Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Когда через несколько месяцев, в период первого осеннего перелета, птиц помещали в закрытые клетки, у них наблюдалась двигательная активность, ориентированная в соответствующем (юго-западном) направлении. Данный результат очень важен, поскольку эти птицы не имели возможности использовать небесные ориентиры.
Кроме того, следует отметить, что такие потенциальные источники навигационной информации, как обонятельные стимулы или звуковые сигналы инфраннзкой частоты, поступающие из окружающей среды, не могут быть врожденными; чтобы пользоваться ими, требуется стадия обучения. Таким образом, магнитное поле Земли было единственным источником дирекциональной информации, доступным этим птицам. Поскольку нх ориентация, как об этом известно из других опытов, зависит от магнитного поля (%!1!зсЫео, %!1!асЫео, 1975а), проще всего объяснить этн результаты тем, что геомагнитное поле «снабжает» молодых славок необходимой для ориентирования точкой отсчета.
Гвиннер и Вилчко (Съчппег, %!1гзсЫго, 1978) обнаружили также, что во второй половине периода осеннего перелета ориентация двигательной активности птиц в клетке смешается с юго-запада к юго-востоку. Это соответствует изменению в направлении полета, которое наблюдается у мигрирующих садовых славок во время их перелета из Европы в Африку (рис. 22.7). Более того, если птиц содержали в изоляции от небесных ориентиров при 12-часовом световом периоде и постоянной температуре в течение нескольких месяцев после осенней миграции, у них опять возникало миграционное беспокойство, ориентированное теперь на север, что совпадало с направлением их весеннего перелета (Сне!ппег, %!ВзсЫео, 1980).
Таким образом, врожденными у этих птиц являются не только способность к обработке магнитной компасной информации, но и программирование начала, длительности и направления движения во время миграции. Были проведены также ориентационные опыты на саванных овсянках (В!пйщап, 198!) и пестрых мухоловках (Вес)е, %!1!зсЫго, 1982), которые росли в условиях, когда они не видели небесных ориентиров. При изменении магнитного поля при помощи катушек Гельмгольца также наблюдалось изменение ориентации миграционной активности птиц. Как и у зарянок (%йгзсЫсо, %11!зсп)го, 1972), ориентация мухоловок, по-видимому, зависела не от полярности, а от направления магнитного поля. При ослаблении магнитного поля с 0,4б до 0,32 Гс двигательная активность птиц становилась беспорядочно ориентированной (Веса, %11!зсИго, !982). Эти результаты служа~ еще одним веским доводом в пользу гипотезы о наличии врожденного запрограммированного магнитного компаса, по крайней мере у некоторых видов птиц. Сравнительно недавно были проведены опыты (А!егз!аш, Нойз!ег(!, 1983), в которых горизонтальную составляющую магнитного поля в окрестности гнезда пестрой мухоловки поворачивали на 90 .
Птенцы могли видеть небо, если они выглядывали из гнездовой коробки. У мо- 22. Навигаци» птиц 25! лодых птиц, выросших в таком магнитном поле, наблюдалось соответствуюшее отклонение на 90" направления двигательной активности в период миграционного беспокойства; испытания проводили в осеннее время в условиях нормального геомагнитного поля и вечернего неба. Эти результаты показывают, что молодые мухоловки способны находить соответствие между врожденно запрограммированным направлением магнитного поля и наблюдаемыми небесными ориентирами.
Позже, во время перелета, перекалиброванная небесная компасная система, по-виднмому, используется ими как основной навигационный ориентир. Бингман (В!пйшап, 1983) выращивал саванных овсянок в условиях открытого неба и в магнитном поле, повернутом на 90', а затем наблюдал за ними во время осенней миграции при нормальном геомагнитном поле и невидимом небе.
По его данным, предпочтительное направление миграционной активности экспериментальных птиц отклонялось на 90' от ориентации контрольных птиц, выросших в нормальном геомагнитном поле. Поскольку эти птицы во время испытания ие могли видеть небо, они, вероятно, ориентировались по геомагнитному полю. Таким образом, отклонение в ориентации у экспериментальных птиц свидетельствует о том, что они изменили свой магнитный компас в период, предшествовавший осеннему перелету, на основе сопоставления магнитных и небесных ориентиров.
Как отмечает Бингман (В)пйшап, 1983), для перелетных птиц, повидимому, очень важно уметь перестраивать врожденный запрограммированный магнитный компас, сверяя его с таким надежным ориентиром географического направления, как ось вращения ночного неба. Геомагнитное поле столь сильно варьирует как в пространстве, так и во времени, что птицы не могут опираться при навигации на врожденный запрограммированный геомагнитный компас.
Например, в местах гнездования саванных овсянок, простираюшихся от Аляски до северовосточных областей США, геомагнитное склонение варьирует в пределах 80' (В1пйшап, 1983). Другая проблема, связанная с использованием заданного при рождении направления магнитного компаса,-это инверсия магнитного поля Земли, происходящая приблизительно через каждые несколько сотен тысяч лет. Такие инверсии дляз.ся, по-видимому, в течение нескольких тысяч лет, и в этот период происходит значительное изменение направления вектора геомагнигного поля. Таким образом, для сотен поколений животных геомагнигное поле не может быть стабильной точкой отсчета при определении направления. Проверяя магнитный компас по стабильному небесному ориентиру и соответствешю перестраивая его, птицы могли в последующем использовать его для выбора и поддержания нужного географического направления и в отсутствие небесных ориентиров. В опытах на саванных овсянках (В!пйшап, 1981, 1983) была обнаружена любопытная бимодальная структура ориентации с двумя преимущественными направлениями, различаюшимися на 180".
У отдельных птиц не наблюдалось двойной ориентации; по-видимому, бимодаль- 252 Ч. 1К Магнитареценция и магнитные минералы нос распределение является результатом суммирования данных по многим животным. Если горизонтальную составляющую магнитного поля поворачивали на 90, оба направления преимущественной ориентации также сдвигались на 90'. Такое бимодальное распределение было характерно лишь для птиц, выросших в домашних условиях и не имевших опыта перелетов.
У саванных овсянок, отловленных после сезона их первого перелета и испытанных в ориентационной клетке, наблюдалась унимодальная ориентация в направлении, соответствующем направлению перелета (В(пйщап, 1983). Это позволяет предположить, что овсянки, не имевшие опыта, должны прокалибровать каким-то образом абсолютное направление своего геомагнитного компаса во время полета. 4. Влияние небольших изменений магнитного поля на навигацию: могут ли птицы иметь геомагнитную карту? Величина и направление магнитного поля Земли испытывают относительно небольшие (менее 5ого) флуктуации, обусловленные изменением солнечной активности.
При повышенной солнечной активности значительно возрастает поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем и достигающих Земли. При этом в ионосфере генерируются электрические токи, влияющие на величину и направление магнитного поля на поверхности земли. Нерегулярные изменения в средних широтах горизонтальной или вертикальной составляющих геомагнитного поля более чем на 40 нТл (1 нТл = 17 = 10"' Гс) продолжительностью свыше 3 ч могут свидетельствовать о развитии магнитной бури.
Сильные бури, которые бывают довольно часто, сопровождаются в средних широтах изменением величины поля на 120 нТл и более, а в редких случаях зарегистрированы изменения поля до 2500 нТл (5'Ь средней интенсивности геомагнитного поля). В высоких широтах все эти величины существенно больше. Наблюдения за делаварскими чайками, помещенными в ориентационные клетки, показали, что их преимущественная ориентация в Рис, 22.7. Ориевтационвое поведение садовых славок во время осеннего перелета (Оп)ппег, М11зсйко, 1978). Круговые диаграммы иллюстрируют ориентацию двигательной активности славок, выращенных в домашних условиях в помещенных в орневтационные клетки в период первого в их жизни сезона миграций. Средние направлении для отдельных птиц в ночное время (с точностью до 5') обозначены темными треугольниками по периферии окружности; стрелки— направление среднего вектора.
А. Результаты опытов, проведенных в августе в сентябре. Б. Результазы опытов, проведенных в октябре, ноябре н лскабре. В. Карта, поясняющая направление осеннего перелета счавок из центральной Европы к местам зимовок в Африке (заштрихованная область), определенное прн помощи кольцевания. 254 Ч. 1И Магнинюрецелпил и магнитные минералы направлении, соответствующем направлению перелети, нарушается во время магнитных бурь при изменении величины геомагнитного поля на 50 нТл или больше (Боц1)гегп, 1971, 1972 а, 1978).
Имеются данные о том, что направление, в котором улетали выпущенные почтовые голуби, во время магнитных бурь смешалось против часовой стрелки, причем это смещение было тем больше, чем сильнее была магнитная буря (Кеегоп ег а!., !974; Ьагк!и, Кее1оп, 1970). Степень отклонения птиц от курса зависела и от места, где их выпускали: в одном месте эффект был весьма значительным (рис. 22.8), в другом гораздо меньшим. В этих исследованиях флуктуации геомагнитного поля, по-видимому, не превышали 100 нТл; имеются указания, что начальная ориентация почтовых голубей нарушалась при изменении магнитного поля менее чем на - 30 нТл.
В другом исследовании, демонстрирующем влияние возмущений магнитного поля на навигацию птиц (Мооге, 1977), была обнаружена бе 50 Ы Ф во йв о Р зо ы е я й нх г с' уо б ю геомагнизнсе возмущение Рис 22.8, Влияние геомагнитных бурь на начальную ориентацию почтовых голубей (Кеегоц, !974). Обученных голубей вынускапн в одном нз пунктов шт. Нью-Иорк за 70 км от голубятни. В спокойные в магнитном отношении лнн голуби обычно летели в направлении, отклоняющемся на 12' (нротнв часовой стрелки) от направления на голубятню. Во время магнитных возмущений величина этого отклонения возрастала. Точки-среднее отклонение от направления на ~ олубатню, оцениваемое по начальной ориентации голубей в семи о льнах, проведенных в течение 1973 г. (число птиц, участвовавших в каждом опыте, неизвестно).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
