Содержание
Навигационные способности птиц
Память птиц, на магнитные поля Земли
Исследования Корнелльского университета
Биологические часы птиц
Кровеносная система птицы и ЭДС
До сих пор не раскрыта одна из интереснейших загадок, стоящих перед наукой, — загадка сезонных перелетов птиц, их необыкновенной способности безошибочно определять нужный курс. Что служит птицам навигационным прибором!
Навигационные способности птиц
Что настраивает этот прибор на заданный маршрут — Солнце, звезды, магнитные силы Земли или же что-то иное!
Одна за другой появляются на этот счет гипотезы, которые проверяются во многих лабораториях мира.
Одна из самых привлекательных, но и трудных загадок живой природы — навигационные способности птиц. Как ориентируются в пространстве перелетные птицы или, например, почтовые голуби, издавна служившие человеку? Как находят они цель полета?
Память птиц, на магнитные поля Земли
Более двадцати лет назад было высказано предположение, что голубь обладает особой памятью, регистрирующей две характеристики места, где он родился или же долгое время жил: величину кориолисова ускорения и напряженность магнитного поля Земли.
Напомним, что кориолисово ускорение возникает, например, тогда, когда одно тело движется поступательно по-другому, имеющему вращательное движение.
В частности, это ускорение заставляет речные потоки размывать правые берега русел в северном полушарии и левые — в южном.
Гипотеза говорила, что, когда птицу увозят на какое-то расстояние от дома, а затем выпускают, она летит в том направлении, где изменения величины полей, кориолисова ускорения и магнитного, происходят в сторону тех значений, к которым она привычна. То есть она летит к месту, откуда ее увезли и куда она должна вернуться.
Это предположение получало вроде бы убедительное подтверждение. Если на карте изобразить линии кориолисова и магнитного полей, то образуется сетка из скрещивающихся под углом линий. При этом окажется, что у каждой точки в северном полушарии есть «двойник» в южном – точка, где магнитное поле и кориолисово ускорение по величине имеют то же значение.
Провели такой опыт: голубя, выросшего в северном полушарии, привезли в южное и выпустили не очень далеко от точки, «симметричной» точке его месторождения. И голубь прилетел в эту точку без каких-либо колебаний, словно он летел домой по известному маршруту.
Однако, как ни стремились исследователи обнаружить в организме птицы механизм, способный определять величину кориолисова ускорения, его найти не удалось.
Недавно подведен итог новых экспериментов, которые, кажется, приближают разгадку способностей пернатых штурманов.
После того как разрушилась гипотеза двух полей, ученые обратились к самым тонким и хитроумным методам исследования, лишь бы заставить природу заговорить. Голубей отправляли к месту старта, например, во вращающихся барабанах или запутанными окружными дорогами.
Хирургическим путем нарушалось нормальное действие органа равновесия. Птицам подвешивали постоянные магниты или витки проволоки, в которых магнитное поле Земли возбуждало при полете электродвижущую силу, — так изучалось взаимодействие птицы и магнитного поля планеты. Птицам завязывали глаза.
Однако никакие уловки не помогли ученым запутать птиц. Они неизменно прилетали в нужное место, и самым коротким путем.
Высокая надежность ориентации (опыты, о которых только что говорили, безусловно, это доказывают) привела ученых к выводу, что голубь вооружен несколькими, по меньшей мере двумя системами пространственной ориентации, основанной на разных природных явлениях.
Исследования Корнелльского университета
Продвинуться вперед удалось исследователям из Корнелльского университета, поставившим новую серию опытов.
В первой группе опытов голубей помещали в герметически плотной металлической камере, при этом у птиц, соединенных с приборами, можно было регистрировать частоту ударов сердца.
Время от времени в камере слегка изменялось давление воздуха и одновременно голуби получали легкий удар электрическим током. Так у птиц вырабатывался условный рефлекс.
Во второй половине опыта изменялось только давление воздуха. Тем не менее частота ударов сердца у птиц возрастала, хотя они не получали пугающего удара током.
Так удалось установить, что голуби чувствительны к очень незначительным изменениям атмосферного давления.
Сходные по методике опыты, также начинавшиеся выработкой условного рефлекса, должны были выявить, чувствительны ли эти птицы к магнитному полю Земли. И опыты доказали, что голуби улавливают даже очень слабые электромагнитные колебания.
По оценкам исследователей, птицы способны реагировать на изменения в одну пятисотую и даже тысячную долю нормального магнитного поля Земли.
При взрывах на Солнце, которые отзываются у нас магнитными бурями, голуби при своем полете домой слегка отклоняются от обычного, наивыгоднейшего пути.
Аналогичным образом, используя частоту пульса как внешний показатель реакций организма птицы, ученые доказали, что голуби так же, как и пчелы, могут отличать поляризованный свет от обыкновенного. Это означает, что достаточно голубю увидеть на небе лишь единственное пятнышко чистого, не затянутого тучами небосвода, чтобы он мог определить положение Солнца.
Биологические часы птиц.
Некоторые исследователи уже давно предполагали, что этих способностей птицам достаточно для решения всех своих навигационных задач. Однако тонкими экспериментами было доказано, что голубь, зная положение Солнца и пользуясь своими ««внутренними часами», может определить лишь север и юг, а не направление к родной голубятне.
Это подтверждают и опыты с голубями, которым «переставили» их биологические часы: благодаря искусственному освещению и затемнению у них перевернули представление о дне и ночи.
Такие дезориентированные во времени птицы, отправившись в полет, совершали ошибку в выборе направления, как раз пропорциональную заложенной в их сознание временной ошибке.
Однако недавно в лаборатории Корнелльского университета обнаружили, что, когда небо сплошь затянуто облаками и голубь нигде не может увидеть прямого солнечного луча, а его внутренние часы «переставлены», птица тем не менее совершенно правильно находит дорогу домой, словно бы и не было этих двух помех, исключающих навигацию по Солнцу.
Оставалось согласиться с тем, что у птицы есть еще вторая, совершенно независимая от Солнца система ориентации.
Для поисков второй системы решено было полностью исключить Солнце из опытов. На голубятне Корнелльского университета две стаи были приучены к полетам во время моросящих дождей, при плотной низкой облачности.
Подозрение снова пало на магнитное поле. Голубям одной стаи прикрепили на крылья маленькие постоянные магниты. Птицы из другой стаи получили такие же по весу грузики, однако из немагнитного материала.
Вторая стая всегда дружно возвращалась домой, чего нельзя сказать о голубях, которым подвешенные магниты мешали правильно воспринимать магнитное поле Земли.
Ученые пришли к выводу, что, когда есть хоть клочок чистого неба, голуби предпочитают пользоваться солнечной ориентацией. Нет на небе светила — они ищут направление с помощью магнитной системы навигации.
Многие исследователи становятся, однако, в тупик: где же находятся в теле голубя органы, воспринимающие природное магнитное поле?
Кровеносная система птицы и ЭДС.
На этот счет недавно появилось весьма любопытное предположение. Не следует ли считать таким органом кровеносную систему птицы?
В самом деле: кровь представляет собой электролит (раствор хлористого натрия и других солей), в котором к тому же взвешены ферромагнитные частицы (красные кровяные тельца, содержащие железо).
В целом вся система артерий и вен птицы представляет собой токопроводящий контур, в котором при движении птицы в магнитном поле непременно должна возникнуть электродвижущая сила.
Величина этой ЭДС, в частности, будет зависеть от того, под каким углом контур пересекает линии поля, то есть в каком направлении летит птица.
Здесь нужны еще точные опыты и измерения. Но ведь факт, что даже огрубелые, не столь чувствительные природным явлениям человеческие организмы, реагируют на изменения магнитного поля Земли, особенно в период взрывов на Солнце.
Сильней всего они сказываются на людях с больной кровеносной системой. Не случайно лечебные учреждения, где есть такие больные, получают от астрономов, ведущих службу Солнца, предупреждения о приближении магнитной бури.
В последнее время ученые обнаруживают, что на человека — и не только больного — влияют и более мягкие факторы, связанные с магнитным полем Земли, — а не только бури.
Например, можно прочитать советы, обращенные ко всем людям, ставить свои кровати в направлении север — юг, с тем чтобы кровеносная система человека во время сна находилась под «симметричным» воздействием поля.
Итак, у голубя по меньшей мере две системы ориентации. Однако, как мы видим, нерешенных загадок, которые задают крылатые штурманы исследователям, осталось еще достаточно много.
Г. Николаев
Видео: Степной орел, общение с орлом
