Птицы используют магнитное поле Земли для "стоп-сигналов" во время миграции

Благодаря сочетанию восприятия магнитного поля Земли с помощью зрения и встроенного компаса, который позволяет им ориентироваться в зависимости от силы магнитного поля, перелетные птицы без труда находят свой путь.

Эти биологические приспособления, известные как магниторецепция, позволяют птицам не только знать, в каком направлении двигаться во время своей первой миграции, но и возвращаться к местам гнездования с предельной точностью, зачастую в нескольких метрах от родного места.

Чтобы выяснить, как птицы узнают, когда нужно остановиться, ученые исследовали, могут ли птицы также использовать сигналы магнитного поля Земли для более точного определения места гнездования.

Такими сигналами могут быть магнитный наклон - угол наклона между магнитным полем Земли и поверхностью Земли - или магнитная интенсивность - общая сила магнитного поля Земли. 

В более ранних исследованиях предлагались аналогичные идеи в качестве средства для возвращения птиц на желаемую траекторию полета, если экстремальное погодное явление сбило их с курса. 

В новом исследовании использовались данные 17 799 кольцеваний (помеченных птиц) за период с 1940 по 2018 год, чтобы выяснить, использует ли и каким образом камышовка (Acrocephalus scirpaceus), перелетная певчая птица, мигрирующая через Сахару, магнитную информацию для возвращения к месту гнездования.

Если эти птицы действительно используют сигналы магнитного поля Земли, чтобы определить место своего первоначального гнездования, то, по мнению исследователей, ежегодные изменения магнитного поля Земли должны отражаться в постепенном изменении положения мест гнездования птиц.

"Поскольку магнитное поле Земли незначительно смещается из года в год, значения магнитных параметров, характерные для места рождения или размножения особи, будут существовать в другом месте на следующий год", - объясняют авторы.

"Следовательно, если птицы используют магнитные параметры для определения местонахождения места рождения или размножения, мы могли бы ожидать, что позиционные изменения между годами будут отражать годовые изменения в расположении конкретных магнитных параметров".

Результаты исследования указывают на то, что магнитный наклон является основным магнитным сигналом для птиц при перемещении места размножения, а конкретные параметры наклона служат своего рода "стоп-сигналом". 

Авторы предполагают, что птицы "изучают" угол наклона перед тем, как покинуть место размножения.

"Мы предполагаем, что это соответствует тому, что наклон действует как уникоординатный знак остановки: Птицы могут вспомнить свое родовое или гнездовое местоположение, используя только одно координатное измерение, если оно используется вместе с компасным пеленгом, связывающим места зимовки и размножения", - утверждают авторы. 

По мнению авторов, использование магнитного наклона в качестве основного признака для перемещения места размножения имеет смысл, поскольку он имеет наиболее стабильные изменения в течение года по сравнению с другими потенциальными магнитными признаками. Это дает перелетным птицам более надежный признак того, что они достигли желаемого места.

"Кроме того, другие позиции, определяемые магнитным градиентом, еще больше изменяются при светских колебаниях, что делает предложенный механизм относительно надежным. Положение натального участка, оцененное с помощью наклона и склонения в качестве бикоординатной карты, в среднем перемещается на 18,5 км (11,5 миль) между годами; оцененное с помощью интенсивности и склонения - на 20,4 км; а оцененное с помощью интенсивности и наклона - на 98,2 км", - утверждают авторы.

"В отличие от этого, местоположение места размножения, обозначенное с помощью наклона в виде знака "стоп", перемещается между годами всего на 1,22 км. Мы предполагаем, что, запоминая место размножения по наиболее стабильному признаку и ссылаясь на него наряду с компасным пеленгом, предложенная стратегия минимизирует влияние светских колебаний". 

На самом деле, ученые обнаружили, что птицы, найденные для использования в исследовании, находятся ближе к месту, предсказанному моделью стоп-сигнала наклона, чем к месту своего рождения или размножения, что позволяет предположить, что птицы могут даже отдавать предпочтение биокоординатным подсказкам магнитного наклона, а не месту своего размножения. 

В целом, похоже, что, используя ряд биологических механизмов, связанных с параметрами, определяемыми магнитным полем Земли, перелетные птицы способны успешно ориентироваться и находить важнейшие места, необходимые для их дальнейшего выживания.

Исследование было опубликовано в журнале Science.