Перелітні птахи є дуже частим явищем у природі, і завдяки своїй здатності літати вони можуть долати величезні відстані з кількома зупинками або взагалі без зупинок для заправки та поповнення енергії. Імпульс, який спонукає їх брати участь у цих пригодах, полягає в уникненні зими, пошуку їжі чи досягнення пари та подальшого розмноження.
перелітні птахи
Це називається міграцією птахів до процесу, який включає подорожі, які здійснюють численні види птахів у кожну пору року та на регулярній основі. Крім міграції, птахи здійснюють інші переміщення у відповідь на зміни в існуванні їжі, середовища проживання або клімату, які зазвичай нерегулярні або лише в одному напрямку і називаються по-різному, наприклад, кочування, вторгнення, поширення чи вторгнення. . Навпаки, птахів, які не мігрують, називають птахами-резидентами.
Загальні шаблони
Міграція визначається її появою в один і той же сезон кожного року. Багато наземних птахів мігрують на великі відстані. Найчастіші моделі включають переміщення на північ для розмноження влітку в помірних або арктичних районах і повернення до зимуючих регіонів у теплих південних територіях.
Основною обставиною, яка найбільше сприяє міграції, є енергія. Довші літні дні на півночі дають більше можливостей для розмноження птахів, щоб вигодувати своїх пташенят. Подовження світлового дня дає змогу денним птахам породжувати більші кладки, ніж у споріднених немігруючих різновидів, які залишаються в тропіках цілий рік. Так само, як восени дні стають коротшими, птахи повертаються в теплі регіони, де наявні запаси їжі мало змінюються в залежності від сезону.
Ці переваги переважують ризики високого стресу, витрат енергії та інших небезпек міграції. Хижацтво може бути вищим під час міграції. Сокіл Елеонори (Falco eleonorae), що гніздиться на островах Середземного моря, має дуже запізнілий період розмноження, синхронізований з осіннім перельотом птахів, які мігрують на південь, якими він годує своїх пташенят. Подібну стратегію використовує кажан Nyctalus lasiopterus, їжею якого є перелітні птахи.
Велика концентрація птахів, які мігрують на тимчасових зупинках, також робить їх схильними до паразитів і патогенів, що вимагає більш високої імунної відповіді. У межах даного виду не всі популяції повинні бути мігруючими, що називається частковою міграцією. Часткова міграція дуже часта на південних континентах; в Австралії частково мігрують 44% неворобихих і 32% різновидів горобиних.
У деяких видів популяція вищих широт зазвичай мігрує і часто зимує в нижчих широтах, ніж ті, в яких інші популяції того ж сорту є осілими і, отже, вже зайняли відповідне місце проживання для зимівлі, оскільки це називається " жаб’яча міграція».
У популяції також може існувати чітка модель хронології та міграції на основі вікових і статевих груп. Лише самки Fringilla coelebs (Chaffinches) у Скандинавії мігрують, а самці залишаються жителями (це породило назву coelebs, що означає поодинокі). Більшість міграцій починається з того, що птахи піднімаються великим фронтом. У деяких випадках міграція включає вузькі міграційні пояси, які створені як традиційні маршрути, які називаються міграційними маршрутами польотів.
Вони, як правило, слідують за гірськими хребтами та узбережжям і можуть скористатися перевагами бризу та інших видів вітру або обійти географічні перешкоди, такі як великі водойми. Певні шляхи можуть бути запрограмовані в їхніх генах або засвоєні різним ступенем. Маршрути, якими вони йдуть в одному напрямку, і назад, часто різні.
Більшість великих птахів літають зграями. Цей тип польоту допомагає їм зменшити споживання енергії. Багато з них літають у формуванні V, і індивідуальна економія енергії оцінюється в 12-20%. Кулик Calidris canutus (товстий кулик) і Calidris alpina (піщаний кулик) були відстежені за допомогою радіолокаційного дослідження, під час якого було встановлено, що вони літали 5 кілометрів на годину швидше в зграях, ніж коли вони робили це поодинці.
Висота, на яку переміщуються птахи під час міграції, мінлива. Екскурсія на Еверест виявила скелети Anas acuta (північнохвіста качка) і Limosa limosa (чорнохвостий дятел) на висоті 5.000 метрів над льодовиком Кхумбу. Гуси Anser indicus літали над найвищими вершинами Гімалаїв на висоті понад 8.000 метрів, навіть коли поруч були нижні перевали висотою 3.000 метрів.
Морські птахи літають низько над водою, але набирають висоту, перетинаючи сушу, і у наземних птахів можна помітити зворотну поведінку. Однак більшість міграцій птахів відбувається в діапазоні 150 метрів на висоті 600 метрів. Записи про удари птахів у Сполучених Штатах показали, що більшість ударів відбувається на висоті нижче 600 метрів і майже жодного не вище 1.800 метрів.
Більшість різновидів пінгвінів здійснюють регулярні міграції, плаваючи. Ці маршрути можуть долати понад 1.000 кілометрів. Півень Скелястих гір (Dendragapus obscurus) здійснює висотні міграції переважно пішки. Ему в Австралії були помічені на далекі прогулянки під час посухи.
Історичне бачення
Перші спостереження, які зареєстрували міграцію птахів, датуються приблизно 3.000 років тому, на які посилаються Гесіод, Гомер, Геродот, Аристотель та інші. Біблія також цитує переселення, як у Книзі Йова (39:26), в якій задається питання: «Чи через твій талант сокіл покривається пір’ям і розправляє крила на південь?» Пророк Єремія (8:7) повідомив: «Навіть лелека в небі знає свої пори року; горлиця, ластівка і журавель знають час міграції".
Арістотель розповідає, що журавлі переміщуються зі скіфських рівнин на болота в верхів'ях Нілу, Пліній Старший у своїй «Naturalis Historia» повторює те, що спостерігав Аристотель. З іншого боку, Аристотель стверджував, що ластівки та інші птахи впадають у сплячку. Це переконання зберігалося навіть до 1878 року, коли Елліот Куес склав список щонайменше 182 робіт, що стосуються сплячки ластівок.
Лише на початку XNUMX століття міграцію визнали причиною зникнення птахів у зимовий період у північних кліматичних зонах. Виявлення в Німеччині білих лелек, які були поранені африканськими стрілами, дало підказки про міграцію. Один із найстаріших стрілоподібних екземплярів знаходився поблизу німецького села Клюц у землі Мекленбург-Передня Померанія.
Далека міграція
Традиційний образ міграції складається з північних сухопутних птахів, таких як ластівки та хижі птахи, які здійснюють тривалі перельоти до тропіків. Численні качки, гуси та лебеді, які розмножуються на півночі, також є мігрантами на далекі відстані, але їм доведеться подорожувати на південь лише настільки далеко, наскільки це необхідно, щоб уникнути замерзання води в їхніх арктичних регіонах розмноження.
Більшість голарктичних різновидів Anatidae залишаються в північній півкулі, але в країнах з більш помірним кліматом. Наприклад, Anser brachyrhynchus (короткодзьобий гусак) здійснює міграцію з Ісландії до Великобританії та сусідніх країн. Міграційні шляхи та зони зимівлі є типовими та засвоєними молоддю під час первісної міграції разом із батьками. Деякі качки, такі як Anas querquedula (чирок карретота), повністю або частково переміщуються до тропіків.
Ті ж міркування про перешкоди та обхідні шляхи, які стосуються мігруючих наземних птахів на великі відстані, характерні для водоплавних птахів, але навпаки: велика територія суші без акваріумів, які забезпечують місце для годування, є перешкодою для водоплавної птиці. Відкрите море також є перешкодою для птаха, чия їжа знаходиться в прибережних водах.
Щоб обійти ці бар’єри, робляться об’їзні шляхи: наприклад, Branta bernicla (комірний гусак), що подорожує з півострова Таймір до Ваттового моря (Голландія, Німеччина та Данія), рухається уздовж прибережного маршруту Білого та Балтійського морів замість того, щоб безпосередньо перетинати Північний Льодовитий океан. і північної Скандинавії.
Подібна ситуація відбувається з болотними птахами (Charadiiformes). Численні види, такі як Calidris alpina (звичайний кулик) і Calidris mauri (аляскинський кулик), здійснюють довгі подорожі від своїх районів розмноження в Арктиці до теплих місць тієї ж півкулі, але інші, такі як Calidris pusilla (напівдолонний кулик), подорожують на величезні відстані до тропіки.
Як і великі енергійні качки та гуси (Anseriformes), кулики надзвичайно літають. Це означає, що птахи, які зимують в помірних зонах, мають можливість робити короткі додаткові переміщення в разі дуже негоди.
Для деяких куликів успішна міграція буде залежати від наявності основних харчових ресурсів у місцях зупинки вздовж усього прольоту. Це дає мігрантам можливість заправитися паливом для наступного етапу подорожі. Декількома прикладами важливих місць утримання іммігрантів є затока Фанді та затока Делавер.
Деякі екземпляри Limosa lapponica (Бекас або Бархвостий дятел) тримають рекорд найдовшого безпосадкового перельоту, коли-небудь зареєстрованого для мігруючої птахи, яка подолала 11.000 55 кілометрів від Аляски до періоду нерозмноження в Новій Зеландії. міграція, XNUMX відсотків ваша вага тіла – це жир, який ви накопичили для забезпечення цієї безперервної подорожі.
Міграція морських птахів подібна до міграції Charadriiformes і Anseriformes. Деякі, як Cepphus grylle (білокрила кайра) і деякі чайки, дуже малорухливі, тоді як інші, як більшість крячок і бритвоподібних, що розмножуються в помірних районах північної півкулі, переміщуються на різні відстані на південь протягом зими.
Найдовший міграційний шлях серед усіх птахів проходить Sterna paradisaea (полярна крячка), і вона перебуває на світлому дні довше, ніж будь-який інший птах, переміщаючись із місць розмноження в Арктиці в антарктичний регіон протягом усього сезону. Нерепродуктивний. Полярна крячка, яка отримала ідентифікаційне кільце як курка на островах Фарн, розташованих далеко від східного узбережжя Великобританії, прибула в Мельбурн, Австралія, всього через три місяці після оперення; морська подорож довжиною 22.000 XNUMX кілометрів.
Деякі морські птахи, такі як Oceanites oceanicus (памперито Вільсона) і Puffinus gravis (Capirotada буревестник), розмножуються в південній півкулі і переміщуються на північ в австралійську зиму. Морські птахи мають додаткову перевагу в тому, що вони можуть добувати їжу під час своєї міграції над відкритою водою.
Більш пелагічні різновиди, насамперед Procellariiformes, є великими бродягами, і південноокеанські альбатроси можуть літати навколо земної кулі в період нерозмноження. Procellariiformes птахи широко розкидані на значних ділянках відкритого океану, але збираються, коли є їжа.
Багато зустрічаються також серед далеких мігрантів; Puffinus griseus (буревіс або темний памперито), що гніздяться на Мальвінських островах, пролітають 14.000 8 кілометрів між територією розмноження та північним Атлантичним океаном біля Норвегії. Деякі Puffinus puffinus (Менський буревестник) здійснюють ту саму подорож у зворотному напрямку. Будучи птахами, які живуть довго, вони можуть накопичувати великі відстані, які в одному екземплярі оцінювалися приблизно в 50 мільйонів кілометрів протягом його перевіреного життя понад XNUMX років.
Деякі великі птахи з розправленими крилами залежать від підняття шлейфів теплого повітря, щоб вони могли ковзати. Серед них численні хижі птахи, такі як грифи, орли та яструби-перепелятники, а також лелеки. Ці птахи здійснюють свою міграцію протягом дня.
Перелітним птахам цих груп важко долати великі водойми, оскільки теплові колони утворюються тільки на суші, і ці птахи не можуть витримувати активний політ на великі відстані. Тому Середземне та інші моря є важливою перешкодою для ширяючих птахів, які змушені перетинати найвужчі точки.
Значна маса величезних хижих птахів і лелек перетинає такі райони, як Гібралтар, Фальстербо та Босфор, у сезон міграції. Найпоширеніші види, такі як Pernis apivorus (Канюк), восени налічують сотні тисяч. Інші перешкоди, такі як гірські хребти, також можуть викликати величезну концентрацію, особливо великих денних мігрантів. Це горезвісний елемент у вузькому місці для міграції з Центральної Америки.
Багато скромніших комахоїдних птахів, включаючи очеретянки, колібрі та мухоловки, мігрують на великі відстані, як правило, вночі. Вони відпочивають протягом ранку і харчуються кілька днів, перш ніж продовжити свою міграцію. Птахів називають «транзитними» в тих районах, де вони тимчасово з’являються під час короткого перебування протягом міграційної подорожі.
Мігруючи вночі, нічні мігранти знижують небезпеку хижаків і уникають перегріву, який може бути викликаний енергією, спожитою протягом польоту на таких великих відстанях. Це також дозволяє їм харчуватися протягом дня, щоб відновити енергію на ніч. Міграція вночі обходиться ціною втраченого сну. Щоб компенсувати цю втрату, мігранти повинні мати можливість спати погіршеної якості протягом усього польоту.
Міграція на короткі відстані
Багато мігрантів на великі відстані в попередньому розділі ефективно запрограмовані в своїх генах так, щоб вони реагували на змінну тривалість дня. Однак багато видів рухаються на менші відстані, але роблять це лише у відповідь на складні погодні умови.
Таким чином, що ті, що розмножуються на вершинах і болотах, як-от Tichodroma muraria (ліана) і Cinclus cinclus (ковша), ледве можуть рухатися по висоті, щоб уникнути холодних високогір'їв. Інші сорти, такі як Falco columbarius (мерлін) і Alauda arvensis (жайворонок), переміщуються трохи далі, до узбережжя або в більш південний район. Такі види, як Fringilla coelebs (Chaffinches), навряд чи мігрують у Британію, але вони переміщаться на південь або в Ірландію, якщо погода дуже холодна.
Переселенці воробьих на короткі відстані мають два еволюційних походження. Ті, у кого родичі мігрують на великі відстані в межах однієї сім’ї, наприклад Phylloscopus collybita (Chiffchaff), які є місцевими сортами південної півкулі, які поступово скорочують свій зворотний шлях, щоб залишитися в північній півкулі.
Види, які не мають у своїй родині великих мігруючих родичів, як у Bombycilla, переміщуються лише у відповідь на зимовий сезон, а не для розширення своїх репродуктивних можливостей. У тропіках тривалість світлового дня невелика протягом року, і він завжди достатньо теплий для належного харчування. Крім сезонних переміщень зимуючих сортів північної півкулі, значна частина видів переміщується на різні відстані залежно від кількості опадів.
У багатьох тропічних районах є вологий і сухий сезони, індійські мусони є, мабуть, найвідомішим прикладом. Пташиним зразком, поширення якого пов’язане з опадами, є деревовидний зимородок Halcyon senegalensis (сенегальський зимородок) із Західної Африки. Існує кілька різновидів, зокрема зозулі, які є справжніми мігрантами на великі відстані в тропіках. Однією з моделей є Cuculus poliocephalus (зозуля або мала зозуля), яка розмножується в Індії, а нерозмножуваний період проводить в Африці.
У високих горах, таких як Гімалаї та Анди, також спостерігаються сезонні зміни висоти численних видів, а інші можуть здійснювати далекі міграції. Ficedula subrubra (кашмірська мухоловка) і Zoothera wardii (дрозд Уорда), обидві з Гімалаїв, аж на південь до високогір'я Шрі-Ланки.
Розриви та розсіювання
Іноді такі кон’юнктури, як сприятливий сезон розмноження з наступною нестачею харчових ресурсів у наступному році, призводять до прориву, коли велика кількість видів виходить далеко за межі свого звичайного ареалу. Bombycilla garrulus (Європейський свистекрилий), Carduelis spinus (Sispon) і Loxia curvirostra (Хрестовина звичайна) – це різновиди, чисельність яких щороку непередбачувана змінюється.
У помірних регіонах південних континентів є великі посушливі зони, особливо в Австралії та західній частині Південної Африки, і кліматичні зміни є частими, але не завжди передбачуваними. Наприклад, кілька тижнів проливних дощів у тих чи інших районах центральної Австралії, що регулярно посушують, спричиняють ріст рослин і безхребетних, приваблюючи птахів звідусіль.
Це може статися в будь-який сезон року, і в будь-якій визначеній місцевості це може не повторитися протягом десяти років або більше, оскільки це залежить від частоти періодів «Ель-Ніньйо» та «Ла-Нінья». Міграція птахів – це подія, яка відбувається переважно, хоча й не повністю, із Північної півкулі. У південній півкулі сезонна міграція, як правило, набагато менш явна, і для цього є різні причини.
По-перше, великі масиви суші або океани, без значних перешкод, зазвичай не зосереджують міграції вузькими і очевидними маршрутами, і тому людина-спостерігач менше обізнаний про це.
З іншого боку, принаймні для наземних птахів, кліматичні зони зазвичай зливаються одна в одну на величезних відстанях, а не повністю відокремлюються: це означає, що замість того, щоб робити довгий шлях через непридатне середовище проживання, щоб досягти певного місця призначення, мігруючі різновиди зазвичай можуть переміщатися повільно й неквапливо, шукаючи їжу на ходу.
Без достатніх досліджень кільцювання в цих випадках не очевидно, що птахи, які розглядаються в певному регіоні відповідно до сезонних змін, насправді є різними представниками одного сорту, які поступово проходять свій шлях на північ або південь.
Справді, численні види розмножуються в помірних районах на півдні і зимують далі на північ в тропіках. В Африці, наприклад, Hirundo cucullata (Ластівка з оборками), а в Австралії – Myiagra cyanoleuca (Атласна мухоловка), Eurystomus orientalis (Зеленодоларовий ролик) і Merops ornatus (Райдужна ластівка), наприклад, зимують далеко на північ від свого ареалу. розведення.
Фізіологія та контроль
Контроль міграцій, їх визначення в часі та реакція на них генетично регламентовані і, очевидно, це примітивні характеристики, які присутні навіть у численних немігруючих видів. Здатність самостійно орієнтуватися та орієнтуватися в міграціях є набагато складнішою подією, яка включає як ендогенні програми, так і навчання.
Фізіологічна основа
Фізіологічний принцип міграції включає ендогенні процеси, що генеруються зовнішніми подразниками, які сприймає центральна нервова система (ЦНС). (Gwinner 1986; Ketterson and Nolan 1990; Healy et al. 1996; Birgman 1998).
В якості «емісарів» процесу виступають нейроендокринні та ендокринні гормони, що виділяються через гіпоталамус-гіпофіз. Міграційна потреба має потужний генетичний фактор: існують експерименти з жовтими плисками (Motacilla alba), в яких різні популяції в схожих географічних районах мають дуже неоднакові міграційні характеристики (Curry-Lindahl, K. 1958).
Міграційна активність викликає відповідні зміни у фізіології тварини, де виділяються гіперфагія, підвищення гематокриту крові та певні поведінкові зміни, такі як стадність.
Зміни, що відбуваються в Птаха
На преміграційній стадії птах насамперед підвищує рівень ліпідів (Blem 1990). Жири є найважливішим джерелом енергії в цьому процесі, вони накопичуються, зокрема, в жировій тканині, м'язах і внутрішніх органах (George and Berger 1966). Серед найбільш релевантних областей накопичення жиру: ключиця, клювовидна кістка, боки, живіт, таз і область сідниць (King and Farner 1965).
Жирні кислоти, які споживаються під час міграційної активності (перевага ненасичених жирних кислот), не є тими, які використовуються на стадії гніздування (переважають насичені жирні кислоти) (Conway et al. 1994). Як згадувалося раніше, жир зберігається в м’язах, але не в серці. Зберігання жиру на етапі передміграції вже багато років добре відоме гурманам, які вибирають тих, хто мігрує в цей час, оскільки їхнє м’ясо ніжніше та багатше жиром.
Відповідно до відстані, яку необхідно пройти протягом усього міграційного процесу, птах зберігає більші чи менші запаси. Жири, крім того, що дають енергію для м’язів, сприяють терморегуляції птиці протягом усього процесу. Під час міграції птах також збільшує витрати білків і вуглеводів. На передміграційній стадії птах страждає від гіперфагічного процесу: було показано, що також у цій фазі птах має більшу здатність відновлювати резерви.
Нервові основи та гормони, що беруть участь у міграційних процесах
Група ендокринних залоз допомагає визначити міграційний імпульс. Гіпофіз займає чільне місце, представляючи роль пункту управління організмом, а також через його чутливість до елементів освітлення. Крім гіпофіза, було вказано на важливість щитовидної залози (контролює витіснення жирів у терморегуляції) і статевих залоз (Rowan, W.1939, зробив висновок зі своїх експериментів, що проміжний розвиток статевих залоз є необхідною вимогою для міграції процес).
- Елементи середовища обумовлюють міграційну активність, безпосередньо впливаючи на згадані раніше залози, наприклад:
- У випадку зі щитовидною залозою спостерігаються численні випадки, коли птахи мігрують на величезні відстані, «керовані» потужними холодними хвилями.
- На гіпофіз відкрито впливає фотоперіод (час під впливом денного світла), кожен сорт розмножується та мігрує відповідно до своїх ідеальних меж фотоперіоду. Були проведені експерименти з птахами в неволі, в яких вдалося підтвердити, що лише при стимуляції фотоперіоду птахи виявляли хвилювання, орієнтоване на місця їх міграції.
Пролактин, гормон росту, гормон підшлункової залози, гормон гіпофіза, катехоламіни та інсулін відіграють важливу роль у накопиченні жиру, гіпертрофії м’язів і підвищенні гематокриту (Ramenofsky and Boswell 1994).
- Катехоламіни, гормони росту і кортикостерон беруть участь у витісненні жиру (Ramenofsky 1990).
- Кортикостерон і тестостерон мають велике значення в нічних міграціях птахів (Gwinner 1975).
- Мелатонін відіграє істотну роль у тому, як організована міграція та орієнтація (Beldhuis et al. 1988; Schnneider et al. 1994).
Ініційний хронологічний фактор
Основним фізіологічним стимулом для міграції є зміна тривалості дня. Ці зміни пов’язані з гормональними змінами у птахів. У період до міграції багато птахів демонструють підвищену активність або «зугунруе» (нім.: міграційне порушення), а також фізіологічні зміни, такі як збільшення накопичення жиру.
Поява цього явища навіть у птахів у неволі без подразників навколишнього середовища (наприклад, укорочення дня чи зниження температури) свідчить про роль ендогенних програм із щорічною регулярністю у регулюванні міграції птахів.
Ці птахи в клітці демонструють бажаний напрямок польоту, який узгоджується з напрямком міграції, який вони взяли б, якби були вільними, навіть змінюючи свій улюблений курс майже в унісон з дикими особинами свого виду, які змінюють свій курс. У сортів, у яких присутні полігінія та виражений статевий диморфізм, самці мають схильність повертатися до місць розмноження раніше, ніж самки, що називається протоандрією.
Орієнтування та навігація
Птахи орієнтуються за допомогою різних датчиків. У багатьох видів було визначено використання сонячного компаса. Використання сонця для отримання маршруту передбачає внесення компенсацій у зміну його положення залежно від часу доби. Також було визначено, що навігація заснована на поєднанні інших навичок, які включають розташування магнітних полів, використання візуальних орієнтирів, а також нюхових слідів.
Вважається, що перелітні птахи на великі відстані поширюються ще молодими і прив’язуються до потенційних місць розмноження та бажаних місць зимівлі. Після створення прихильності до місця вони демонструють високу лояльність до сайту, оскільки відвідують його рік за роком.
Здатність птахів орієнтуватися на міграціях не може бути повністю пояснена на основі ендогенного програмування, навіть з урахуванням реакцій на подразники навколишнього середовища. Здатність успішно мігрувати на великі відстані, можливо, можна зрозуміти, лише якщо врахувати когнітивну якість птахів для розпізнавання середовища проживання та ментального картування.
Супутниковий моніторинг хижих хижаків, що мігрують протягом дня, таких як Pandion haliaetus (Osprey) і Pernis apivorus (House-Hawk), визначив, що старші суб’єкти більш ефективні у виправленні курсу, ніж коли їх заносить вітер. Як зазначають моделі з річними ритмами, існує сильний генетичний компонент міграції відповідно до часу та визначення маршруту, але це може бути змінено впливом навколишнього середовища.
Цікавим прикладом зміни міграційного маршруту через географічні перешкоди є схильність деяких центральноєвропейських Sylvia atricapilla (blackcaps) мігрувати на захід і зимувати у Великобританії замість того, щоб перетинати Альпи. Мігрують птахи можуть використовувати два електромагнітні інструменти для визначення місця призначення: один, який є повністю вродженим (магніторецепція), і інший, який залежить від досвіду.
Молодий птах під час свого початкового міграційного польоту приймає правильний курс відповідно до геомагнітного поля, але не знає, як далеко летіти. Він робить це за допомогою «подвійного радикального механізму», який залежить від світла та магнетизму, завдяки чому магнітне поле впливає на хімічні реакції, зокрема фотопігменти, які виявляють довгохвильове світло.
Слід зазначити, що хоча це працює лише в світлий час доби, воно жодним чином не використовує сонячне положення. У цей момент птах діє як дитина-мандрівник з компасом, але без карти, поки не пристосується до шляху й не зможе використовувати інші свої навички. Експериментуючи, він дізнається різні орієнтири; це «відображення» здійснюється рецепторами на основі магнетиту в трійчастій системі, які повідомляють птаху, наскільки сильне магнітне поле.
Коли птахи переміщуються між областями в північній і південній півкулях, сила магнітного поля на різних широтах дозволяє їм точніше розпізнавати «подвійний кореневий механізм» і знати, чи досягли вони місця призначення. Нещодавні дослідження виявили нейронний зв’язок між оком і «N-кластером», ділянкою переднього мозку, яка активна через міграційну орієнтацію, натякаючи, що птахи дійсно можуть «бачити» магнітне поле.
Блукання
Птахи під час своєї міграційної діяльності можуть заблукати і з’являтися за межами свого регулярного ареалу поширення. Це може бути пов’язано з перевищенням цільової точки, наприклад, польотом далі на північ, ніж звичайна зона розмноження. Це механізм, який може викликати величезну рідкість, коли молоді птахи повертаються назад, заблукаючи на сотні кілометрів за межі діапазону. Їй дають назву зворотної міграції, що означає, що у таких птахів не вдається належне виконання генетичної програми.
Завдяки своєму розташуванню деякі райони стали відомими як місця спостереження за птахами. Наприклад, Національний парк Пойнт Пелі в Канаді та мис Спурн в Англії. Відхилення в міграції птахів, які збиваються з курсу через вітер, може проявитися в «аррібазоні» великої кількості мігрантів у прибережних місцях.
Обумовлення міграційного інстинкту
Можна було навчити шлях міграції групу птахів, наприклад, у рамках програм реінтеграції. Після випробування з Branta canadensis (канадський гусак) у Сполучених Штатах використовувалися надлегкі літаки, щоб інструктувати повторно інтродукованого Grus americana (журавель-ворус) щодо безпечних шляхів міграції.
Еволюційні та екологічні фактори
Те, чи мігрують різноманітні птахи, залежить від ряду факторів. Клімат району розмноження є актуальним, і лише деякі види можуть переносити суворі зими внутрішньої Канади або Північної Євразії. Таким чином, ми маємо, що Turdus merula (євразійський дрозд) є частково мігруючим, який повністю мігрує в Скандинавії, але не з більш помірними температурами південної Європи. Характер первинної їжі також має вирішальне значення.
Більшість із тих, хто спеціалізується на харчуванні комахами за межами тропіків, є мігрантами на далекі відстані, у яких немає іншого вибору, окрім як відправитися на південь на зиму. Іноді фактори добре збалансовані. Кам’яний чаток Saxicola rubetra (північна) з Європи та Saxicola maura (сибірська) з Азії є далекими перелітними птахами, які зимують у тропіках, а їхній близький родич Saxicola rubicola (європейський або звичайний) – птах, який мешкає на більшій частині свого ареалу, переміщаючись лише на невеликі відстані від прохолодніших півночі та сходу.
Ймовірним фактором тут є те, що резидентні сорти часто можуть отримати додаткове зчеплення. Нещодавні дослідження показують, що воробіки, які мігрують на великі відстані, мають південноамериканське та африканське еволюційне походження, а не місцеві мешканці Північної півкулі. Насправді це південні види, які йдуть на північ для розмноження, а не північні сорти, які йдуть на південь на зиму.
Теоретичні дослідження показують, що об’їзди та об’їзди на траєкторії польоту, які збільшують дальність польоту до 20%, часто будуть адаптивними з аеродинамічної точки зору, птах, який завантажується їжею, щоб перетнути широкий бар’єр, літає менш ефективно. Однак деякі види демонструють схеми міграційних шляхів, які виявляють історичне розширення ареалу поширення і далекі від оптимальних з точки зору екології.
Прикладом може слугувати міграційний процес популяції Catharus ustulatus (дрозд Суейнсона), що поширюється на весь континент, рухаючись далеко на схід через Північну Америку, перш ніж дрейфувати на південь через Флориду, щоб досягти північної частини Південної Америки. За оцінками, цей маршрут є результатом розширення ареалу, яке відбулося близько 10.000 XNUMX років тому. Раундапи також можуть бути викликані різними умовами вітру, небезпекою хижацтва та іншими факторами.
Зміна клімату
Очікується, що масштабні кліматичні зміни вплинуть на терміни міграції, і аналізи показали різноманітні наслідки, включаючи зміни в термінах міграції, в сезон розмноження, а також у скороченні популяції.
Екологічні ефекти
Міграційний процес птахів також сприяє перенесенню інших різновидів, у тому числі ектопаразитів, таких як кліщі та воші, які одночасно можуть переносити мікроорганізми, у тому числі збудники хвороб людини. Був величезний інтерес до глобального поширення пташиного грипу, однак перелітні птахи не вважаються значною загрозою. Деякі віруси, які зберігаються у птахів без летального результату, наприклад вірус Західного Нілу, можуть, однак, поширюватися шляхом міграції птахів.
Птахи також можуть відігравати певну роль у розмноженні розростань рослин і планктону. Деякі хижаки користуються перевагами концентрації птахів протягом усієї міграції. Лежанка Nyctalus lasiopterus (велика нічниця) харчується нічними перелітними птахами. Деякі хижі птахи спеціалізувалися на перелітних шарадрообразних.
Методики навчання
Міграційну діяльність птахів аналізували за допомогою різноманітних методик, найдавнішою з яких є кільцювання. Позначення кольорами, використання радара, супутниковий моніторинг та аналіз стабільних ізотопів водню (або стронцію) — це інші методи, які використовуються при дослідженні міграцій. Одна з процедур для точного визначення інтенсивності міграції використовує спрямовані вгору мікрофони для запису нічних контактних дзвінків зграй, що проходять повз. Пізніше їх аналізують у лабораторії для обчислення часу, частоти та сортів птахів.
Старіша практика обчислення міграції передбачає спостереження за обличчям повного місяця та підрахунок силуетів зграй птахів, які літають уночі. Дослідження орієнтаційної поведінки традиційно проводилися з використанням варіантів апарату, який називається воронка Емлена, яка складається з круглої клітки, захищеної зверху склом або сіткою з дротів, щоб зверху було видно небо, або купол планетарій або з іншими контрольованими екологічними стимулами.
Орієнтаційну поведінку птахів у цьому апараті досліджують кількісно, використовуючи розподіл слідів, які птах залишає на стінках клітки. Інші процедури, що використовуються в дослідженнях повернення голубів, використовують напрямок, в якому птах зникає на горизонті.
Загрози та збереження
Діяльність людини загрожує численним видам перелітних птахів. Маршрути їх міграцій свідчать про те, що вони часто перетинають кордони націй, а заходи щодо їх збереження потребують міжнародної співпраці. Для захисту мігруючих видів підписано різноманітні міжнародні угоди, зокрема Акт США про договір про мігруючих птахів 1918 року (договор з Канадою, Мексикою, Японією та Росією) і Афро-євразійську угоду про мігруючих водних птахів.
Агломерація птахів під час міграційної діяльності може поставити вид під загрозу. Деякі з найбільш вражаючих різновидів мігрантів уже зникли, найвідомішим є Ectopistes migratorius (мандрівний голуб). Під час своїх міграцій зграї мали 1,6 кілометра в ширину і 500 кілометрів в довжину, проходячи через кілька днів, і містили до мільярда птахів.
Серед інших важливих територій – місця тимчасового утримання між районами гніздування та зимівлі. Аналіз вилову та повторного відлову воробих-мігрантів, які мають високу лояльність до своїх територій розмноження та зимівлі, не виявив аналогічної суворої асоціації з територіями тимчасового утримання.
Полювання вздовж шляхів міграції може призвести до великої смертності. Через полювання на транзитних шляхах, зокрема в Афганістані та Центральній Азії, популяції стерха, що зимують в Індії, скоротилися. Востаннє цих птахів бачили в 2002 році на їх улюбленому місці зимівлі в національному парку Кеоладео.
На міграційний процес птахів вплинуло підняття таких елементів, як лінії електропередач, вітряки та морські нафтові платформи. Однак найбільшою проблемою є руйнування природного середовища через зміну землекористування, а низовинні водно-болотні угіддя, які є тимчасовими зупинками для зимівлі перелітних птахів, знаходяться під загрозою, перш за все, через осушення та вимоги для використання людьми.
Історичний підрахунок перелітних птахів
З давніх часів явище міграції викликало захоплення, запитання та роздуми у всіх видів людей. Вона стала джерелом натхнення для поетів, чаклунів і оракулів, які вгадували майбутнє в польоті птахів, пориви окремих видів були оголошенням війни або приходом якоїсь епідемії. У деяких містах Іспанії з польотом птахів, насамперед ластівок і стрижів, можна було передбачити, буде дощ чи ні.
Поети захоплювалися найколоритнішими та співучими видами, такими як ластівки, лелеки, солов’ї тощо... Водночас мисливці виявляли інтерес до сортів, у яких кількість їжі та смаку була більша, водночас наша приказка сповнена натяків на перелітних птахів, наприклад як «За Сан-Блас ти подивишся на лелеку» або «У Сант-Франсес хапай претензію та йди» у випадку полювання на дрозда.
Ця подія також привернула увагу мислителів і вчених будь-якої епохи, оскільки багато з них намагалися пояснити присутність і зникнення птахів у дуже конкретні пори року, подія, яка повторювалася щороку. Так виникають алюзії у Святому Письмі, про пересування таких птахів, як лелека, горлиця, ластівка, журавель.
У далекій Греції філософ Аристотель у своєму тексті «Історія тварин» розглянув це явище, вказавши на те, що через вплив холоду деякі види реагували переміщенням у тепліші райони, наприклад, журавлі та пелікани, або спускаючись з в гори, а інші потрапляють у своєрідне оглушення і селяються в нори, щоб зимувати, таким чином, що ластівки ховаються в норах, де втрачають пір'я, з яких вони виходять навесні, одягнені в нове оперення.
Для інших сортів він погодився на трансмутацію, зафіксувавши, що малиновки (Erithacus rubecula) взимку перетворюються на червонокурих (Phoenicurus sp.) влітку. Протягом багатьох століть ці теорії вважалися вірними у найвищих наукових колах, навряд чи додаючи пунктуальний внесок, як-от Олауса Магнуса в XNUMX столітті, який вказував, що ластівки північних народів групами пірнали у водах каналів. , радивши молодим рибалкам області залишити їх на тому самому місці, якщо вони випадково зловлять їх у свої сіті, як це зробили минулі рибалки.
У тому ж столітті орнітолог П’єр Белон почав бачити це більш чітко, вказуючи на те, що з птахами його рідної Франції щось трапилося, коли вони зів’яли взимку, і все ж вони з’явилися в Північній Африці, саме там, де не був присутній у попередні місяці. Це міркування піддавалося різкій критиці з боку фахівців того часу, які підтримували теорію сплячки.
У 1.770 столітті значний натураліст Лінней підтримав теорію Арістотеля про сплячку амбарної ластівки (Hirundo rustica), який вказав, що вони живуть під дахами будинків в Європі, пірнають взимку і знову з'являються навесні. У XNUMX р. Бюффон спростував цю теорію, засвідчивши у своїй праці «Природна історія птахів», що кожна птиця, яка піддається холоду, далеко не піддається летаргії, неодмінно гине. Єдиний вид птахів з підтвердженою сплячкою — Caprimulgus vociferus, нічний козод зі Сполучених Штатів.
У 1.950 році вчений Дж. Маршалл спіймав у Техасі три екземпляри, за допомогою яких він показав, що птахи, які регулярно харчувалися, залишалися активними протягом всієї зими, але впали в сплячку, коли голодували протягом одного-двох днів. Гібернація тривала від 12 годин до 4 діб. Температура тіла впала до 6ºC, зовнішніх ознак дихання у них не було.
З тих пір більшість вчених визнають факт міграційного процесу птахів, але досі поширена думка, що зозулі (Cuculus canorus), які провіщають весну, з наближенням осені перетворюються на яструбів-переробників (Accipiter nisus), або як у містечках Кастилії ( Іспанія) вони думають, що удоди (Upupa epops) з настанням зими ховаються в норах, харчуючись власними фекаліями. Сьогодні визнається, що міграція не є унікальною, існує багато варіантів, що додає її складності, ускладнює надання єдиного визначення.
Міграційна подія не характерна для птахів, оскільки вони зустрічаються дуже регулярно і на великі відстані у китоподібних, у деяких кажанів, тюленів, північних оленів, антилоп, морських черепах, метеликів, омарів, риб і навіть у морських хробаків, вони здійснюють рух інстинктивно. , враховуючи його надзвичайно спадкову природу, через його психофізіологічні процеси.
Вважається, що в третинну еру птахи, які тоді існували, вже здійснювали міграції, оскільки існували коливання між сприятливими та несприятливими районами залежно від часу року, незважаючи на те, що численні вчені вважають, що початкова точка міграції припала на зледеніння четвертинної ери, зумовлене глибокими кліматичними змінами того часу. Прихід льоду, що огорнув значну частину материків, не викликав масового польоту птахів, а скоріше значна частина їх загинула від холоду та голоду.
Лише декілька особин у своїх поневіряннях потрапляли в більш сприятливі райони, приєднуючись до місцевого населення. Пізніше, відповідно до відступу льоду, вони знову розширилися на північ, звідки були змушені відходити щозимою, практикуючи суворий природний відбір, який надавав перевагу птахам з більш потужним міграційним поштовхом.
Крім цих птахів, збиралися осілі птахи з більш південних районів, які за тим, як відступав лід, навесні-влітку вторгалися на незайняті території, щоб кинути їх вимушені холодом і голодом взимку.
Кількість видів, які мігрують, дуже велика, можна майже гарантувати, що всі види здійснюють відносно значні переміщення в певну пору року, наприклад, серед хижих птахів ми знаходимо різновиди чи підвиди, які мають свої райони розмноження в північній частині. півкулі, при цьому все населення взимку переміщається на південь (різноманітні сорти), щоб повернутися наступного року.
З інших 42 видів тільки особини, які проживають далі на північ або південь у південних різновидах, мігрують, щоб отримати більший запас їжі, при цьому дорослі особини зазвичай залишаються далі на північ або південь, ніж молоді (сорти часткових мігрантів). З цих 42 видів 16 гніздяться в Північній Америці і лише 2 у Південній Америці. У Євразії налічується 80 різновидів хижаків, які частково мігранти, і 9 у Східній Азії. В Австралії 3 види і 4 в Південній Африці. Підраховано, що чверть хижих птахів, які все ще існують, здійснюють відносно важливі передшлюбні міграції.
У Північній Америці з 650 різновидів птахів 332 з них є перелітними і 227 з них — лісовими та чагарниковими видами. Підраховано, що від 500 до 1.000 мільйонів особин цих видів виїжджають в американські тропіки, де живуть 7-8 місяців. Відповідно до того, як ми рухаємося на південь Америки, кількість птахів менше, отже, 51% перелітних сортів знаходиться в лісах Мексики та північних Карибських островів. 30% на півострові Юкатан і на більшості островів Карибського моря. 10-20% в Коста-Ріці, 13% в Панамі, 6-12% в Колумбії і 4-6% в Амазонії в Еквадорі, Перу та Болівії.
Міграція нічних птахів
Різновиди нічних весняних мігруючих птахів, схоже, зупиняються раніше, ніж 2 десятиліття тому, що пояснюється зміною клімату. Згідно з тим, що було опубліковано в журналі «Nature Climate Change», було перевірено, що температура та час початку міграції були добре скоординовані, а найбільші зміни для її початку відбувалися в регіонах, де потеплішало швидше. Однак восени ці зміни були менш очевидними.
Кайл Хортон з Університету штату Колорадо (CSU); зі спеціалістом зі штучного інтелекту Деном Шелдоном з Університету Массачусетса Амхерст та Ендрю Фарнсвортом з Корнельської лабораторії орнітології розповіли, як вони проаналізували 24-річні радіолокаційні дані Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA) для цього дослідження про нічна міграційна діяльність птахів.
Хортон розглядає масштаби дослідження, яке відстежує нічну міграційну поведінку сотень видів, що представляють мільярди птахів, як «важливе» для розуміння та вивчення змінних моделей міграції.
«Побачити зміни з плином часу на континентальних масштабах справді захоплююче, особливо з огляду на різноманітність поведінки та стратегій, які використовуються багатьма видами, які вловлюються радаром», – каже він, додавши, що спостережувані зміни не обов’язково означають, що мігранти йдуть в ногу. зі зміною клімату. Фарнсворт каже, що дослідження групи вперше дає відповіді на ключові питання про птахів і зміну клімату.
«Міграція птахів значною мірою адаптувалася як реакція на зміну клімату. Це глобальна подія, в якій щорічно беруть участь мільярди птахів. І не дивно, що пересування птахів продовжують кліматичні зміни. Але те, як групи популяції птахів реагували в епоху швидких і екстремальних кліматичних змін, вважалося загадкою. Охоплення масштабів і масштабів міграційної активності в просторі та часі було нездійсненним до недавнього часу», – підкреслює він.
Хортон зазначає, що можливість отримати доступ до даних і хмарні обчислення значно збільшила здатність групи узагальнювати результати. «Для обробки всіх цих даних без використання хмарних обчислень знадобиться більше року безперервної обробки даних», — каже він. На відміну від цього, група змогла досягти цього приблизно за 48 годин.
Як зазначає Шелдон, ці переміщення птахів реєструвалися протягом десятиліть завдяки радіолокаційній мережі безперервного сканування Національної метеорологічної служби, але донедавна ці дані були недоступні дослідникам птахів, частково через величезну кількість інформації та відсутність інструменти для його аналізу, що зробило можливими лише обмежені дослідження.
Для цього дослідження Amazon Web Services дозволив доступ до даних. Крім того, новий інструмент «MistNet», який Шелдон та його колеги з UMass Amherst розробили разом з іншими в Cornell Lab, використовує машинне навчання для отримання даних про птахів із того, що радари записують та використовують файли радарів, які містять дані за десятиліття. Його назва відноситься до тонких, майже непомітних «туманних сіток», які орнітологи використовують для лову перелітних птахів.
Як зазначає Шелдон, «MistNet» автоматизує обробку величезного набору даних, які використовувалися для обчислення міграційної активності птахів у континентальній частині Сполучених Штатів більше двадцяти років, з надзвичайними результатами в порівнянні з людьми, які носять їх під рукою. . У ньому використовуються методи комп’ютерного зору, щоб відрізнити птахів від того, що зображено на зображеннях дощу, що стало перешкодою для біологів протягом десятиліть.
«Раніше одна особа відповідала за спостереження за кожним радіолокаційним зображенням, щоб визначити, чи є на ньому дощ чи птахи», – вказує він. «MistNet була розроблена як система штучного інтелекту для розпізнавання образів на радіолокаційних зображеннях і автоматично пригнічує дощ», — говорить він.
Команда Шелдона склала попередні карти, де і коли відбулася міграція за останні 24 роки, і підштовхнула їх, щоб проілюструвати, наприклад, гарячі точки міграції в континентальній частині США в коридорі на захід від річки Міссісіпі. «MistNet» також дає змогу дослідникам розрахувати швидкість польоту та величину руху мігруючих птахів.
Хортон зазначає, що відсутність відмінностей у моделях осінньої міграції була вражаючою, незважаючи на те, що міграція все ще була «дещо безладнішою» в ці місяці. «Навесні ви можете побачити пориви мігрантів, які рухаються надзвичайно швидко, щоб досягти місця розмноження. Проте восени тиск, щоб дістатися до місць зимівлі, не такий великий, і міграція має тенденцію рухатися більш неквапливим темпом.
Поєднання факторів ускладнює вивчення осінньої міграції, додає він. У цей сезон птахи не змагаються за своїх супутників, і темп прибуття до місця призначення є більш спокійним. Так само існує ширший віковий діапазон птахів, які мігрують, оскільки молоді нарешті усвідомлюють, що їм також потрібно мігрувати.
Хортон додає, що результати мають значення для розуміння майбутніх моделей міграції птахів, оскільки птахи залежать від їжі та інших ресурсів, щоб здійснити подорож. Під час зміни клімату терміни цвітіння рослинності або наявність комах можуть вийти з ладу з прольотом перелітних птахів.
Вони вказують на те, що навіть незначні варіації можуть мати негативні наслідки для здоров’я мігруючих птахів. У майбутньому дослідники планують розширити свій аналіз даних, включивши в нього Аляску, де зміна клімату має більш серйозні наслідки, ніж південні 48 штатів.
Інші товари, які ми рекомендуємо: