Способности голубей: навигация и ориентация
Хоминг – это инстинкт возвращаться к родному дому, и именно с ним связаны важные проблемы, которые касаются поведения птиц. Данный инстинкт обеспечен способностью пернатых к навигации и ориентации. Навигация является сложнейшей формой пространственной ориентации, которая определяет способность определять нужное направление при перелетах, особенно дальних. Благодаря ориентации, птицы имеют возможность целенаправленно осуществлять движение и могут легко определять местонахождение даже в неизвестном пространстве.
Составляющие, участвующие в процессе ориентации
Память участвует в любых процессах ориентации. И если навигационные способности птиц заложены генетически, то конкретные ориентиры они запоминают. Также в процессы ориентации входят следующие составляющие: информация, поступающая из внешней среды, органы чувств, которые ее воспринимают, анализаторы, обрабатывающие разнообразные сигналы, и, конечно же, ориентационное поведение. Разнообразные явления и предметы окружающей среды, характеризующиеся любыми опознавательными признаками – могут служить ориентирами. Есть ориентиры, известные птицам от рождения, а другие – они познают в результате приобретения опыта.
Голуби – идеальная модель для исследований
Именно голубей ученые считают идеальной моделью для исследования способностей всех птиц к ориентации. И даже длительный период изучения этих птиц не дает ответы на некоторые вопросы, к примеру, о способностях пернатых ориентироваться за тысячи километров от дома. Наверное, существует множество факторов внешней среды, до сих пор не известных ученым. Возможно, в данном случае стоит говорить о целом комплексе различных способов ориентации, которые включаются в определенный момент.
Радионаблюдения за голубями при помощи передатчика
Согласно данных, полученных из радионаблюдений за голубями, на спины которых помещали передатчик, оснащенный батарейкой и пятидесятисантиметровой антенной, были сделаны выводы, что домой голуби возвращаются, часто меняя направление, а не по прямой. При этом общая направленность движения пернатых правильная. Наверное, после отклонений срабатывает разные способы ориентации, помогающие птицам корректировать траекторию своего полета.
Биологические часы и солнечное освещение (компас)
Голуби для навигации руководствуются солнечным освещением. Для слежки за трансформацией азимута Солнца голубям необходимо связаться с системой, так называемых неподвижных ориентиров: деревьями, горами, местонахождением гнезд. Для того чтобы изучить ход Солнца голубям достаточно проследить лишь половину пути. По мнению ученых, возможность экстраполяции движения солнечных часов сообщает о наличии непростого аппарата расчета, находящегося в центральной нервной системе птиц. Поразительная способность получать знания, касающиеся движения Солнца, у голубей врожденная.
Биологические часы голубей
Для введения определенной поправки по смещению Солнца на протяжении суток, птицы используют биологические часы – врожденная особенность организма легко ориентироваться во времени. Основой действия этих часов является жесткая периодичность химико-физических процессов, которые протекают в клетках. В то время когда на небе нет солнца, голуби пользуются эффектом поляризации света, или светом зари в предутреннее время. А если на улице пасмурно, то птицы выбирают самую светлую область небосвода.
Солнцезащитные очки птиц
Нам только кажется что у голубей очень маленькие глазки. В действительности их размер намного больше, только глаза птиц прикрыты кожей и оперением. При близком рассмотрении заметно, что в сетчатке глаз пернатых намного большее количество светочувствительных клеток, нежели у остальных животных. Наиболее густо клетками заполнена центральная ямка, выступающая подзорной трубой, увеличивающей изображение. Возле подзорной трубы расположен орган, называемый гребешком, и, казалось бы, не имеющий никакого отношения к зрению. Так, как ученым известно, что организмам живых существ дается все только необходимое, то они решили выяснить, для чего нужна складка, как будто налитая кровью, напоминающая меха гармошки и как бы вжата в глаза птиц огромным слепым пятном. Ученые пришли к выводу, что этот гребешок заменяет противосолнечные очки.
Особенное зрение пернатых
Глаза голубей из поля зрения выбирают информацию, необходимую им на данный момент, при этом, не замечая все остальное. Одной из американских авиационных фирм была изобретена модель сетчатки птичьего глаза (386 нейронов и 145 фоторецепторов, чувствительных к свету). Электронный глаз может точно определять скорость и направление движения, размеры и форму объекта. Он, к примеру, способен распознать ракету и не заметить при этом другие предметы.
Голуби видят кожей
Однажды ночью орнитологи осветили гнездо голубей и заметили, что птенцы затрясли головами и подали голос. Если же тело птенцов прикрывали, не затрагивая незрячие глаза, то они не замечали света. Вывод можно сделать один – голуби способны видеть кожей.
Способность ориентироваться в геомагнитном поле
Ученые, в качестве ориентира, поддерживающего курс птиц, рассматривают также и магнитное поле нашей планеты. Зоолог Ч. Валькотт (Америка) в семидесятых годах провел биологические эксперименты, главными героями которых были почтовые голуби. На шее и голове птицы закреплялись проводники, по которым пропускался электрический ток, создающий магнитное поле. Птицы в то же мгновение теряли ориентацию. Но известны и другие опыты, которые подтверждают обратное, так что в данном случае, ученые еще не пришли к единому мнению.
Могут ли голуби ориентироваться по запаху?
Как оказалось, птицы, у которых нарушено обоняние, не могут найти дорогу домой, хотя и летят правильным путем тысячи километров, но садятся в чужих голубятнях. Ученые считают, что знакомый голубям запах лишь только включает другие способы ориентации. Источник запаха птицы находят, следуя пространственной организацией поля концентрации.
Необычный слух голубей
Орнитологи доказали, что голуби могут слышать инфразвук (колебания звука меньше десяти герц). Рецепторы, которыми он воспринимается, расположены внутри птичьего уха. Наверное, потому что инфразвуки рождают природные катаклизмы, голуби точно предчувствуют землетрясения, а также перемены погоды.
Источник
Способность голубей к ориентации и навигации.
Некоторые из важных проблем, касающихся поведения птиц, связаны с хомингом – инстинктом возвращения домой, который обеспечен их способностью к ориентации и навигации. Благодаря ориентации они способны определять свое местонахождение в пространстве и осуществлять целенаправленные движения. А навигация – это самая сложная форма пространственной ориентации, определяющая способность животных выбирать правильное направление движения при дальних перелетах. Все процессы ориентации происходят с участием памяти. Навигационными способностями птиц обеспечивает генетическая память, а конкретные ориентиры им приходится запоминать. В процессы ориентации включены такие составляющие, как информация из внешней среды, воспринимающие ее органы чувств, анализаторы, которые обрабатывают сигналы, и ориентационное поведение. Функции ориентиров могут выполнять предметы и явления окружающей среды, которые характеризуются теми или иными опознавательными признаками. Это могут быть очертания населенного пункта, запахи, звуки, или же место расположения Солнца, Луны, звезд и многое другое. Одни виды ориентиров птицы знают от рождения, а значение других ориентиров они узнают в результате обучения и приобретения опыта. Воспринимая информацию об ориентирах, пернатые принимают решение с учетом сложившейся ситуации и затем совершают целенаправленные движения. Голуби служат ученым прекрасной моделью для изучения способности птиц к ориентации. Несмотря на длительный период их использования и изучения некоторые вопросы о том, как ориентируются увезенные за сотни километров от дома пернатые, остаются без ответа. До сих пор окончательно не выяснено, ориентируются ли голуби по мысленной пространственной карте или же по заученным ориентирам, и насколько в этом процессе участвуют обоняние и восприятие магнитного поля. Возможно, существуют и другие факторы внешней среды, которые ученые еще не знают или же не принимают во внимание. Многие ученые считают, что здесь задействован целый комплекс самых разнообразных способов ориентации, каждый из которых включается в нужный момент. Например, данные радионаблюдений за голубями, которым на спину помещали миниатюрный передатчик с батарейкой и 50-сантиметровой антенной, показывают следующее. Голуби возвращаются к дому не по прямой, а довольно часто меняют направление. Однако общая направленность движения птиц остается правильной. Видимо, после каждого отклонения срабатывает тот или иной способ ориентации (в зависимости день это или ночь, светит солнце или небо затянуто облаками). И таким образом голуби корректируют траекторию движения. Солнечный компас и биологические «часы». Многие животные руководствуются для навигации солнечным освещением. Это – ракообразные и пауки, рыбы и жабы, черепахи и аллигаторы и, конечно, – птицы, в числе которых голуби. Солнечно-компасная ориентация голубей имеет такие особенности. 1. Для слежения за изменением азимута Солнца им надо привязаться к системе неподвижных ориентиров на земной поверхности (горы, деревья, местонахождение гнезда). Молодые голуби, умеющие уже ориентироваться вблизи голубятни по местным приметам, должны потратить еще около месяца на освоение ориентации по Солнцу. Для обучения ходу Солнца голубям, как впрочем, и пчелам, достаточно пронаблюдать только половину его пути. Ученые считают, что возможность широкой экстраполяции (предугадывания) хода солнечных часов говорит о существовании какого-то сложного аппарата расчета в центральной нервной системе голубей. Кроме того, у птиц, перелетающих через экватор, существует достаточно сложная система приспособления внутреннего солнечного компаса к необходимому направлению движения. Такая удивительная способность приобретать знания о перемещении Солнца у них врожденная. 2. Для того чтобы ввести определенную поправку на смещение светила в течение суток, голуби пользуются своими биологическими «часами» — врожденной способностью их организма ориентироваться во времени. В основе действия этих таинственных «часов» лежит строгая периодичность протекающих в клетках физико-химических процессов. Так, в эксперименте птиц обучали движению в самом разном компасном направлении. Например, их перевозили в пункт с другой географической долготой, отчего внутренний отсчет времени суток голубей расходился с местным. Но при испытании они всегда изменяли курс на угол, близкий к изменению солнечного азимута за тот период, который соответствовал рассогласованию своего внутреннего и местного времени. Поскольку астроориентация невозможна без измерения времени, то справедливо говорят об ориентации животных, и в частности голубей, в пространстве и времени. И что еще важно – когда на голубом небе не видно солнца, птицы используют эффект поляризации света, а в предутреннее время – свет зари. И даже в пасмурную погоду они ориентируются по самому светлому участку небосвода – так, например, находят дорогу домой голуби и ласточки. То есть, животным дана замечательная возможность гибко реагировать на изменение условий освещения, чтобы не сбиваться с курса. Солнцезащитные очки. Кажущиеся небольшими голубиные глазки на самом деле – почти на всю голову. Просто они прикрыты оперением и кожей. Голуби плохо видят в темноте, и попытки вывести ночную породу почтовых птиц, «работающих» во время сна дневных пернатых хищников, ни к чему не привели. Если рассмотреть глаза птиц, то в их сетчатке больше светочувствительных клеток, чем у других животных. Особенно густо такие клетки заполняют углубление – центральную ямку, которая выступает своеобразной подзорной трубой для увеличения изображения. А около этой подзорной трубы находится орган, вроде бы не имеющий отношения к зрению – так называемый гребешок. Но для чего эта налитая кровью складка, похожая на меха гармошки, как бы вдавлена большущим слепым пятном в зоркие глаза птицы? Поскольку ученые знают, что организму любого живого существа не дано ничего лишнего, были проведены определенные исследования. Они убеждают в том, что гребешок сродни темным противосолнечным очкам. Благодаря ему птицы смотрят на солнце не мигая, и таким образом «слепое пятно» помогает перелетным птицам во время миграций, а голубям – в выполнении курьерских заданий. Особенное зрение. Интересно, что глаза голубя могут выбирать из поля зрения только ту информацию, которая ему нужна в данный момент, и не замечает другую. Одна из авиационных фирм США изобрела электронный глаз, а вернее модель сетчатки глаза птицы (145 светочувствительных фоторецепторов и 386 нейронов – искусственных нервных клеток). Такая модель способна определять направление и скорость движения объекта, его форму и размеры. «Глаз» может, например, распознать бомбардировщик и ракету и не замечать другие летающие объекты. А благодаря тому, что зрение у голубя во много раз острее, чем у человека, общество спасения в США разработало программу по использованию обученных птиц для розыска и спасения людей в море. Они будут летать на вертолетах вместе с командами спасателей. Как только голубь увидит оранжевый флаг (общепринятый сигнал о помощи), он подаст команде условный сигнал. Голуби способны видеть кожей. А вот еще поразительный факт, который тоже включен в расшифровку системы ориентации птиц. Орнитологи однажды ночью осветили голубиное гнездо и увидели их удивительную реакцию – слепые птенцы тот час начали трясти головами, испуганно махать маленькими крылышками и даже подавали голос. Вспышка света вызывала такой эффект и в том случае, когда на голову птенцов надевали светонепроницаемый колпачок. Но если прикрывали тело, а незрячие глаза оставляли снаружи, то птицы света не замечали. Объяснение этому может быть только одно – голуби видят кожей! Еще предстоит определить, какие биохимические процессы лежат в основе этого феномена, однако ученые сразу же предположили, будто светочувствительная кожа как-то помогает голубям находить дорогу домой. О возможности ориентации в геомагнитном поле. В качестве возможного ориентира для поддержания курса птиц и других животных нередко рассматривают и магнитное поле Земли. Ведь наша планета – это счастливое исключение среди других, так как она обладает и собственной жизнью и собственным магнитным полем. И связь этих двух глобальных явлений, несомненно, существует, отражающаяся, в том числе и на процессы ориентации животных. Землю можно представить как громадный однородно намагниченный шар, и компасная стрелка в любой ее точке устанавливается вдоль горизонтального вектора напряженности магнитного поля. Известно о существовании своеобразного биологического компаса у некоторых живых организмов, например термитов, майских жуков, китов. Даже бактерии «чувствуют» магнитное поле Земли. Установлено, что в каждой из них заложен компас – кристаллик магнетита. Магнитные частицы были обнаружены в разных частях тела 60 видов живых организмов – в мозгу пчел, теле лосося, брюшной полости почтовых голубей. Аналогичные образования из кристаллов магнетита биологи нашли и в человеческом мозгу. А поскольку ничего в организме ни животных, ни человека нет бесполезного, то они, вероятно, включают в нужный момент и для определенных целей некое магнитное чутье. В конце 70-х годов американский зоолог Ч. Валькотт провел серию биологических экспериментов на почтовых голубях. На голове и шее птицы он закреплял проводники и пропускал по ним электрический ток, создавая искусственное магнитное поле. Голуби, как правило, тут же теряли ориентацию. Это стало аргументом для тех, кто утверждал, что голуби способны «равняться» на магнитное поле Земли. Есть сведения и о том, что электромагнитные импульсы мощных телевизионных станций сбивают голубей с толку, не дают им найти правильную дорогу. Но существуют и другие опыты, в которых под крылья птиц прикрепляли крошечные сильные магниты. Они искажали естественное магнитное поле, но птицы этого не замечали и добирались домой за сотни километров. Поэтому «магнитная версия» ориентации птиц является не единственной. Ориентируются ли голуби по запаху? В последние годы проверяется гипотеза о дальней ориентации почтовых голубей по запаху. Эта гипотеза многим кажется сомнительной, так как в таком случае необходимо учесть следующее:
При обнаружении знакомого запаха, голубь должен лететь не по ветру, а в направлении, в котором дул ветер со знакомым запахом во время обучения дома.
Голубь должен иметь такую пространственную карту, в которой каждому компасному направлению соответствует определенный запах.
Компасное направление при обучении и в месте нахождения определяется при помощи глобальных полей – геомагнитного или астроориентиров.
Искривление воздушного потока в атмосферных вихрях (циклонах и антициклонах) может внести ошибку в выбор компасного направления.
Казалось бы, это показывает, что при возвращении голуби не могут воспользоваться запахом, однако все сложнее, чем кажется. Оказывается, голуби с нарушенным обонянием не способны отыскать дороги к дому, хотя пролетают по верному пути в его поисках сотни километров. Но, в конце концов, они оседают на чужих голубятнях. Как считают некоторые ученые, голубь не использует поля запаха в качестве направляющего – знакомый запах только включает иные способы ориентации. А сам источник запаха можно найти, руководствуясь пространственной организацией самого поля концентрации. Голуби слышат инфразвук. Орнитологами доказано, что голуби слышат инфразвук – звуковые колебания менее 10 герц. А воспринимающие его рецепторы находятся где-то внутри голубиного уха. Инфразвуки рождаются, например, различными природными катаклизмами – грозами, землетрясениями, которые распространяются в атмосфере на тысячи километров. Вероятно, поэтому голуби хорошо предчувствуют перемены погоды и землетрясения. Кроме того, ученые не исключают возможность того, что с помощью ли инфразвука птицы ориентируются в дальних полетах.
Источник