Перелетных птиц изучают почти два с половиной тысячелетия, и у орнитологов все еще остаются вопросы об их навигационных и когнитивных возможностях, путях и способах миграции.
Какие современные технологии помогают изучать птиц и насколько они безопасны? Какие речевые особенности есть у перелетных птиц? Способны ли птицы ориентироваться по магнитным полям и запахам? Об этом мы беседуем с доктором биологических наук, заведующей лабораторией орнитологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Ириной Рюриковной Беме.
Ирина Рюриковна Беме, доктор биологических наук, заведующая лабораторией орнитологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
― О перелетных птицах еще за 300 лет до н.э. писал Аристотель в книге «История животных». За два с половиной тысячелетия ученые собрали огромное количество информации. Какие области знаний о перелетных птицах остаются скрытыми и требуют углубленного изучения?
― Действительно, первую научную работу, посвященную перелетным птицам, написал Аристотель. Но в то время было очень сложно понять, как, куда и зачем птицы перемещаются. Тот же Аристотель считал, что ласточки не улетают, а зимуют под водой, как лягушки, и вылетают после того, как растает снег. У Аристотеля был настолько высокий авторитет, что его никто не решался оспаривать и эта идея долго считалась истинной.
Первым, кто оспорил Аристотеля и рассказал о том, что птицы мигрируют в разное время и это связано со сменой времен года, был император Священной Римской империи Фридрих II Гогенштауфен, написавший трактат «Искусство охоты с птицами». Это было примерно в 1240-е гг.
Но узнать, в какие края мигрируют птицы, стало возможным только с конца ХIX в., когда появились первые станции кольцевания птиц. Первые опыты кольцевания проводили на скворцах, а метод оказался настолько эффективным, что им пользуются и сегодня, через 100 с лишним лет. До сих пор это один из самых надежных способов узнавать структуру популяции перелетных птиц и информацию о том, как и куда они мигрируют.
― Какие исследования перелетных птиц проходят в лаборатории орнитологии биологического факультета МГУ?
― В нашей лаборатории работают сотрудники, изучающие перелеты птиц на базе биостанции МГУ им. С.Н. Скадовского в Звенигороде. Там уже много лет работает станция кольцевания, и ее сотрудники изучают, кто туда возвращается, как с годами меняются пути миграции, как птицы ориентируются.
Один из ведущих сотрудников лаборатории В.М. Гаврилов кроме этих вопросов изучает энергетику перелетных птиц: каким образом им хватает энергии для долгих перелетов и какие источники энергии им необходимы. Перемещаясь на большие расстояния, перелетные птицы тратят очень много энергии, поэтому тема интересная и важная. Другой вопрос в этой области: различается ли энергетика у маленьких птиц, например воробьиных, и у крупных представителей? Эти вопросы все еще не решены, и нужно искать ответы.
― Какие-то результаты уже есть?
― Уже сейчас видно, что у воробьинообразных птиц уровень метаболизма гораздо выше, чем у остальных. Это помогает им поддерживать высокую температуру тела, кроме того, от этого зависят разнообразные типы поведения птиц. Наши исследования во Вьетнаме показали, что у птиц, относящихся к более древнему подотряду воробьиных, более низкий уровень метаболизма, чем у птиц из более современной группы этого отряда.
― Кольцевание ― это технология, которой больше 100 лет. Сегодня появились новые методы наблюдения, которые можно использовать в орнитологии, например GPS-трекеры. Какие современные технологии используются для исследования перелетных птиц и насколько они безопасны?
― Сейчас действительно появились самые разнообразные технические способы, позволяющие пометить птиц, проследить их пути миграции и перемещения на территории обитания.
Первые радиопередатчики были настроены на ультракороткие волны и весили достаточно много: мелкие птицы просто не могли их поднять, средним, например соколам, было тяжело. Современные трекеры весят очень мало, некоторые устройства ― около 1 г. Их можно использовать даже для изучения самых маленьких птиц, которые сами весят порядка 10–20 г.
На безопасность такие устройства влияют по-разному. Например, оказалось, что такую технику нельзя использовать для изучения кречетов: эти птицы живут на севере в условиях тундры, а в холода прикрепленные передатчики губят птиц. Но, конечно, появление спутниковой связи, использующейся для изучения путей мигрирующих птиц, очень сильно помогло в развитии орнитологии. Появились данные, о которых никто и не подозревал. Например, о перелетах через моря: отдельные птицы летят около суток без посадок и при этом выживают.
Интервью с Ириной Рюриковной Беме
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Ирина Рюриковна Беме
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Ирина Рюриковна Беме
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
― Перелетные птицы отличаются особыми навигационными способностями. На что в первую очередь они опираются при перелетах? Это генетическая память?
― Конечно, генетическая составляющая в этом есть. У многих птиц молодые особи летят первыми, отдельно от стаи. Они должны научиться ориентироваться самостоятельно, чтобы достигать мест зимовок. Но на генетическую память накладывается опыт, который приобретают птицы, мигрирующие не впервые. Проводили эксперименты, в которых молодых и взрослых птиц отвозили на несколько десятков километров от места, с которого они должны были улетать на зимовку. Молодые птицы не смогли выбрать верное направление: они просто летели в том направлении, в котором отправились бы со старого места. Но опытные особи корректировали путь и летели правильно.
Кроме генетической памяти и полученного опыта перелетные птицы используют несколько способов. Во-первых, это ориентация на астрономические объекты. Птицы, совершающие перелеты днем, ориентируются на солнце и корректируют путь в разное время суток в зависимости от его положения. Достаточно много птиц совершают перелеты ночью: это безопаснее из-за менее вероятной встречи с хищником, и в это время труднее перегреться. Такие птицы могут ориентироваться по звездам. Один из ориентиров в нашем полушарии, на который всегда можно рассчитывать, ― Полярная звезда.
Сейчас многие исследуют способ ориентации перелетных птиц по магнитным линиям Земли. Птицы способны чувствовать изменения градиента положения этих геомагнитных линий и направлять полет, ориентируясь на них. Очень долго ученые искали орган, который позволяет птицам чувствовать эти изменения. По последней информации, это одна из ветвей двигательного нерва.
Эти эксперименты продолжаются. Например, итальянская школа считает, что птицы ориентируются не по магнитным линиям, а по ольфакторному пути. По этой теории, они запоминают запах родного места и его изменения во время продвижения. Сегодня многие считают, что буревестники и альбатросы действительно могут использовать этот способ из-за того, что у них в отличие от других птиц достаточно сильно развито обоняние. При этом часть ученых сомневаются, что птицы вообще способны использовать этот способ ориентации.
Загадок еще очень много. Например, непонятно, каким образом птицы, даже молодые, находят именно то место, с которого улетели или где появились на свет, и возвращаются если не точно к своему гнезду, то рядом с ним.
― Основная область вашего научного интереса ― речевые коммуникации птиц. Какие речевые особенности есть у перелетных птиц?
― Особенно хорошо известно о речевых особенностях ночных мигрантов, потому что ночью меньше окружающих шумов. Во время полета птицы практически постоянно издают особые крики, отвечающие за поддержку связи в стае. Такие высокочастотные звуки хорошо слышны, они помогают определить видовую принадлежность птиц.
С другой стороны, у многих видов птиц, особенно мелких, эти звуки очень похожи и различить их ― непростая задача, особенно для человека, который не занимается этим профессионально. Но есть записи этих сигналов, по которым можно определить, какие именно птицы пролетали над конкретной территорией.
― Можно ли сказать, что перелетные птицы более развиты по сравнению с остальными видами?
― В последнее время появились работы по изучению когнитивных способностей птиц. В них сообщается, что перелетные птицы менее умны, чем оседлые.
Оседлые птицы переживают самые сложные периоды, связанные с холодом и снижением количества пищи, не улетая в более благоприятные места. Они способны решить задачи, где спрятать корм, как его потом найти и т.д. Перелетные птицы улетают на зимовки и там питаются тем же кормом, к которому привыкли, для этого не нужно каких-то особенных способностей. Но это только предварительные данные, исследования проводили на очень небольшом количестве видов. В разных странах эти работы продолжаются.
― Оседлые птицы, живущие рядом с человеком, меняют свое поведение в отличие от тех, которые живут вдалеке от городов?
― С одной стороны, жизнь рядом с человеком более безопасная из-за бо́льших запасов пищи. С другой ― такая среда обитания может быть менее комфортной для видов, которые не утратили связь с дикими ландшафтами.
Рядом с человеком сейчас живут сизые голуби; вероятно, что их предки жили в горах и скальных насыпях. В городских домах тоже есть вертикальные ниши, в которых можно гнездиться, поэтому им было достаточно просто адаптироваться и найти хорошее место для продолжения рода. Кроме того, люди в основном хорошо относятся к городским птицам и подкармливают их и у нас, и за рубежом. Достаточно вспомнить площадь Сан-Марко в Венеции, где собираются тысячные стаи.
Еще одни спутники человека ― воробьи. Их достаточно много, хотя в последнее время домовые воробьи в больших городах начали исчезать. Причем не только в российских Москве и Санкт-Петербурге, но и в Лондоне и Париже. Почему это происходит ― загадка, выдвигаются самые разные гипотезы. Например, о том, что раньше на газонах были разные виды трав и семян, которыми питались различные виды насекомых. Соответственно, ими воробьи выкармливали свое потомство. Теперь монокультурные злаковые газоны постоянно косят и для домовых воробьев не остается кормовой базы. Другая версия связана с большим количеством реагентов, которыми посыпают дороги. Реагент оседает на газонах, и насекомых становится меньше, а значит, сокращается и кормовая база. При этом полевые воробьи справляются с этой ситуацией: в отличие от домовых их не становится меньше.
Вместе с тем список видов птиц, живущих рядом с человеком, расширяется. Например, одни из самых крупных голубей ― вяхири ― сейчас активно гнездятся в Париже и Берлине. Первые случаи их гнездования в России отмечены в Калининграде и других городах, где климат немного теплее, чем в Москве.
Еще один вид, который стал городским в западных странах, ― это черный дрозд. Эти птицы теперь населяют практически все города Западной Европы, и, несмотря на то что лесные черные дрозды ― перелетные птицы, из городов они не улетают, вид становится оседлым. В Москве иногда можно заметить только одного-двух представителей этого вида, сидящих на кормушках рядом с воробьями.
― Каких птиц за годы работы с ними вы выделили для себя как наиболее интересных за счет их особенностей?
― Раньше я практически все время занималась воробьиными птицами. Меня занимали вопрос развития их поведения, голосовые особенности, то, как они учатся петь и развивают эту способность на протяжении всей жизни.
В последнее время меня интересуют эти же вопросы в отношении кукушек. Кукушки ― это вид-паразит, поэтому теоретически у них все навыки должны быть наследственными, так как их воспитывают самые разные приемные родители. Факультативные гнездовые паразиты, подкладывающие яйца представителям своего вида или близких видов, запечатлевают именно вид, который их выкормил, и образуют пару с ними. Но облигатные гнездовые паразиты никогда не пытаются образовать пару с выкормившим их видом. Каким образом они запоминают тех, с кем должны образовать пару, пока непонятно. В работах, посвященных американским паразитирующим птицам, говорится, что трупиалы, подкладывающие яйца в гнезда других видов, выманивают птенцов после того, как они подрастут, и учат своему общению, передают видовые сигналы. Происходит ли это с нашими кукушками, никто не знает.
Известно, что кукушки все время держатся в тех районах, где подложили яйца. Самец кукует, самка кричит, но непонятно, передают ли они какие-то видовые сигналы. Например, кукушки, которые воспитываются у меня дома, не реагируют на крики взрослых представителей этого вида, я ставила им запись. При этом обычно несложно подманить кукушку даже самой простой имитацией: они сразу прилетают или стараются отвечать. Но выкормыши, которые воспитывались в домашних условиях, изначально вообще не издавали токовых сигналов: ни «ку-ку», ни «смеха», как у глухих кукушек. Они начали это делать только после того, как их простимулировали тестостероном, — тогда у них появились настоящие видовые сигналы. Интересно, что куковать начали не только самцы, но и самки, которые в природе кричат по-другому. Исследования продолжаются, посмотрим, к чему они приведут.
― Работы достаточно в области знаний и о перелетных, и об оседлых птицах?
― Да, надо найти ответы на многие вопросы. Если вернуться к перелетам, то те же кукушки обыкновенные, которые гнездятся на Камчатке, летят на зимовку так же, как и представители этого вида, живущие в европейской части, ― в Африку. А близкий им вид ― глухая кукушка, также живущая на Камчатке, летит гораздо ближе ― в Юго-Восточную Азию. Почему одни летят так далеко, хотя пролетают удобные для зимовки места, совершенно непонятно.
― Чем больше мы узнаем о перелетных птицах, тем меньше знаем?
― Да, именно. Самые разные аспекты нам помогают выяснить спутниковые передатчики. Например, пары птиц, самцы и самки, могут лететь на зимовку в разные места, но к гнезду возвращаются вместе практически в одно и то же время и опять живут в паре. Такие наблюдения мы проводили за аистами.
― Популярная сегодня тема ― климатические изменения и глобальное потепление. Как это отражается на перелетных птицах и к чему может привести в области орнитологии?
― Конечно, потепление сказывается, но пока это не очень заметно.
По предварительным данным, сокращается срок жизни птиц. Часть видов сдвигают сроки начала миграции или превращаются в оседлые. Особенно это касается тех птиц, которые в основном ориентируются на запасы корма. Например, на месте остаются многие утки: кряквы, живущие в Москве, всю зиму проводят в незамерзающих прудах.