Potujoče ptice, katerih območje selitve je resnično planetarne narave, se morajo zaradi osnovnih fizikalnih lastnosti sveta in okoliškega prostora zanašati na globalna orientacijska polja. Zlasti veliko upanja za razumevanje mehanizmov orientacije selitvenih ptic je med ornitologi ustvarilo geomagnetno polje, katerega prisotnost razlikuje Zemljo od vseh najbližjih planetov Osončja.

Mehanizmi migracije ptic

Z določeno stopnjo konvencionalnosti si lahko Zemljo predstavljamo kot velikansko magnetizirano kroglico. Na vsaki točki na površini sveta je magnetno polje, katerega smer je enostavno določiti s pomočjo igle kompasa, ki je vedno obrnjena proti magnetnemu polu. Spomnimo se, da so magnetni pola planeta nekoliko oddaljene od zemljepisnih polov, narisanih na zemljevidu ali globusu, skozi katere poteka osi Zemlje.

Puščica običajnega kompasa se pomika le levo in desno, zato kaže smer samo vodoravne komponente polja, usmerjene vzdolž magnetnega poldnevnika do Zemljinega magnetnega pola. A sile zemeljskega magnetizma delujejo ne le v vodoravni ravnini, ampak tudi proti središču planeta, torej ima magnetno polje tudi navpično ali, kot pravijo, gravitacijsko komponento. Če bi se igla kompasa lahko premikala v vseh smereh, tudi navzgor in navzdol, bi se njen položaj opazno spremenil, ko se premika od ekvatorja do polov.

Na ekvatorju bi se nahajalo strogo vzporedno s površino Zemlje, torej popolnoma vodoravno, s svojim magnetiziranim koncem bi kazalo strogo proti severu. Ko se odmika od ekvatorja, bi njegova odstopanja od vodoravne postala bolj opazna in končno bi se na severnem polu puščica obrnila proti središču planeta, torej bi se dvigala navpično. Na južnem magnetnem polu bo puščica zavzemala tudi navpični položaj, vendar bo njen magnetiziran „severni“ konec obrnjen strogo navzgor. Tako se lahko s kompasom, ki ima takšno napravo, uporabi ne samo za označitev smeri proti severu, temveč tudi za določitev njegovega položaja na poldnevniku, torej kot indikator zemljepisne širine.

Hipoteza magnetne usmeritve ptic selivk

Ali lahko ptice zemeljski magnetizem uporabljajo na enak način kot uporabljamo običajni kompas, katerega puščica je, ob upoštevanju horizontalne komponente magnetnega polja, vedno obrnjena proti severu? Ali ptice lahko čutijo in cenijo to komponento? Hipotezo o magnetni usmerjenosti selitvenih ptic je pred več kot sto leti izrazil akademik iz St.

Metoda proučevanja migracije ptic

Izkazalo se je, da se golobi s spiralami iz tanke kovinske žice na glavah z električnim tokom, ki skozi njih teče iz miniaturnih baterij, v poskusih ob oblačnem vremenu niso dobro vrnili domov. V jasnem vremenu so uporabili že znani sončni kompas in se samozavestno odpravili proti golubici, sploh ne žalostni, da smer magnetnih polj, ki obdajajo njihove glave, nima nič skupnega s smerjo zemeljskega magnetizma.

V oblačnem vremenu so golobi s spiralami na glavi delali grobe napake pri načrtovanju proge in odleteli daleč stran, medtem ko golobi brez spiral niso imeli opaznih težav. Do danes je veliko več dokazov o sposobnosti ptic, da uporabljajo magnetni kompas. Precej več dvoma povzroča sposobnost ptic, da uporabljajo gravitacijsko komponento magnetnega polja, da bi določile svojo lokacijo.

Vrtenje zemlje in migracija ptic

Nekoč so celo domnevali, da imajo ptice navigacijske metode, ki temeljijo na uporabi Coriolisovih sil. Te sile nastanejo zaradi vrtenja sveta; povečujejo se v smeri od pola do ekvatorja v skladu s povečanjem hitrosti vrtenja točk, ki se nahajajo na površini zemeljske krogle. Globalne manifestacije Coriolisovih sil v planetarnem merilu so izpiranje bregov rek, ki tečejo v meridionalni smeri, in zvijanje velikanskih atmosferskih vrtincev. Uporaba teh sil temelji na zasnovi žiroskopa - naprave, ki se na katerem koli položaju zrakoplova ali morskega plovila spontano postavi vzdolž geografskega poldnevnika. Coriolisove sile so primerne za določanje geografske širine znotraj ene poloble od njih.

Če dodamo še en kazalnik mesta, na primer eno od komponent Zemljinega magnetnega polja, potem lahko dobimo želeni sistem iz dveh koordinat (zaradi neusklajenosti med osi magnetizma in vrtenja), kar nam omogoča izdelavo magnetne gravitacijske karte. Vendar so izračuni pokazali, da je sila Coriolis še vedno premajhna, predvsem pa se brezupno prekriva in prikriva s pospeški, ki vplivajo na ptico v letu (med vzletom, med pospeševanjem ali zaviranjem in res kdaj vsaka sprememba hitrosti leta ali lege v vesolju).

Navigacija za ptice

Razlika med usmerjenostjo kompasa in navigacijo

Pot do cilja vključuje dve komponenti. Prvič, kompasna orientacija - zmožnost daljšega vzdrževanja izbranega tečaja in drugič navigacija - sposobnost načrtovanja tečaja med dvema točkama na podlagi primerjave njihovih koordinat, torej na zemljevidu, shranjenem v pomnilniku.

Razlike med preprosto orientacijo kompasa in navigacijo ponazarjajo izkušnje s prevozom škarij. Več tisoč ptic je bilo ulovljenih in obročenih, prepeljanih iz Nizozemske v Švico in izpuščenih. Mlade ptice, ki so v življenju opravile prvo selitev, so odšle iz Švice na jugozahod. Uspelo jim je izbrati pravo smer, vendar so na koncu odstopali od proge in so bili opazno južno od kraja, kamor so se usmerili, in zato niso imeli druge možnosti, kot da prezimijo v Španiji in južnih francoskih regijah.

Po besedah ​​kompasa so se mladi pravilno orientirali, a si zvezdniki niso mogli privoščiti, da bi se popravili za določen premik od svoje običajne poti. In odrasli starlingi, ki že imajo izkušnje s selitvijo, so odlično pokazali, da imajo odlično ostrostrelstvo. Bili so sposobni za navigacijo in takoj postavili nov potek v severozahodni in zahodni smeri in posledično so zlahka dosegli svoje običajno prezimovanje.

Razlika med prostorsko orientacijo odraslih in mladih ptic

Kakšna je razlika med prostorsko usmerjenostjo odraslih in mladih ptic? Najverjetneje je gibanje za prezimovanje pri mladih živalih, ki premaga pot prvič v življenju, podrejeno predvsem nagonskim programom vedenja. Z drugimi besedami, mladi starling ima prirojeno sposobnost letenja v smeri prezimovanja in si precej natančno zamisli, kakšno razdaljo mora preteči, da jih doseže.

Druga stvar so odrasle ptice, ki so že obiskale zimska stanovanja in tam prejele določene informacije. Katero je najtežje in najpomembnejše vprašanje, katerega natančnega odgovora še ne obstaja. To so lahko vse astronomske ali geofizične informacije, s pomočjo katerih je mogoče dati edinstveno značilnost katere koli točke na površini sveta. Torej, odrasla ptica lahko najverjetneje primerja shranjene podatke o prezimovanju s trenutnimi informacijami o njeni lokaciji.Vse nadalje je stvar tehnologije in je preprosta naloga za vsakega predmeta, ki pozna veščine orientacije z uporabo kompasa.

Sposobnost golobov, da najdejo svojo pot do hiše

Neverjetna sposobnost golobov, da najdejo svojo pot do hiše, je bila znana že od nekdaj. Vojske starih Perzijcev, Asircev, Egipčanov in Feničanov so pošiljale sporočila iz akcij z golobi. Med obema svetovnima vojnama je golobja postregla tako službo, da so bili postavljeni spomeniki v čast pernatih nosilcev pisem v Bruslju in francoskem mestu Lyon. Na tekmovanjih se golobi prevozniki prevažajo 150-1000 kilometrov in jih sprostijo. Čas vrnitve ptic v golobico beležijo s posebnimi napravami. Dobro usposobljeni golobi letijo do hiše s povprečno hitrostjo 80 kilometrov na uro, najboljši med njimi pa lahko premagajo 1000 kilometrov na dan.

Tretji spomenik golobom še ni postavljen, vendar so bili že dolgo zasluženi zaradi izjemnega prispevka k preučevanju načinov orientacije ptic. Izkazalo se je, na primer, da se golobi lahko vrnejo od daleč do golobice kljub najmočnejši kratkovidnosti. V času eksperimenta so bile ptice »vidne ptice« narejene tako, da so na oči postavile matirane kontaktne leče, kar je omogočalo razlikovanje le obrisov najbližjih predmetov. In s takimi lečami so bili golobi sproščeni 130 km od golobice. Napol slepe ptice so se dvigale navzgor in hitele domov na visoki nadmorski višini, pri čemer niso videle ničesar, razen neprehodne sive megle. Skoraj vsi so se uspeli varno pripeljati do kraja, čeprav "miopija" ni dovolila, da bi sama našla golobico. Golobi so se spustili v polmeru 200 metrov od nje in potrpežljivo pričakovali, da se bodo znebili nadležnih leč.

Ptičji kompasi

Ko je tečaj znan, ga lahko dolgo spremljate le s pomočjo kompasa. Odvisno od okoliščin ptice samozavestno uporabljajo »kompase« vsaj treh različnih vrst. Čez dan ptice z veliko natančnostjo določijo položaj kardinalnih točk na soncu. To ne prepreči niti rahlo zavetrstvo oblakov, dokler vam še vedno omogoča, da občutite položaj zvezde na nebu. Ponoči zvezdni „kompas“ pride namesto sonca in v umetnosti ravnanja z njim so številne ptice, ki izvajajo nočne migracije, dosegle tudi velik uspeh. Ko se vreme popolnoma poslabša in je nebo ves dan pokrito z oblaki, na pomoč pernati popotniki priskoči magnetni kompas, s katerim tudi zelo spretno obvladajo.

Tako imajo znanstveniki na vprašanje, kaj uporabljajo "kompas" pernati popotniki skoraj izčrpen odgovor. Situacija je zaenkrat slabša z razumevanjem, kaj je "navigacijski zemljevid" ptic in katere metode uporabljajo za označevanje njihove lokacije na njem. Spomnimo se, da so se mornarji tega naučili resnično šele s pojavom natančnih merilnih instrumentov.

Najprej kronometer - ura z zelo natančnim napredkom, ki vam omogoča, da med večmesečno plovbo spremljate nadmorsko višino zvezd nad obzorjem in njihov azimut ob natančno določeni uri - to je njihovo lego glede na severno smer. Položaj svetil je določen s pomočjo sekstanta - precej zapletenega instrumenta, brez katerega v zadnjih treh stoletjih ni pristanišče zapustilo niti eno plovilo na dolge razdalje. Da bi ladja "dobila mesto", je treba opraviti vsaj dve meritvi nadmorske višine ali azimuta zvezd - v kakršni koli kombinaciji.

Ko je s pomočjo navigacijskih tabel pridobil potrebne številke in delno osvobodil navigatorja od zapletenih izračunov, lahko z natančnostjo nekaj milj določi geografsko dolžino in širino, s katero je bilo plovilo v trenutku merjenja. Natančnejše, a neprimerljivo dražje metode navigacije, ki kažejo na položaj ladje ali letala z natančnostjo več deset metrov, so postale možne šele s pojavom vesoljskih vozil.

Sončni in zvezdni kompasi

Tako glede na položaj Sonca ali zvezd na nebu ne morete samo vzdrževati proge z uporabo svetil kot nadomestka za kompas, temveč tudi določite svoj položaj na površini planeta z uporabo svetilk kot kažipotov. Trenutno je trdno ugotovljeno, da imajo ptice prirojeno sposobnost uporabe sončnih in zvezdastih "kompasov" zaradi prisotnosti natančnih "notranjih ur", ki vam omogočajo, da izberete pravo smer za kateri koli položaj zvezd čez dan.

Ali lahko ptice s soncem in zvezdami določijo lokacijo?

Če bi evolucija navigacijskih sistemov za ptice sledila isti poti kot razvoj plovbnih zadev, bi ptice morale poiskati nadomestilo za kronometer, sekstant, koledar in poleg tega obvladati vsoto znanja iz astronomije vsaj v obsegu programa srednje šole. Potem je isti golub, ki se je znašel v neznanem območju, določil svoj položaj glede na hišo in ocenil razliko med višino sonca in azimutom zvezd na novem mestu ter shranjeno višino in azimutom istih zvezd v istem dnevu in nato isti čas nad domačo golobico.

Najlažje je počakati na novem mestu za začetek lokalnega poldneva - trenutka zgornje kulminacije središča Sonca. Potem je treba narediti dve stvari. Najprej si oglejte uro, ki deluje ob "domačem" času, in ugotovite razliko v poldnevnem trenutku. Če je Sonce odšlo v zenit pred 12. uro, potem je hiša ostala na zahodu, če kasneje - na vzhodu. Drugič morate pogledati Sonce in oceniti njegovo višino nad obzorjem. Če je Sonce opoldne višje kot doma, potem vas je usoda pripeljala na jug, če nižje - na jug proti severu (na južni polobli, seveda obratno).

Na prvi pogled je vse preprosto, v resnici pa so težave nepopisne. Za uporabo te metode, tudi v najpreprostejši modifikaciji, potrebujete ogromno pomnilnika in največjo natančnost merjenja. Možgani ptic nimajo takšnih spominskih virov. Poleg tega so meritve za namene navigacije preveč zapletene, da bi jih bilo mogoče opraviti "na očeh".

Na primer, na zemljepisni širini mesta Simferopol se na vsakih 100 kilometrov poti višina Sonca spremeni le za 1 °, čas sončnega vzhoda in sončnega zahoda - za manj kot 5 minut, sončni azimut - za manj kot 1,5 °. Lažje je uporabljati astronomsko orientacijo na dolge razdalje - ko se zmanjšuje, se zahteve za natančnost merjenja nenehno povečujejo.

Ornitologi so se zelo trudili, da bi našli podobnosti v načinih plovbe ptic in ljudi. Toda vse študije v tej smeri še niso bile uspešne. Najverjetneje ptice določijo svojo lokacijo na Zemljinem površju in na druge načine narišejo svoje »zemljevide«. Kateri - to še ni treba videti v prihodnosti. Tako se znani specialist na področju migracije ptic vidi v Sankt Peterburgu profesorju V.R. Dolnik: "Moramo priznati," piše, "da navigacijski sistem ptiče pripelje do točke - v najbolj dobesednem pomenu besede, v kateri so nekoč prejeli (ali od katere še naprej prejemajo) nekaj informacij.

Očitno so meje natančnosti sistemov, ki so nam znani, ki zagotavljajo astronomsko, geomagnetno ali gravitacijsko navigacijo pri pticah, 2-3 reda velikosti, ki niso dovolj za navigacijo do točke. To znova (kot v študiji golobij domačih golobov) postavlja vprašanje neznanega dejavnika, ki nam omogoča, da mislimo na absolutno navigacijo ali na znan dejavnik, vendar neznanega načina njegove uporabe za navigacijo. "