Прибор для ориентации на местности у птиц. Птицы и небо

Для птицы хорошо ориентироваться в пространстве — это прежде всего иметь надежную информацию об окружающей обстановке. Ведь изменения ее в одних случаях могут оказаться роковыми для птицы, в других, напротив, благоприятными, но и о тех и о других ей нужно своевременно знать. Поведение животного будет зависеть от того, как его органы чувств воспримут эти изменения и как оценит их высший «орган» ориентации— мозг.

Понятно, что успех в борьбе за существование будет сопутствовать той особи, чьи органы чувств и мозг быстрей оценят ситуацию и чья ответная реакция не заставит себя ждать. Вот почему, говоря об ориентации животных в пространстве, мы должны иметь в виду все три ее компонента (ориентир-раздражитель, воспринимающий аппарат, ответная реакция).

Несмотря на то что в процессе эволюции все эти компоненты складываются в определенную сбалансированную систему, далеко не все ориентиры воспринимаются, так как «пропускная способность» органов чувств весьма ограничена.

Так, птицы воспринимают звуки частотой до 29 000 гц, тогда как летучие мыши до 150 ООО гц, а насекомые еще выше — до 250 ООО гц. Хотя с физической точки зрения слуховой аппарат птицы в воздухе и весьма совершенен, в воде он отказывает, и звуковая волна идет к слуховой клетке длинным и «неудобным» путем— через все тело, тогда как барабанная перепонка и слуховой проход оказываются полностью заблокированными. А как бы помог рыбоядным птицам подводный слух!

Известно, что дельфины с помощью слуха могут точно определять вид рыбы, ее размеры, ее местоположение. Слух для них вполне заменяет зрение, тем более, что возможности последнего еще более ограничены: просматриваемое пространство, например, для пустельги и сипухи составляет 160°, для голубей и воробьиных — около 300°, у дятлов —. до 200° и т. д.

А угол бинокулярного зрения, т. е. зрения двумя глазами, позволяющее особенно точно рассмотреть предмет, составляет у большинства птиц 30—40° и только у сов с их характерным «лицом» — до 60°. Еще меньше возможностей для обоняния у птиц — направление ветра, густые заросли и пр. помехи сильно затрудняют ориентацию по запахам. Даже грифы урубу, спускающиеся к падали с огромной высоты, руководствуясь тонкой струйкой поднявшегося к верху запаха, и те далеко не всегда могут пользоваться этим видом ориентации.

Таким образом, ориентационные способности каждой отдельно взятой особи весьма ограничены. Между тем птицам с их открытым образом жизни, окруженным массой врагов и других «житейских» неприятностей, надежная ориентация — вопрос жизни и смерти. И недостаточные индивидуальные возможности подправляются благодаря общению с другими особями, в стае, в гнездовой колонии. Каждый охотник знает, что к одиночной птице гораздо легче подобраться, чем к стае, которая имеет множество ушей и глаз и предупреждающий крик или взлет одной особи переполошит всех остальных.

Различные крики, позы, яркие пятна в окраске обеспечивают совместное поведение птиц в стае, связь между ними. Создается как бы групповая, вторичная ориентация, где возможности ориентироваться, индивидуальный опыт одной птицы значительно возрастают за счет других. Здесь уже необязательно видеть самого хищника, достаточно слышать предупреждающий крик соседа. Конечно, сосед кричит вовсе не потому, что «хочет» предупредить других: у него это естественная реакция на врага, но остальные птицы воспринимают этот крик именно как сигнал об опасности.

Дело еще более усложняется и возможности одной особи еще более возрастают, когда связь устанавливается между птицами разных видов внутри сообщества. Например, крик мелкой птицы «на сову» собирает в лесу весьма разнообразное общество: синиц, славок, поползней, зябликов, ворон, соек, даже мелких хищников. Точно такое же «понимание» устанавливается между куликами, чайками и воронами на морских отмелях, между различными дроздами и т. д. В лесу роль сигнальщика играет сорока, крик которой, например при приближении крупного хищника или человека воспринимается не только самыми разными птицами, но и млекопитающими. Здесь групповая ориентация идет еще дальше.

Зрение, слух и обоняние являются теми основными «кирпичиками», из которых складывается общее здание пространственной ориентации. По остроте зрения птицы не имеют себе равных. Общеизвестны удивительные способности в этом отношении различных хищников. Сокол-сапсан видит небольших птиц на расстоянии свыше километра. У большинства мелких воробьиных острота зрения в несколько раз превышает остроту зрения человека. Даже голуби различают две линии, идущие под углом в 29°, тогда как для человека этот угол должен быть не мене 50°.

Птицы обладают цветным зрением. Можно, например, научить цыплят клевать красные зерна и не клевать голубые или бегать в направлении красного экрана и не подбегать к голубому и т. д. Косвенно это доказывается и удивительным разнообразием окраски птиц, представленной не только всеми цветами спектра, но и самыми разнообразными их сочетаниями. Окраска играет большую роль в совместном поведении птиц и используется как сигнал при общении.

Наконец, можно добавить, что недавними опытами польских исследователей, кажется, подтвердилась способность птиц воспринимать инфракрасную часть спектра и, следовательно, видеть в темноте. Если это так, то станет понятной загадочная пока способность птиц жить в темноте или при сумеречном освещении. Помимо сов, к этому, видимо, способны и другие птицы: в условиях долгой полярной ночи в Арктике остаются зимовать белая и тундряная куропатки, ворон, кречет, чечетка, пуночка, различные чистики.

Эти особенности зрения птиц обеспечиваются замечательным анатомическим строением их глаза. Прежде всего птицы обладают относительно огромными глазными яблоками, составляющими у сов и соколов, например, около Vso веса тела, у дятла г/бб» у сороки 1/?2. Глаз птицы имеет большое количество чувствующих клеток- колбочек, необходимых для острого зрения, снабженных красными, оранжевыми, зелеными или голубыми масляными шариками.

Полагают, что масляные шарики дают возможность птице различать цвета. Другой особенностью глаза птицы является быстрая и точная его настройка — аккомодация. Это осуществляется изменением кривизны хрусталика и роговицы. Быстрая аккомодация позволяет, например, соколу, бьющему с большой высоты по утиной стайке, отчетливо видеть птицу и правильно оценивать расстояние в любой момент своего броска. У степных птиц в сетчатке глаза имеется особая полоска чувствующих клеток, позволяющая особенно отчетливо и на большом расстоянии рассматривать горизонт и удаленные предметы. Глаза бакланов, чистиковых, уток, гагар, охотящихся за рыбой под водой, имеют специальные приспособления, обеспечивающие подводное зрение.

Обоняние птиц до сих пор остается мало исследованным и весьма загадочным. Длительное время считали, что птицы обладают плохим обонянием. однако новые эксперименты говорят обратное. Певчие птицы, утки, некоторые куриные различают запахи, например, гвоздичного и розового масла, амилацетата, бензальдегида. Уткй находилц коробку с пищей по особому запаху и с расстояния в 1,5 метра направлялись прямо к ней. Хорошим обонянием обладают грифы урубу, некоторые козодои, буревестники, чайки.

Альбатросы собираются на брошенное в воду сало с расстояния в радиусе десятков километров. Охотникам известны случаи, когда вороны находили закопанные в снег куски мяса. Кедровки и кукши довольно точно отыскивают в вольере пахучие куски пищи, запрятанные в подстилке, руководствуясь, видимо, также исключительно обонянием.

Птицы, в общем, обладают посредственно развитым вкусом и только в отдельных группах, как, например, у зерноядных птиц, хищников и благородных уток он достигает некоторого развития.

Большое количество нервных окончаний в виде осязательных телец располагается в коже птиц, в оснований перьев, в костях конечностей. С их помощью птица может определять, например, давление воздушной струй, силу ветра, температуру и т. д. Эти нервные окончания очень разнообразны по строению и функциям, и есть мнение, что именно среди них следует искать неизвестные пока органы восприятия электрических, магнитных полей и т. д.

Большое количество осязательных телец располагается на кончике клюва бекаса, вальдшнепа и других куликов, добывающих пищу зондированием влажной земли, тины и грязи. У пластинчатоклювых, например у кряквы, кончик клюва также покрыт чувствительными тельцами, отчего верхнечелюстная кость, как и у вальдшнепа, выглядит совершенно ячеистой.

Воспринимая единую по своей сути среду в виде отдельных раздражителей, ориентиров, органы пространственной ориентации вычленяют только некоторые качества предметов. При этом пространство, в котором располагаются эти ориентиры, анализируется также не безгранично. Отдельные ориентиры воспринимаются на больших дистанциях и имеют максимальную «дальнобойность», как, например, звук, другие действуют в непосредственной близости, при контакте, как, например, осязательные тельца клюва.

Действие запаха падали для парящих в воздухе грифов ограничивается узкой струйкой поднимающегося воздуха. Все органы чувств, следовательно, имеют свои пространственно ограниченные сферы действия, в пределах которых и осуществляется анализ предметов, ориентиров.

Сферы действия органов чувств имеют свою биологически оправданную направленность. В тех случаях, когда речь идет об особенно ответственных ситуациях в жизни вида, например о ловле добычи или уклонении от опасности, одного органа чувств, допустим зрения, слуха или обоняния, бывает недостаточно, поэтому несколько органов чувств действуют вместе. Происходит налегание сфер.

У степных птиц в сетчатке глаза имеется особая полоска чувствующих клеток, позволяющая особенно отчетливо видеть на большом расстоянии.

Так, у сов и луней, существование которых зависит от того, как точно они определят местоположение мыши, а действие часто происходит в густых зарослях или при ограниченной видимости поля зрения и слуха имеют общую, переднюю направленность. Образующееся в результате переднего сокращення глаз и ушей «лицо» представляет собой очень характерный признак и для сов и для луней.

С работой мозга связаны прежде всего высшие формы ориентации, так называемый «хоминг» (возврат к месту гнездовья искусственно удаленных птиц), ориентация при сезонных перелетах, прогнозирование погоды, счет и т. д.
Открытый подвижный образ жизни, постоянное чередование различных ориентиров, необходимость общения развили у птиц «зачатки рассудочной деятельности и способность к элементарным абстракциям.

Если вы подкрадываетесь к кормящимся на поле воронам и при этом для маскировки опустились в овражек, то птицы будут ждать вас у другого конца овражка, там, где вы должны очутиться, сохраняя первоначальное направление движения. Точно так же поступит гусиная стая или журавли, наблюдающие за подкрадывающейся к ним лисой.

Однако оценка направления движения ориентира, отчасти экстраполяция его, не менее важна в сложных формах ориентации, нежели способность к количественной оценке ориентиров.

В опытах удавалось научить кур клевать любое зерно по выбору — второе, третье и т. д., голубей — отличать различные комбинации зерен. Сороки и вороны хорошо различают разные наборы предметов, например, число людей, животных. Птицы, например, без счета могут отличать 5 предметов от 6 — задача, не всегда доступная даже для человека. Специальные опыты показали также, что птицы хорошо различают контуры и форму предметов, геометрических фигур и пр.

Эти способности играют особенно большую роль при астронавигации птиц — использовании в качестве ориентиров небесных светил.

Славок помещали в планетарий и следили за направлением их полета при различном положении звездного неба. Так удалось доказать, что общая картина звездного неба может использоваться как ориентир при сезонных перелетах. Нетрудно представить себе те сложности, которые при атом возникают перед птицей: необходимость экстраполировать движение звезд, точно, до 15—20 минут, Хорошим обонянием обладают чайки; клуша.

Несколько проще с этой точки зрения ориентация в светлое время суток, по солнцу. Но здесь, перед птицей возникает необходимость оценивать угловое смещение солнца и иметь весьма точные «внутренние часы». Это все же проще, чем использование такого ориентира, как звезды, и быть может поэтому эта точка зрения имеет большее число приверженцев и менее спорна. Имеются попытки объяснить с помощью солнечной ориентации ночные.перелеты птиц: в ночное время птицы летят по тому направлению, которое они избрали днем при свете солнца.

Помимо этих общих «универсальных» ориентиров, большое значение могут иметь другие, местные. Там, где дуют постоянные ветры, птицы могут использовать направление ветра. Направление горных цепей, русла рек, морские побережья,- даже гребни волн могут также играть роль таких ориентиров.

Несмотря на двухвековую историю изучения перелетов птиц, вопрос далеко не ясен и в наши дни. Потерпели неудачу.попытки объяснить ориентацию при перелетах исключительно одним ориентиром: кориолисовыми силами. возникающими от вращения земли, магнитными или электрическими полями и т. д. Экспериментальная проверка их показала противоречивые результаты, видимо, из-за того, что при перелетах используется комплекс ориентиров, а не один, ориентир. В сущности бесполезными оказались и поиски «органа ориентации».

В окончательной оценке ситуации решающее значение имеет мозг, и разгадка «механизма» ориентации при перелетах кроется в изучении мозговой деятельности птиц.

Совершенно особую, не менее интересную, категорию явлений составляет «хоминг» — возвращение к «дому» искусственно удаленных птиц. Сорокалетней давности опыты с крачками показали, что, удаленные на 1200 километров от гнездовий, они через несколько дней возвращаются назад. Ласточки, скворцы, жуланы, вертишейки и другие птицы также обнаружили эту способность. Буревестник за 14 дней возвратился из Венеции, куда он был завезен, к своему гнезду в Шотландии, покрыв 6000 километров. Белобрюхий стриж вернулся из Лиссабона в Швейцарию в трехдневный срок.

Механизмы хоминга в настоящее время также неясны. Пока что мы можем сказать, что при этом, видимо, в большей степени используются местные ориентиры, причем, вероятно, целый их комплекс. Особенно большое значение имеют экстраполяция и способность к количественной оценке явлений, внутренние часы и такое важное свойство деятельности мозга, как память.

«Пространственная ориентация птиц — вопрос чрезвычайно интересный на всех уровнях ориентации, от простейших до наиболее сложных. Он приобретает большое значение сейчас в свярзи с бионикой и проблемой управления поведением животных.

Бионику интересуют средства и пути зрительной, слуховой и других видов ориентации, работа вспомогательных структур, обесточивающих лучший прием и обработку сигнала, оценка конечной информации в мозговых центрах. Птицы особенно привлекают биоников из-за миниатюрности, высокой надежности и производительности, широкого спектра действия, экономичности и других качеств их органов чувств, на много превосходящих все то, чем располагает современная техника.

Создавая искусственные ориентиры, человек вызывает у животных в природных условиях необходимые ему двигательные реакции. В одних случаях таким путем удается привлечь множество животных на ограниченную территорию, в других, напротив, рассеять, отпугнуть их от тех мест, где они нежелательны.

В настоящее время идут энергичные поиски таких средств управления поведением животных и, в частности, птиц. Уже найдены акустические, оптические и обонятельные ориентиры, часть из которых используется в практике. Охотничий промысел и рыбное хозяйство, борьба с вредными насекомыми, защита человека от кровососов — вот далеко не полный список отраслей, где они могут быть использованными. Наконец, это открывает возможности разумного, рационального регулирования численности природных популяций.

Вы никогда не задумывались над тем, как птицы находят правильный путь, преодолевая безбрежные океаны и обширные пустыни во время своих перелётов и миграций (подробнее о )? Какими ориентирами они пользуются, какими органами чувств руководствуются? Нередко этими вопросами задаются охотники, и наша сегодняшняя публикация готова дать ответ на этот вопрос…

Важность необходимости умения ориентироваться в пространстве для птиц

Для птицы хорошо ориентироваться в пространстве – означает, прежде всего, иметь надежную информацию об окружающей их обстановке. Ведь, изменения её в одних случаях могут оказаться роковыми для птицы, в других — напротив, благоприятными, но и о тех, и о других ей нужно своевременно знать. Поведение животного будет зависеть от того, как его органы чувств воспримут эти изменения и как оценит их высший орган ориентации – мозг. Понятно, что успех в борьбе за существование будет сопутствовать той особи, чьи органы чувств и мозг быстрей оценят ситуацию и чья ответная реакция не заставит себя ждать. Вот почему, говоря об ориентации животных в пространстве, мы должны иметь в виду все 3 её компонента – ориентир раздражитель, воспринимающий аппарат, и ответную реакцию.

Несмотря на то, что в процессе эволюции все эти компоненты складывались в определенную сбалансированную систему, далеко не все ориентиры воспринимаются птицами, так как пропускная способность их органов чувств весьма ограничена.

Так, птицы воспринимают звуки частотой до 29000 ГЦ, тогда как летучие мыши – до 150 000 Гц, а насекомые – ещё выше – до 250 000 Гц. Хотя, с физической точки зрения слуховой аппарат птицы воздухе и весьма совершенен, в воде он отказывает, и звуковая волна идет к слуховой клетке неудобным путем – через всё тело, тогда как барабанная перепонка и слуховой проход оказываются полностью заблокированными. А, как бы помог рыбоядным птицам подводный слух! Известно, что дельфины с помощью слуха могут точно определять вид рыбы, её размеры, её местоположение. Слух для них вполне заменяет зрение, тем более, что возможности последнего ещё более ограничены – просматриваемое пространство, к примеру, для пустельги и сипухи, составляет 160 градусов, для голубей и воробьиных – около 300 градусов, у дятлов – до 200 градусов. А, угол бинокулярного зрения, то есть зрения двумя глазами, позволяющего особенно точно рассмотреть предмет, составляет у большинства птиц 30-40 градусов, и только у сов, с их характерным лицом – до 60 градусов.

Ещё меньше возможностей у обоняния у птиц – направление ветра, густые заросли и прочие помехи сильно затрудняют ориентацию по запахам. Даже грифы урубу, спускающиеся к падали с огромной высоты, руководствуются тонкой струйкой поднявшегося кверху запаха, и те далеко не всегда могут пользоваться этим видом ориентации.

Отсутствие необходимых органов чувств приводит к тому, что многие из природных явлений, как ориентиры, птицами не используются или используются недостаточно. Экспериментальные данные, отдельные полевые наблюдения дают весьма противоречивую картину. В определенных ситуациях, например, на ориентацию птиц влияют мощные радиостанции, однако – такое происходит не всегда и не во всех случаях. Птицы, безусловно, воспринимают изменения давления, но как тонко может барический градиент использоваться в качестве ориентира, совершенно неясно. Таким образом, ориентационные способности каждой отдельно взятой особи весьма ограничены . Между тем, птицам с их открытым образом жизни, окруженным массой врагов и других житейских неприятностей, надежная ориентация – вопрос жизни и смерти. И, зачастую их недостаточные индивидуальные возможности корректируются благодаря общению с другими особями, в стае, в гнездовой колонии.

Каждый охотник знает, что к одиночной птице гораздо легче подобраться, чем к стае, которая имеет множество ушей и глаз, и где предупреждающий крик или взлет одной особи может переполошить остальных. Различные крики, позы, яркие пятна в окраске обеспечивают птицам совместное поведение в стае и связь между ними. Создается, как бы групповая, вторичная ориентация, где возможности ориентироваться, индивидуальный опыт одной птицы значительно возрастают за счёт других птиц. Здесь уже не обязательно видеть самого хищника, достаточно слышать предупреждающий крик соседа. Конечно, сосед кричит вовсе не потому, что хочет предупредить других птиц – у него это естественная реакция на врага, однако, остальные птицы воспринимают этот крик именно, как сигнал об опасности.

Групповая или вторичная ориентация у птиц

Дело еще больше усложняется и возможности одной особи еще более возрастают, когда связь устанавливается между птицами разных видов внутри сообщества. К примеру, крик мелкой птицы на сову собирает в лесу весьма разнообразное общество – синиц, славок, поползней, зябликов, ворон, соек и даже мелких хищников. Точно такое же понимание устанавливается между куликами, чайками и воронами на морских отмелях, между различными дроздами и т.д. В лесу роль сигнальщика играет сорока – крик которой, к примеру, при приближении крупного хищника или человека воспринимается не только самыми разнообразными птицами, но и млекопитающими. Здесь групповая ориентация идет ещё дальше.

Основные факторы птиц для ориентации в пространстве

Зрение, как способ ориентации в пространстве

По остроте зрения птицы не имеют себе равных. Общеизвестны удивительные способности в этом отношении различных хищников. Сокол сапсан видит небольших птиц на расстоянии свыше километра. У большинства мелких воробьиных острота зрения в несколько раз превышает остроту зрения человека. Даже голуби различают 2 линии под углом в 29 градусов, тогда как для человека этот угол должен быть не менее 50 градусов.

К тому же, птицы обладают цветным зрением. Можно, к примеру, научить цыплят клевать красные зерна и не клевать голубые или белые, в направлении красного экрана подбегать к голубому и т.п. Косвенно это доказывается и удивительным разнообразием окраски птиц, представленной не только всеми цветами спектра, но и самыми разнообразными их сочетаниями. Окраска играет большую роль в совместном поведении птиц и используется ими, как сигнал при общении. Наконец, можно добавить, что недавними опытами польских исследователей, подтвердилась способность птиц воспринимать инфракрасную часть спектра, и следовательно — видеть в темноте. Если это действительно так, то тогда становится понятной загадочная способность птиц жить в темноте или при сумеречном освещении. Помимо сов, к этому видимо, способны и другие птицы – в условиях долгой Полярной ночи в Арктике остаются зимовать белая и тундряная куропатки, ворон, кречет, чечетка, пуночка, различные чистики.

Эти особенности зрения птиц обеспечиваются замечательным анатомическим строением их глаз. Прежде всего, птицы обладают относительно огромными глазными яблоками, составляющими у сов и соколов, к примеру, около 1/30 от веса тела, у дятла – 1/66, у сороки – 1/72. Глаз птицы имеет большое количество чувствующих клеток колбочек, необходимых для острого зрения, снабженных красными, оранжевыми, зелеными, или голубыми масляными шариками. Специалисты полагают, что масляные шарики дают возможность птице различать цвета.

Другой особенностью глаза птицы являются быстрая и точная его настройка – аккомодация . Это осуществляется изменением кривизны хрусталика и роговицы. Быстрая аккомодация позволяет, к примеру, соколу, бьющему с большой высоты по утиной стайке, отчетливо видеть птиц и правильно оценивать расстояние в любой момент своего броска. У степных птиц в сетчатке глаза имеется также особая плоска чувствительных клеток, позволяющая особенно отчетливо и на большом расстоянии рассматривать горизонт и удаленные предметы. Глаза бакланов, чистиковых, уток (о ), гагар, охотящихся за рыбой под водой, имеют специальные приспособления обеспечивающие подводное зрение птицам.

Хорошее зрение хищных птиц используется в .

Обоняние, как способ ориентации в пространстве

Обоняние птиц до сих пор остается мало исследованным и весьма загадочным. Длительное время считалось, что птицы обладают плохим обонянием, однако новые эксперименты говорят об обратном. Певчие птицы, утки, некоторые куриные хорошо различают запахи, к примеру, гвоздичного и розового масла, бензальдегида…

Утки способны находить коробку с пищей по особому запаху с расстоянии в 1,5 метра и направляться прямо к ней. Хорошим обонянием обладают грифы урубу, некоторые козодои, буревестники, чайки. Альбатросы собираются на брошенное в воду сало с расстояния в радиусе 10-ка километров. Охотникам также известны случаи, когда вороны находили закопанные в снег куски мяса. Кедровки и кукши довольно точно отыскивают в вольере кусочки пищи, запрятанные в подстилку, руководствуясь при этом исключительно своим обонянием.

Вкус, как способ ориентации в пространстве

Птицы, в общем, обладают посредственно развитым вкусом и только в отдельных группах, как например, у зерноядных птиц, хищников и благородных уток, он достигает некоторого развития.

Осязание, как способ ориентации в пространстве

Большое количество нервных окончаний в виде осязательных телец располагается в коже птиц, в основании перьев, в костях конечностей. С их помощью птица может определять, например, давление воздушной струи, силу ветра и температуру воздуха. Эти нервные окончания очень разнообразны по строению и функциям, и существует мнение, что именно среди них следует искать неизвестные пока органы восприятия электрических, магнитных полей.
Большое количество осязательных телец располагается на кончике клюва бекаса, вальдшнепа и других куликовых, добывающих пищу зондированием влажной земли, тины и грязи. У пластинчатоклювых, например, у кряквы, кончик клюва также покрыт чувствительными тельцами, отчего верхнечелюстная кость, как и у вальдшнепа, выглядит совершенно ячеистой.

Воспринимая единую по своей сути среду в виде отдельных раздражителей, ориентиров, органы пространственной ориентации птицы вычленяют только некоторые качества предмета. При этом, пространство, в котором располагаются эти ориентиры, анализируется ими также не безгранично. Отдельные ориентиры воспринимаются на больших дистанциях и имеют максимальную дальнобойность, как например звук. Другие действуют в непосредственной близости, при контакте — как осязательные тельца клюва. Действие запаха падали для парящих в воздухе грифов ограничивается узкой струйкой поднимающегося воздуха. Все органы чувств, следовательно, имеют свои пространственно ограниченные сферы действия, в пределах которых и осуществляется анализ предметов, ориентиров.

Сферы действия органов чувств имеют свою биологическую оправданную направленность. В тех случаях, когда речь идет об особенно ответственных ситуациях в жизни вида, например о ловле добычи или уклонении от опасности, одного органа чувств, к примеру зрения, слуха или обоняния, бывает недостаточно, поэтому, несколько органов чувств действуют вместе. Происходит наслаивание сфер их действия, и оказавшийся в их пределах предмет анализируется, и будет воспринят более всесторонне и точно.

Так, у сов и луней, существование которых зависит от того, как точно они определят месторасположение мыши, а действие часто происходит в густых зарослях или при ограниченной видимости поля зрения и слуха, имеется общая передняя направленность, образующаяся в результате переднего смещения глаз и ушей — такое лицо представляет собой очень характерный признак для сов и для луней.

Это дублирование органов чувств друг другом и обеспечивает цельное восприятие среды, природных ориентиров. Конечно, эту цельность обеспечивают уже не только органы чувств, но и главным образом мозг, который и объединяет информацию, поступающую по отдельным каналам, и оценивает ситуацию в целом. С работой мозга связаны, прежде всего, высшие формы ориентации, так называемый хоминг, возврат к месту гнездования искусственно удаленных птиц, ориентация при сезонных перелетах, прогнозирование погоды, счет и т.д.

Способности мозга птиц к рассудочной деятельности

Открытый подвижный образ жизни, постоянное чередование различных ориентиров, необходимость общения развили у птиц зачатки рассудочной деятельности и способность к элементарным абстракциям. Если вы подкрадываетесь к кормящимся в поле воронам и при этом для маскировки спуститесь в овражек, то птицы будут ждать вас у другого конца овражка, там, где вы должны будете очутиться, сохраняя первоначальное направление движения. Точно так же поступит гусиная стая или журавли, наблюдающие за подкрадывающейся к ним лисицы.

Однако, оценка, направленная на движение ориентира, отчасти экстраполяция его не менее важна в сложных формах ориентации нежели способность к количественной оценке ориентирования. В опытах удавалось научить кур клевать любое зерно по выбору – второе, третье и т.д., а вот голубей удалось научить различать различные комбинации зерен. Сороки и вороны также хорошо различают разные наборы предметов, и даже число людей и животных. Птицы, к примеру, без счета могут отличать 5 предметов от 6 – задача не всегда доступная даже для человека. Специальные опыты показали также, что птицы хорошо различают контуры и форму предметов, геометрических фигур и.т.д.

Эти способности играют особенно большую роль при астронавигации птиц – использовании в качестве ориентиров небесных тел.

Так, славок помещали в планетарий и следили за направлением их полета при различном положении звездного неба. Удалось доказать, что общая картина звездного неба может использоваться ими как ориентир при сезонных перелетах. Нетрудно представить себе те сложности, которые при этом возникают перед птицей – необходимость экстраполировать движение звезд, точно, до 15-20-ти минут чувствовать время, воспринимать различные комбинации созвездий, число звезд и.т.д.

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?

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.

О проверке одной из таких гипотез и рассказывает публикуемый ниже материал.

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?

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.

Эксперименты выявляют новые способности птиц

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 мы 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.

Продвинутьсявперед удалось исследователям из Корнельского 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. И, 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 полете домой слегка отклоняются от обычного, наиболее выгодного 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.

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.

Системы ориентации птиц

Однако недавно в лаборатории Корнельского 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 Корнельского 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. Если 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?

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.

Магнитное поле земли и человек

Здесь нужны еще точные опыты и измерения. Но ведь факт, что даже огрубелые, не столь чувствительные к 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.

Итак, у голубя, по меньшей мере, две системы ориентации. Однако, как мы видим, нерешенных загадок, которые задают крылатые штурманы исследователям, осталось еще достаточно много.

Относительно небольшое число видов и особей гусеобразных, поганок, голенастых, хищников, куликов, чаек, воробьиных зимуют в южных районах бывшего СССР по берегам Черного моря, в Закавказье, на юге Каспия, в некоторых районах Средней Азии. Подавляющее большинство видов и особей наших птиц зимует за пределами страны на Британских островах и в Южной Европе, в Средиземноморье, во многих районах Африки и Азии. Например, в Южной Африке зимуют многие мелкие птицы из европейской части бывшего СССР (пеночки, камышовки, ласточки и др.), пролетающие от мест зимовок до 9-10 тыс. км. Пролетные пути некоторых видов еще длиннее. Гнездящиеся по побережьям Баренцева моря полярные крачки - Sterna paradisea зимуют у побережья Австралии, пролетая лишь в одну сторону до 16-18 тыс. км. Почти такой же пролетный путь у гнездящихся в тундрах Сибири бурокрылых ржанок - Charadrius dominica, зимующих в Новой Зеландии, и у колючехвостых стрижей - Hirundapus caudacutus, из Восточной Сибири отлетающих в Австралию и Тасманию (12-14 тыс. км); часть пути они пролетают над морем.

Во время миграций птицы летят с обычными скоростями, чередуя перелет с остановками для отдыха и кормежки. Осенние миграции обычно совершаются с меньшей скоростью, чем весенние. Мелкие воробьиные птицы при миграциях за сутки перемещаются в среднем на 50-100 км, утки - на 100-500 км и т. п. Таким образом, в среднем за сутки птицы тратят на перелет относительно небольшое время, иногда всего лишь 1-2 ч. Однако некоторые даже мелкие наземные птицы, например американские древесные славки - Dendroica, мигрируя над океаном, способны пролетать без остановки 3-4 тыс. км. за 60-70 ч непрерывного полета. Но такие напряженные миграции выявлены лишь у небольшого числа видов.

Высота полета зависит от многих факторов: вида птицы и пелетных возможностей, погоды, скорости воздушных потоков на разной высоте и т. п. Наблюдениями с самолетов и с помощью радаров было установлено, что миграции большинства видов проходят на высоте 450-750 м; отдельные стаи могут пролетать и совсем низко над землей. Значительно реже пролетных журавлей, гусей, куликов, голубей отмечали на высотах до 1,5 км и выше. В горах стаи летящих куликов, гусей, журавлей отмечали даже на высоте 6- 9 км над уровнем моря (на 9-м километре содержание кислорода на 70% меньше, чем на уровне моря). Водные птицы (гагары, поганки, чистиковые) часть пролетного пути проплывают, а коростель проходит пешком. Многие виды птиц, обычно активные только в дневное время, мигрируют ночью, а днем кормятся (многие воробьиные, кулики и др.), другие и в период миграции сохраняют обычную суточную ритмику активности.

У перелетных птиц в период подготовки к миграциям изменяется характер обмена веществ, приводящий при усиленном питании к накоплению значительных жировых запасов. При окислении жиры выделяют почти вдвое больше энергии, чем углеводы и белки. Резервный жир по мере надобности поступает в кровь и доставляется в работающие мышцы. При окислении жиров образуется вода, чем компенсируется потеря влаги при дыхании. Особенно велики запасы жира у видов, вынужденных во время миграции длительное время лететь без остановок. У уже упоминавшихся американских древесных славок перед полетом над морем запасы жира могут составлять до 30-35% их массы. После такого -броска- птицы усиленно кормятся, восстанавливая энергетические резервы, и опять продолжают перелет.

Изменение характера обмена, подготавливающего организм к перелету или к условиям зимовки, обеспечивается сочетанием внутренней годовой ритмики физиологических процессов и сезонных изменений условий жизни, в первую очередь изменением длины светового дня (удлинением - весной и укорочением - в конце лета); вероятно, определенное значение имеет и сезонное изменение кормов. У накопивших энергетические ресурсы птиц под влиянием внешних стимулов (изменение длины дня, погода, недостаток кормов) наступает так называемое -перелетное беспокойство-, когда поведение птицы резко меняется и возникает стремление к миграции.

У подавляющего большинства кочующих и перелетных птиц отчетливо выражен гнездовой консерватизм . Он проявляется в том, что размножавшиеся птицы на следующий год возвращаются с зимовки на место предыдущего гнездования и либо занимают старое гнездо, либо поблизости строят новое. Молодые, достигшие половой зрелости птицы возвращаются на свою родину, но чаще поселяются на каком-то расстоянии (сотни метров - десятки километров) от того места, где они вылупились ( рис. 63). Менее отчетливо выраженный у молодых птиц гнездовой консерватизм позволяет виду заселять новые, пригодные для него территории и, обеспечивая перемешивание популяции, предотвращает инбридинг (близкородственное скрещивание). Гнездовой же консерватизм взрослых птиц позволяет им гнездиться в хорошо знакомом районе, что облегчает и поиски пищи, и спасение от врагов. Существует и постоянство мест зимовок.

Как птицы ориентируются во время миграций, как выбирают направление перелета, попадая в определенный район на зимовку и возвращаясь за тысячи километров на место гнездования- Несмотря на разнообразные исследования, ответа на этот вопрос пока нет. Очевидно, у перелетных птиц есть врожденный миграционный инстинкт, позволяющий им выбирать нужное общее направление миграции. Однако этот врожденный инстинкт под влиянием условий среды, видимо, может быстро изменяться.

Яйца оседлых английских крякв были инкубированы в Финляндии. Выросшие молодые кряквы, как и местные утки, осенью улетели на зимовку, а следующей весной значительная их часть (36 из 66) вернулась в Финляндию в район выпуска и там загнездилась. В Англии ни одна из этих птиц не была обнаружена. Черные казарки перелетные. Их яйца инкубировались в Англии, и молодые птицы осенью вели себя на новом месте как оседлые птицы. Таким образом, объяснить и само стремление к миграции, и ориентировку во время перелета только врожденными рефлексами пока нельзя. Экспериментальные исследования и полевые наблюдения свидетельствуют, что мигрирующие птицы способны к астронавигации: к выбору нужного направления перелета по положению солнца, луны и звезд. При пасмурной погоде или при изменении картины звездного неба при опытах в планетарии способность к ориентации заметно ухудшалась.

Чтобы правильно проложить курс к намеченной цели, штурман корабля или самолета прибегает к помощи сложных навигационных приборов, пользуется картами, таблицами, а теперь и GPS навигацией, gps мониторингом . Тем более удивительной кажется в связи с этим способность птиц и животных поразительно точно ориентироваться относительно поверхности земли. Особенно безошибочно ведут себя в пространстве пернатые. Расстояния, которые преодолевают птицы во время сезонных миграций, иногда очень большие. Так, например, полярные крачки совершают двухмесячный перелет из Арктики в Антарктику, покрывая около 17 тысяч километров. А кулики мигрируют с Алеутских островов и Аляски на Гавайские острова, пролетая над океаном около 3 300 километров. Эти факты представляют интерес не только с точки зрения физиологии. Особое удивление вызывает безошибочная ориентировка птиц над океаном. Если при полете над сушей можно предполагать наличие каких-либо привычных зрительных ориентиров, то какие же ориентиры могут встретиться на однообразной водной поверхности?

Известно также, что птицы после дальних странствий всегда возвращаются на свои места. Так, американские крачки, перевезенные на 800-1200 километров от своих гнездовий, через несколько дней вернулись на старые места, к берегам Мексиканского залива. Подобного рода опыты были проделаны и с другими птицами. Результаты были те же.

Определенной способностью к ориентировки обладают не только «пролетные», но и «оседлые» птицы (тренированный может вернуться в голубятню с расстояния 300-400 километров). Способности птиц ориентироваться в пространстве были известны еще в древности. Тогда уже пользовались голубиной почтой. Однако сами по себе наблюдения за перелетами птиц, их поведением практически ничего не дали для выяснения причин ориентировки. До сих пор по этому вопросу существуют лишь многочисленные догадки и теории.

Английский ученый Метоз опытным путем установил, что почтовые голуби в пасмурные дни ориентируются хуже. Выпущенные с расстояния более 100 километров, они отклонились на известный угол от правильного направления полета. В солнечный день эта ошибка была значительно меньшей. На этом основании было выдвинуто мнение, что птицы ориентируются по солнцу.

Известно, что ориентировка по солнцу в природе действительно существует. Так, например, некоторые водные насекомые, морские пауки обладают способностью ориентироваться по солнцу. Выпущенные в открытое море, они безошибочно устремятся обратно к берегу – обычному месту их обитания. При изменении положения солнца на небосводе пауки изменяют соответственно и угол и направления движения.

Все эти факты в какой-то степени говорят в пользу теории Метоза. Однако существенным возражением против нее являются ночные перелеты многих птиц. Правда, некоторые ученые считают, что в данном случае птицы ориентируются по звездам. Широкое распространение получила так называемая магнитная теория. Идея о существовании у птиц особого, «магнитного чувства», позволяющего им ориентироваться в магнитном поле Земли, была высказана еще в середине 19-го столетия академиком Мидендорфом. Впоследствии эта теория нашла много приверженцев. Однако многочисленные лабораторные опыты, во время которых создавались магнитные поля, по напряженности во много раз большие, чем магнитное поле Земли, не оказывали на птиц видимого влияния.

В последнее время «магнитная теория» подверглась критике со стороны физиологов и физиков. Тем не менее, нельзя не отметить, что к некоторым особым видам электромагнитных колебаний пролетные птицы проявляют определенную чувствительность. Так, например, любители-голубеводы давно отмечали, что голуби хуже ориентируются вблизи мощных радиостанций. Их заявления обычно всерьез не принимались. Но во время второй мировой войны были получены многочисленные сведения о влиянии на пролетных птиц ультракоротких волн, излучаемых радиолокационными установками (радарами). Любопытно, что на сидящих птиц даже с очень близкого расстояния, излучение радара не оказывало видимого воздействия, но излучение, направленное на летящих птиц разбивало их строй.

С точки зрения , науки, изучающей условия жизни различных животных. наличие у птиц способности ориентироваться в пространстве вполне закономерно. Необычайная скорость передвижения и возможность за короткий срок покрывать значительные расстояния выделяет птиц из среды других представителей живого мира нашей планеты. Поиски корма далеко от гнезда, несомненно, способствовали выработке необычайных по сравнению с другими животными способностей ориентироваться в пространстве. Однако, как мы видим, механизм этого интересного явления еще не раскрыт. Пока можно лишь предположить, что сложный инстинкт птиц основан не на одном каком-либо факторе. Возможно, он включает в себя элементы астрономической ориентировки по солнцу, тем более что ряд животных обладает такой способностью.

Очевидно, важную роль может играть и зрительная ориентировка по поверхности Земли, если учесть, что зрение птиц отличается рядом особенностей. Есть безусловно, и еще какие-то важные, пока неизвестные науке факторы. Входит ли в их число, так называемое магнитное чувство птиц, сказать с достоверностью пока нельзя. Только дальнейшие исследования с участием ученых различных специальностей помогут видимо, разрешить эту загадку природы.