Одна з найцікавіших проблем, що стосуються поведінки тварин, - це питання про те, яким чином тварини знаходять шлях при міграціях на далекі відстані. Хоча здатність до навігації виявлена у багатьох видів хребетних, в найбільшою мірою вона проявляється у птахів при їх перельотах на великі відстані, що і до цього дня залишається самим незрозумілим явищем в поведінці тварин. Відстані, які птиці долають при цьому, величезні: наприклад, полярна крячок розмножується в Арктиці, а зимує в Антарктиці. Точність орієнтації птахів також вражаюча: вони можуть перелітати на інший континент, повертаючись завжди на одне і те ж місце. Хоча такі перельоти викликають безліч цікавих питань, все ж найбільш важливим є питання про те, як птахи знаходять свій шлях.
Існують різні способи орієнтації. Гріффін запропонував для цього наступну класифікацію:
Пілотування - визначення курсу за допомогою знайомих орієнтирів. Багато видів птахів для визначення напрямку польоту використовують будь-які помітні особливості даної місцевості.
Оріентаціяпостранамсвета - здатність рухатися в напрямку певної країни світу без будь-яких орієнтирів. Деякі види птахів для визначення напрямку польоту використовують різні ключові стимули. Якби ці птахи орієнтувалися тільки по сторонах світу, то відхилення від правильного курсу по довготі призвело б до того, що в кінці кінців вони виявилися б далеко від їхньої справжньої мети, так як вони не змогли б внести поправку на подібне зміщення.
Істіннаянавігація - здатність орієнтуватися в напрямку певного місця (цілі) без співвіднесення з орієнтирами на місцевості. Тварина, що володіє такою здатністю, може внести поправку на відхилення від курсу по довготі і прибути в потрібне місце.
Справжня навігація є найбільш яскравий приклад здатності птахів орієнтуватися в просторі. Розглянемо ключові стимули, які при цьому могли б використовуватися.
Зірки. Оскільки люди можуть орієнтуватися по зірках, природно було припустити, що і птахи використовують зірки для навігації. Ця гіпотеза була чітко сформульована Зауером. Емлен підвів підсумки великої дослідницької програми з вивчення орієнтації за допомогою зірок у вівсянки - співочої птиці, яка розмножується на сході Сполучених Штатів, а зимує в Центральній Америці і на Карибських островах. Емлен розробив простий, але дотепний спосіб визначення пріоритетним напрямки в орієнтації птахів. Кожна з птахів містилася в спеціальній клітці, на підлозі якої лежала просочена чорнилом подушечка. Бічні стінки клітини були закриті білою фільтрувальної папером, складеної у вигляді розширюється догори воронки. Вміщена в таку клітину птах бачить тільки те, що знаходиться безпосередньо над нею. Коли птах стає активною і починає підстрибувати вгору, чорнило з її лап друкуються на фільтрувальної папері, завдяки чому здійснюється постійна реєстрація її рухів. Якщо птахів в таких клітинах містили на відкритому повітрі, то восени їх руху були спрямовані на південь, а навесні - на північ.
Для більш повного вивчення, здатності до орієнтації у перелітних птахів Емлен слідом за Зауером провів дослідження в планетарії. Він виявив, що напрямок, в якому переважно орієнтувалися вівсянки, варіював в залежності від їх фізіологічного стану. Змінюючи довжину дня, він міг одночасно досліджувати дві групи птахів: одну в «осінньому» стані, а іншу - в «весняному». Результати відповідали очікуваним: хоча всі досліди проводилися в травні, у птахів, які перебували в осінньому фізіологічному стані (внаслідок укорочення довжини дня), руху були орієнтовані на південь, а у птахів у весняному стані - на північ.
Змінюючи розташування зірок в планетарії, Емлен виявив, що для визначення напрямку птиці використовують групу зірок, розташованих в межах 35 ° від Полярної зірки. Поправку на час вони не вносять. Яким же чином вівсянки придбали здатність знаходити свій шлях по зірках, які лежать поруч з Полярною зіркою? Можна було б думати, що це інстинктивне поведінку. Для перевірки такого припущення Емлен досліджував орієнтацію у трьох груп птахів, вирощених людиною. Птахи, вирощені в умовах розсіяного освітлення, виявляли восени високий рівень активності, але ніякої певної орієнтації рухів у них не спостерігалося. Здатність до орієнтації була, мабуть, наслідком навчання. Іншу групу вирощених людиною птахів протягом двох місяців поміщали кожну другу ніч в планетарій, де імітували нормальне обертання зоряного неба. Ці птахи володіли нормальної здатністю до орієнтації на південь. З третьою групою проводили точно такий же двомісячний досвід, як і з другої, але в цьому випадку зоряне небо в планетарії оберталося навколо зірки Бетель-Гейзе, на яку згодом і орієнтувалися птиці цієї групи. Емлен висловив припущення, що молоді вівсянки стежать за рухом зірок і дізнаються «північну» зірку за характером обертання зоряного неба. Яка ж адаптивна роль еволюції системи, за допомогою якої птиці навчаються певним способам орієнтації? Емлен зазначає, що при зміні напрямку земної осі змінюються і полярні зірки. Таким чином, в результаті тривалої еволюції вівсянки придбали здатність орієнтуватися по найбільш підходящою зірці, хоча при зміні обертання Землі це будуть різні зірки.
Сонце. Для визначення ключових стимулів, використовуваних птахами для орієнтації в денний час, була досліджена здатність голубів повертатися «додому». Г. Крамер і його співробітники показали, що птахи визначають напрями сторін світу по сонцю. Крім того, птахи здатні враховувати ті зміни, які відбуваються в положенні сонця над горизонтом протягом дня (ці зміни становлять в середньому 15 ° в 1 ч). Птахи, що містилися в умовах штучного фотопериодизма, зрушеного на 6 ч по відношенню до природного, при польоті на відкритому повітрі відхилялися на 90 ° від того напрямку, який вони вибрали б, якби орієнтувалися по сонцю.
Хоча орієнтація, що дозволяє птахам визначати сторони світу по сонцю з поправкою на час, бути може, і важлива для навігації, вона є недостатньою для пояснення істинної навігації. Було запропоновано безліч інших, більш складних гіпотез. Меттьюз висунув гіпотезу сонячної дуги, згідно з якою птиці порівнювали висоту сонця, екстраполювати до вищої точки над горизонтом, з його висотою в той же момент часу (визначається за внутрішнім годинником) у себе «вдома». За допомогою такого механізму можна було б отримувати достатньо інформації для вибору правильного напряму. Дослідження різних перцептивних здібностей голубів показує, що голуби сприймають рух, подібне руху сонця. На жаль, більш пізні дані несумісні з гіпотезою сонячної дуги. Більшість дослідників, мабуть, схиляється до гіпотези «карти і компаса» Крамера. Для навігації птах потребує не тільки в компасі, який, як було показано, у неї є, але і в карті. Хоча природа цієї карти ще не встановлена, результати великого числа досліджень, в основному пов'язаних зі зміною фотоперіодів, Дозволяють припустити, що при справжній навігації тварини повинні так чи інакше звіряти з якоїсь «карті» отриману ними інформацію про сторони світу.
Магнітниеоріентіри. Так як деякі птахи здатні повертатися додому в умовах значної хмарності, припущення про використання в якості орієнтира сонця не може повністю пояснити, яким чином голуби знаходять дорогу при поверненні «додому». Дані про те, що птахи використовують інформацію про характер магнітного поля землі, представляються в даний час цілком переконливими. Кітон прикріплював до тіла голубів магніти або шматочки латуні, а потім досліджував їх орієнтацію. У ясні дні магніти не чинили ніякого дії. У похмурі дні голуби з шматочками латуні (контрольні) виявляли хорошу орієнтацію, тоді як у птахів з магнітами (спотворювали магнітне поле навколо них) орієнтація була випадковою. Уолкот пішов далі і прикріпив до голови голуба котушку Гельмгольца - пристрій, що генерує постійне магнітне поле. І в цьому випадку зміна магнітного поля викликало дезорієнтацію голубів, але тільки в похмурі дні. Очевидно, в системі навігації голубів є надмірність: в ясні дні вони використовують в якості орієнтира сонце, а коли його не видно, переключаються на магнітні ключові стимули.
Обонятельниеоріентіри. Як говорилося вище, голуби здатні сприймати і розрізняти деякі запахи. Група італійських дослідників висунула припущення, що голуби знаходять дорогу додому по нюхових подразників, які викликали у них колись свого роду «нюхові відкладення», подібне до того, яке спостерігається у лососів. Хоча Папи і його співробітники представили дані, що свідчать на користь «нюхової» гіпотези, існують деякі сумніви щодо їх відтворюваності, а також можливості використовувати нюхові стимули при перельотах на великі відстані. координація птах простір орієнтація
Слуховиеоріентіри. Гріффін і Хопкінс, вимірявши інтенсивність звуків, що видаються жабами, на висоті 500 і 1000 м, висловили припущення, що природні звуки (наприклад, спів жаб, звуки комах, шум хвиль або гілок) можуть служити для перелітних птахів ключовими стимулами.
Висновок. Потрібно додаткове вивчення сенсорно-перцептивних механізмів, що лежать в основі орієнтації птахів при їх міграціях на великі відстані. Припущення про ключову роль описаних вище і деяких інших стимулів знаходять як прихильників, так і супротивників. Ясно, що орієнтуватися птахам допомагає не один якийсь подразник, а скоріше цілий їх комплекс, причому відносна важливість кожного з компонентів варіює у різних видів. Орієнтація при перельотах на великі відстані, безумовно, є одним з найбільш яскравих прикладів сенсорно-перцептивного контролю поведінки тварин.
Розміщено на Allbest.ru