Если коротко: птицы улетают на юг не от холода, а от голода. Мороз многие из них переносят, а вот летающих насекомых, червей и лягушек зимой взять негде. Сигнал «пора» им подаёт не термометр, а укорачивающийся день: он заводит внутренний годовой календарь, и птица начинает рваться в дорогу даже в тёплой клетке с полной кормушкой. А возвращаются они потому, что северное лето — это огромный урожай насекомых и длинный световой день, в который удобно выкармливать птенцов. Дорогу находят по солнцу, звёздам и магнитному полю, а опытные птицы ещё и по «карте», которую выучили в прошлых перелётах.
На связи канал «Обо всём». Ноябрь — время, когда над городом тянутся последние стаи, а во дворах остаются синицы и воробьи. Вопрос «почему птицы улетают в тёплые края» звучит детским, но ответ на него в учебниках часто неверный. Про то, почему они при этом летят клином, мы уже рассказывали. Сегодня — о самой причине путешествия и о том, как птица понимает, что пора.
Почему птицы улетают на юг: дело в кормушке, а не в морозе
Синица весит около двадцати граммов и спокойно переживает русскую зиму. Ворона, воробей, снегирь, дятел — тоже. Значит, холод сам по себе птицу не убивает: перо — один из лучших утеплителей в природе, а птичий обмен веществ работает на высоких оборотах. Убивает другое — пустой стол.
Посмотрите, кто улетает первым. Стрижи исчезают уже в конце лета, ласточки — вскоре после них. Они ловят насекомых на лету, а с первыми холодами воздушный «планктон» пропадает полностью. Кулики и цапли кормятся на мелководье, которое замерзает. Насекомоядные певчие птицы ищут гусениц и жуков, которые к зиме прячутся или умирают. А те, кто остаётся, едят то, что доступно и зимой: семена, почки, ягоды, падаль, отходы у людей, личинок под корой.
Британское Королевское общество защиты птиц формулирует это прямо: в северных и умеренных широтах мигрирует примерно половина видов, и прежде всего насекомоядные — они прилетают весной ради изобилия насекомых, но зимой не нашли бы себе еды. В тропиках, где климат и корм стабильны круглый год, на дальние расстояния мигрирует гораздо меньшая доля видов. То есть перелёт — это не бегство от зимы, а переезд вслед за едой.
Птицу гонит не мороз, а пустой стол. Мороз лишь приходит туда, где еды уже нет.
Как птица узнаёт, что пора: опыт с клеткой и «миграционное беспокойство»
Если бы птицы улетали, когда кончается корм, они бы опаздывали: голодной птице долгий путь уже не по силам. Поэтому перелёт запускается заранее, по самому надёжному сигналу в природе — длине дня. Погода бывает капризной, а укорачивание дня в конце лета происходит каждый год в одни и те же даты.
Как это работает, хорошо видно в неволе. Перелётная птица, которая живёт в клетке, сытая и в тепле, в сезон миграции всё равно меняется. Она накапливает жир, а по ночам — певчие птицы мигрируют в основном ночью — начинает метаться, прыгать и трепетать крыльями, причём часто повернувшись в сторону, куда сейчас летели бы её сородичи. Немецкие орнитологи назвали это состояние Zugunruhe — «миграционное беспокойство». По этому беспокойству учёные и изучают перелёты: его можно измерить датчиками движения в клетке.
Самое неожиданное здесь — что беспокойство заложено внутри. Немецкий биолог Эберхард Гвиннер десятилетиями изучал птиц в институтах Общества Макса Планка и обнаружил у них годовые внутренние часы: даже при неизменном освещении птицы сохраняют годовые ритмы. Длина дня их не создаёт, а лишь подводит, как мы подводим наручные часы по сигналу точного времени.
Работа, вышедшая уже после смерти Гвиннера, получилась почти парадоксальной. Он и Барбара Хельм держали в клетках кенийских чеканов — африканских птиц, которые живут у экватора на постоянных участках и никуда не летают. В статье в PLoS Biology описано: даже при неизменной экваториальной длине дня у этих «оседлых» птиц случались вспышки ночного беспокойства. А когда им включали европейский световой режим, беспокойство приходилось ровно на весну и осень — как у перелётных европейских чеканов, только слабее. Программа перелёта у них сохранилась, хотя сами они её не используют. Похоже, это древний механизм, который проще «приглушить», чем стереть.
Отсюда простой вывод: птица, улетающая в сентябре, ничего не «решает» из-за похолодания. Её организм ещё в августе отсчитал, что дни становятся короче, гормоны перестроили обмен, птица набрала жир — и сорвалась с места, когда сложилась подходящая погода для полёта.
Почему птицы улетают на юг и возвращаются обратно, а не остаются там
Логичный вопрос: если на юге тепло и сытно, зачем каждую весну лететь тысячи километров назад? Ответ в том, что юг сытен только для гостя на зиму. Для выращивания птенцов северное лето выгоднее.
Во-первых, взрыв корма. Весной и в начале лета в умеренных и северных широтах за несколько недель появляется огромная масса гусениц, комаров, мошки и прочей живности. По одной из главных гипотез, дело ещё и в конкуренции: местные зимующие птицы всю эту массу не съедят. В тропиках же корма хватает круглый год, но и едоков там круглый год полно — каждый кусок кем-то занят.
Во-вторых, длинный день. Чем ближе к северу, тем дольше летом светло, а в Заполярье солнце не заходит вовсе. Для птицы, которая кормит птенцов, это лишние часы охоты в сутки: родители могут приносить корм гораздо дольше, чем на экваторе, где день всегда длится около двенадцати часов. Выводок растёт быстрее и крупнее.
Получается сделка: за опасный перелёт птица платит, но получает лучшее место для размножения летом и сытое место для выживания зимой. Если бы перелёт не окупался, эволюция давно бы от него избавилась. И, кстати, там, где люди подкармливают птиц, а зимы стали мягче, часть особей некоторых видов действительно перестаёт улетать.
Как птицы находят дорогу: три компаса за пять минут
Знать, когда лететь, мало — надо ещё знать куда. У перелётных птиц для этого несколько независимых «компасов», и они страхуют друг друга.
Солнце
Дневные мигранты держат курс по солнцу. Ещё в 1950-х годах немецкий учёный Густав Крамер показал это на скворцах: если зеркалами сместить видимое солнце, птицы в клетке разворачиваются вслед за ним. Тонкость в том, что солнце движется по небу, поэтому такой компас работает только вместе с внутренними часами. Что бывает, когда часы сбиваются от быстрого полёта на восток или запад, мы подробно разбирали в статье про джетлаг у птиц и буревестника, который сбивается с курса.
Звёзды
Ночные мигранты, многие певчие птицы, смотрят на звёзды. Красивее всех это показал американец Стивен Эмлен: он выращивал индиговых овсянок под куполом планетария. В его работе в журнале Science 1970 года птенцы, которые не видели неба, не могли выбрать направление. Те, кто рос под нормальным вращающимся небом, осенью уверенно стремились на юг. А птицы, которым показывали небо, вращавшееся вокруг выдуманной точки, считали «севером» именно её. Значит, готовой звёздной карты в генах нет: птенец сам вычисляет, вокруг какой точки вращается небо, и запоминает, где север.
Магнитное поле
Третий компас — магнитный. В 1972 году супруги Вольфганг и Росвита Вильчко показали на зарянках, что птичий магнитный компас устроен иначе, чем стрелка в походном: он не различает северный и южный полюс магнита, а читает наклон силовых линий к земле. Для птицы это не «север-юг», а «к полюсу» и «к экватору». Как именно она чувствует поле, до конца не известно. Главный кандидат — белок криптохром в сетчатке глаза: свет порождает в нём пары молекул с неспаренными электронами, а их химия зависит от магнитного поля. В исследовании в Nature 2021 года криптохром 4 перелётной зарянки оказался в пробирке магниточувствительным — и заметно сильнее, чем такой же белок у курицы и голубя. Это сильный довод, но пока не окончательное доказательство того, что птица «видит» магнитное поле.
Важная оговорка: не все виды пользуются всеми компасами одинаково. У морских птиц, по свежим данным, магнитное поле может вовсе не быть главным — над океаном они полагаются на солнце и, похоже, на запахи. Плюс к компасам у всех есть и обычные ориентиры: реки, побережья, горные хребты.
Как птицы находят дорогу обратно: компас есть у всех, карта — только у опытных
Компас говорит, где юг, но не говорит, где ты сам. Чтобы долететь до конкретной рощи в Африке и потом вернуться к своему сараю в Подмосковье, нужна ещё «карта». Самый наглядный способ проверить, есть ли она, — увезти птицу туда, где она никогда не была.
Классика жанра — опыты голландца Альберта Пердека. Он ловил на осеннем пролёте в Нидерландах скворцов, кольцевал их, перевозил самолётом в Швейцарию и выпускал. По возвратам колец выяснилось: взрослые скворцы поправили курс и полетели к своим привычным зимовкам на северо-западе Европы, а молодые продолжили лететь в «врождённом» направлении на юго-запад и оказались во Франции и Испании.
Через полвека опыт повторили с радиометками. Белоголовых зонотрихий — небольших американских воробьиных — поймали на пролёте в штате Вашингтон на западном побережье США и самолётом доставили в Принстон на восточное побережье, за 3700 км. По данным работы в PNAS 2007 года, взрослые птицы быстро сообразили, что их сдвинули, и взяли курс на запад-юго-запад — к своим зимовкам на юго-западе США и в Мексике. Молодые, впервые летевшие на зимовку, просто продолжили путь на юг, как будто ничего не случилось.
Отсюда главный вывод о возвращении. Молодая птица в первый перелёт летит по врождённой программе: «держать такой-то курс столько-то времени». А вот дорогу домой она выучивает. Пройдя маршрут хоть раз, птица получает свою «карту» и дальше умеет исправлять ошибки. Правда, в 2020 году группа нидерландского орнитолога Теуниса Пирсмы пересмотрели опыты Пердека и заметили: молодые скворцы могли перенять направление у взрослых ещё до поимки, так что «врождённость» курса у них строго не доказана. Наука о перелётах до сих пор спорит о деталях — и это нормально.
Миф: «все птицы осенью улетают на юг»
Это самое живучее упрощение, и оно неверно по трём причинам.
Первая: многие не улетают вовсе. Синицы, воробьи, вороны, сороки, голуби, дятлы, рябчики и глухари живут у нас круглый год. Их корм — семена, почки, хвоя, падаль, отходы — никуда зимой не девается.
Вторая: «юг» — понятие относительное. Для свиристелей и снегирей, которые зимой появляются в городах, «тёплые края» — это средняя полоса: они прикочёвывают из северной тайги, где кончилась рябина. Многие водоплавающие улетают ровно настолько, чтобы найти незамерзающую воду. А британское общество защиты птиц напоминает, что дрозды в британских садах зимой нередко прилетели из Северной Европы: для кого-то и Англия — юг.
Третья: у многих видов улетает только часть. Биологи называют это частичной миграцией: одни особи вида уходят на зимовку, другие остаются. Кто именно — зависит от района, пола, возраста и того, насколько сытной выдалась осень. Кряква, грач, зарянка в разных частях ареала ведут себя по-разному.
Так что правильнее говорить не «птицы улетают», а «улетают те, кому зимой нечего есть там, где они вывели птенцов». Вспомните, что наблюдение за птицами само по себе полезно для мозга: ноябрь — отличный момент заметить, кто остался во дворе, а кто прилетел с севера.
Коротко
— Птицы улетают на юг из-за исчезновения корма, а не из-за холода: мороз многие выдерживают, а насекомых и открытой воды зимой нет.
— Сигнал «пора» подаёт укорачивающийся день: он подводит внутренний годовой календарь, и птица начинает «миграционное беспокойство» даже в клетке.
— Эта программа настолько древняя, что сохранилась даже у африканских чеканов, которые никуда не летают.
— Возвращаются ради северного лета: всплеск корма и длинный день позволяют вырастить больше птенцов.
— Курс держат по солнцу, звёздам и магнитному полю; молодые летят по врождённому направлению, опытные — по выученной «карте».
— Улетают далеко не все: многие остаются, у части видов улетает лишь часть особей, а для северных птиц «тёплые края» — это наша средняя полоса.
Пока нет комментариев