколько несовершенных систем проверяют друг друга.
Так как же птицы находят дорогу без навигатора? У них есть не один встроенный GPS, а целый совет навигационных приборов: наследуемый маршрут, небесные компасы, магнитное чувство, запахи, зрительная память и опыт. Природа предпочла не единственного гения, а хорошую команду.
Если вам доводилось наблюдать большой перелёт, расскажите в комментариях, где это было.
